4.2.3.4 TCU标定匹配和优化

动力性的需求及对应的变速器运行工况，分别涉及变速器控制的起步、换档、在档加速三个模块，见表4-1。

1.控制原理

在档加速通过换档规律标定使变速器尽量在发动机功率输出更大的低档位运行。换档尽量缩短换档时间，减小换档离合滑摩功带来的功率损失，增加低档位运行时间，以提高动力性。起步通过离合器控制发动机转速维持在更高的转速，增大发动机转矩进而提高起步动力性。

2.标定

下面分不同的变速工况来说明TCU的匹配和优化。

（1）在档加速标定 整车动力学公式为

式中，F_t为各档位驱动力（N）；F_f为滑行阻力（N）；F_w为风阻（N）；F_i为坡道阻力（N）；F_j为加速阻力（N）。

在驱动力图4-10的基础上，加上F_f和F_w曲线，即可作出汽车驱动力、行驶阻力平衡（图4-11），并以它确定汽车的动力性。

5档驱动力和F_f+F_w交点的对应点为最大车速v_amax。当v_a<v_amax时，5档驱动力>F_f+F_w，可利用发动机持续加速。

在档加速可以通过换档规律来调整档位，使车辆始终保持当前车速下的最大驱动力。目前应用最多的是以车速和加速踏板开度为换档参数的双参数换档规律。

利用驱动力图可计算出100%加速踏板开度时各个档位的加速度曲线，如图4-12所示。

如果相邻档位加速曲线有交点，那么该车速作为升档点。加速曲线没有交点或交点大于该档位的最大车速，则以该档位的最大车速点作为该档位的升档点。

档位最大车速点需在升档控制标定完成后确定。如图4-13所示，升档命令发出后，在变速器执行换档过程中发动机转速随车速的增加持续上升，因而换档命令需在发动机转速达到断油转速前发出。同时考虑车辆状态差异，预留100～200r/min的断油转速余量。最终确定发动机转速ω=ω₀-ω₁-ω₂所对应的车速作为该档位的最大车速。

降档曲线和升档曲线保持合理的间隔，利用收敛性分布计算降档曲线。

（2）换档标定 一般低档位的加速度更高，那么可以通过缩短换档时间，增加低档位运行时间，以提高动力性。

如图4-14所示，升档时间从t₀锁档到t₁后，减小了升档过程发动机转速上冲量，升档点可延后发出，这样增加了低档运行的时间，提高了整车加速度。

动力升档转速阶段一般通过发动机降低转矩的方式，来实现发动机减速到高档位车速对应的转速。为追求动力性，可通过增加离合转矩来实现发动机减速，提高转速阶段整车加速度，但这样会增加换档冲击度。

动力降档是以更快的速度切换到低档位运行，获取更高的整车加速度。

（3）起步标定 起步过程 （图4-15）整车动力学公式为

式中，F_c为整车驱动力（N）；T_e为发动机转矩（N·m）；T_c1为离合器转矩（N·m）。

起步过程离合器转矩直接决定车辆轮端转矩，离合器转矩越大，整车加速度越高。离合器转矩在起步提升转速阶段小于发动机转矩，转速稳定阶段完全传递发动机转矩。

如图4-16所示，根据发动机的外特性，发动机转速2000r/min以下，发动机转速越高，发动机转矩越大，整车动力性越好。那么可以通过离合器控制发动机转速维持在更高的转速，增加发动机转矩进而提高起步的加速度。