汽车变速系统的换挡律

换挡规律表示相邻排挡间自动换挡时刻随着控制参数变化的规律。换挡规律的优良会影响车辆各个方面的性能，如燃油经济性、排放性和驾驶舒适程度等等。换挡规律的控制参数通常是在挡位选择时起决定性作用的参数，比如车速、油门踏板位置等等。目前常见的换挡规律可以分成三类：单参数、两参数和动态三参数的换挡规律。

1、单参数换挡规律

单参数换挡规律的控制参数一般会选择车速，如图1所示，实线是升挡曲线，虚线是降挡曲线，纵坐标α是油门开度。

图1 单参数换挡规律

当车速高于$v_2$时，变速器挡位升入2挡，当车速降到$v_1$时，变速器挡位降到1挡。$v_1$和$v_2$之间是1挡和2挡的可能工作区域，根据车辆行驶状况而定。这种升、降挡之间的交错现象称作换挡重叠，主要作用是当变速器换挡后，避免挡位因为油门开度的稍微变化和车速稍微下降而降到原来的挡位。还有一个作用是可以避免变速器的控制部件磨损而导致的驾驶舒适性降低。
单参数换挡规律简单，但因为换挡延迟的大小和换挡点的位置只随车速变化，而与油门开度无关，对动力性和燃油经济性两者难以兼顾，在传统的燃油汽车上使用的不多。

2、两参数换挡规律

两参数换挡规律是目前广泛运用的一种类型。其控制参数通常使用油门开度和车速这两个参数联合控制。油门开度小时，驾驶员的意图是想使燃油消耗量尽可能的小，而油门开度大时，说明驾驶员是希望动力性能尽量得到提升。
两参数换挡参数一般分成下图2的几种形式

图2 两参数换挡规律

• a、等延迟型：
  等延迟型指的是无论油门开度α怎么变化，换挡延迟$\Delta v$保持不变。在图上可以看到两条平行的换挡线。这一种换挡规律比起单参数换挡而言，可以实现驾驶员干预换挡；油门开度不高的时候，变速器可以提前换到比较高的挡位，从而延迟降回低挡，从而改善了燃油经济性能。

• b、收敛型：
  收敛型指油门开度α增大的时候，换挡延迟$\Delta v$随之减少。换挡曲线使大油门开度时降挡速差比变小，充分利用了发动机的有效功率。减少油门开度，换挡延迟$\Delta v$随之增大，则可以减少换挡次数。而且发动机可以工作在比较低的转速，整车行驶起来舒适性比较好。

• c、发散型：
  发散型指的是油门开度α增大的时候，换挡延迟$\Delta v$不断增大，这样换挡的好处在于可以大幅度的改善整车燃油经济性能，同时驾驶员可以在快松油门踏板的时候尽快的换到高挡中，噪声方面会大大降低。但是这样的换挡规律同时还有个缺点，就是大油门开度降挡的时候，发动机转速会比较大程度降低，导致发动机的功率不可以被有效利用。

• d、带强制降低挡的发散型：
  带强制降低挡的发散型换挡规律可以改善发散性的缺点，使变速器提前降挡。这种换挡规律有利于发挥重型车的后备功率，满足大功率加速需求。如果驾驶员此时突然加大油门，并且超过了一定限度后，车辆会自动降到低挡，从而获得良好的加速性能。

• e、组合型：
  组合型是指由上述两种或者几种不同类型的换挡规律组合而成。这样的换挡规律使不同油门开度下得到合适的驱动需求。

3、动态三参数换挡规律

动态三参数考虑了实际情况中起步，换挡时汽车都处于非稳定状态，而不是两参数换挡规律稳定行驶的情况。如果按照单参数换挡规律或者两参数换挡参数换挡，换挡点的速度存在很大的误差，而且在弯道，坡道换挡时，这种换挡规律并不合适，这样会导致汽车在这一些工况出现意外换挡或者频繁换挡。动态换挡三参数规律的控制参数选用了车速、油门开度、和加速度，能够真实反映出汽车实际工况，进而大大改善了汽车燃油经济性和驾驶舒适性，也能提高汽车动力性能。