Управление автоматической коробкой передач осуществляет электрогидравлическая система. Под термином«электрогидравлическая» следует понимать, что непосредственное управление процессом переключения передач и блокировки гидротрансформатора осуществляет гидравлическая система, а регулирование потоков рабочей жидкости – электронная система.
Электроника в управлении АКПП позволяет добиться высокой скорости переключения передач, плавности работы, экономии топлива. Помимо этого электронная система управления предоставляет возможность использовать одну коробку передач с разными двигателями и на разных автомобилях только за счет перепрограммирования блока управления.
Электронная система управления автоматической коробкой передач включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства. К входным датчикам относятся: датчик положения рычага селектора, датчик частоты вращения на входе коробки передач, датчик частоты вращения на выходе коробки передач, датчик температуры рабочей жидкости, датчик режима Tiptronic, датчик режима «кик-даун».
Датчик положения рычага селектора (другое название – многофункциональный датчик) учитывает положение рычага селектора коробки передач, в соответствии с которым блок управления активизирует соответствующие программы.
Информация от датчика частоты вращения на входе коробки передач используется при переключении передач и блокировке гидротрансформатора. Датчик частоты вращения на выходе коробки передач выдает параметр, по которому производится переключение передач.
Датчик температуры рабочей жидкости используется для регулирования давления рабочей жидкости, а также защиты системы от перегрева. Датчик режима Tiptronic представляет собой микропереключатель, по сигналам которого происходит переключение передачи на высшую или низшую ступень. Датчик режима «кик-дайн» устанавливается на педали газа и запускает программу резкого ускорения автомобиля.
На основе поступающих сигналов от датчиков электронный блок управления определяет логику переключения передач в соответствии с заложенной программой. Блок управления взаимодействует с другими электронными системами автомобиля:управления двигателем, антиблокировочной системой тормозов (курсовой устойчивости), рулевым управлением, климат-контролем.
Блок управления АКПП в работе использует сигналы ряда датчиков системы управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, положения педали акселератора. Кроме этого, блок управления двигателем при необходимости уменьшает крутящий момент при переключении передач.
На основании сигналов датчиков частоты вращения колес, входящих в состав системы ABS (ESP), распознаются различные условия движения (поворот, спуск, пробуксовка). В управлении автоматической коробкой передач могут использоваться показания датчика угла поворота рулевого колеса.
Блок управления реализует управленческие функции с помощью исполнительных устройств – электромагнитных клапанов в гидравлическом блоке, а также электромагнита блокировки рычага селектора.
Для управления потоками рабочей жидкости используются двухпозиционные клапаны (открыто/закрыто) и клапаны с широтно-импульсной модуляцией (имеют переменное проходное отверстие). С помощью регулируемых потоков жидкости производится блокировка муфт, тормозов и включение конкретной передачи, а также блокировка муфты гидротрансформатора.
Рычаг селектора от несанкционированного включения блокируется электромагнитом. Снятие с блокировки возможно только при нажатой педали тормоза.
Принцип работы системы управления
Управление автоматической коробкой передач основано на определении оптимального момента переключения передач. Момент переключения рассчитывается на основе большого количества данных (параметров) по принципу нечеткой логики, допускающему намеренную неопределенность в выборе решения.
На современных автоматических коробках реализованаадаптивная (другое название – динамическая) программа управления, в которой процесс выбора и переключения передач адаптирован к конкретным потребностям водителя и текущей дорожной ситуации.
Адаптация коробки передач к стилю вождения конкретного человека производится путем оценки характера разгона (интенсивности нажатия педали газа) и характера торможения (интенсивности нажатия педали тормоза). По результатам оценки запускается соответствующий алгоритм управления.
В адаптивной программе управления автоматической коробкой передач учитываются следующие условия движения: уклон, поворот, движение с прицепом, движение по зимней дороге, ускорение, городской режим движения.
Движение под уклон распознается по ускорению автомобиля и отпущенной педали газа. Система управления блокирует переключение коробки на высшую передачу, что позволяет использовать торможение двигателем. При нажатии на педаль тормоза происходит переключение на одну передачу вниз, что оказывает дополнительную помощь при торможении.
Движение в повороте определяется по разнице угловых скоростей левого и правого колес. Программа управления блокирует переключение на высшую передачу. Автомобиль в повороте движется на пониженной передаче, чем достигается курсовая устойчивость и обеспечивается лучшее ускорение при выходе из поворота.
Движение с прицепом оценивается по увеличенному тяговому усилию. Для обеспечения равномерности движения с прицепом программа избегает частых переключений передач. Адаптация к зимним условиям движения достигается за счет трогания со 2-й передачи и раннего переключения на повышенную передачу, что позволяет избежать пробуксовки.
В условиях городского режима движения, характеризующегося частыми остановками и троганиями с места, адаптивное управление предусматривает начало движения автомобиля со 2-й передачи. Тем самым, снижается расход топлива и достигается комфорт движения.
Резкое ускорение автомобиля требуется для совершения обгона, завершения опасного маневра, да и просто для динамичной езды. Потребность в режиме «кик-даун» распознается по интенсивности нажатия педали газа. При этом блок управления смещает момент переключения передач вверх, при движении на повышенной передаче принудительно включается низшая передача, переключение на высшую передачу производится только при достижении максимальной частоты вращения.
Программа адаптивного управления производит коррекцию физического износа в муфтах и тормозах, что позволяет сохранить неизменное качество переключения передач в течение всего срока службы коробки.
На некоторых автоматических коробках передач предусмотрен спортивный режим работы, который обеспечивает максимальное использование мощности двигателя. Режим обеспечивает лучшую разгонную динамику за счет более позднего переключения передач.