Frage:
Was bestimmt, wann ein Automatikgetriebe schaltet?
audiFanatic
2014-05-02 21:49:02 UTC
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Ich arbeite an der Entwicklung eines automatischen Fahrrads (meistens auf Mikrocontroller-Basis) und würde davon ausgehen, dass ich ähnlich wie ein Auto schalten würde. Meine Frage ist also, welche Faktoren berücksichtigt das Getriebe beim Schalten? Ich weiß, wenn ich mein Auto fahre, versucht es, mit einer konstanten Motordrehzahl zu schalten, aber wenn ich schnell beschleunige, beispielsweise wenn ich auf einer kurzen Einfahrtsrampe auf die Autobahn fahre, hält die Transe nicht genau mit der Motordrehzahl Schritt, was möglicherweise der Fall ist vor dem Schalten bei 5 oder 60000 U / min sein.

Geht es also mehr um Geschwindigkeit, Drehzahl, einige andere Faktoren oder alle? Welche haben Vorrang bei der Entscheidung, zu wechseln?

Mein Hauptanliegen ist es also, mit dem Fahrrad bergab zu fahren. Wenn Sie jetzt ein normales Fahrrad wie ich fahren, hören Sie auf zu treten und lassen die Schwerkraft die Arbeit für Sie erledigen. Tut ein Automatikgetriebe dies auch oder schaltet es hoch, um der Geschwindigkeit zu entsprechen, oder runter, um der niedrigen Drehzahl zu entsprechen?

In einer älteren hydraulischen Automatik wird dies durch eine der folgenden Faktoren bestimmt: http://mechanics.stackexchange.com/a/2794/57
@BobCross ... diese Frage sollte höchstwahrscheinlich von Ihrer verknüpften Antwort abgedeckt werden. Betrachten Sie das Schließen als Duplikat? Ich mag deine Verwendung des Begriffs "Fuzzy-Logik", da das verdammt gut ist ;-)
@Paulster2, nicht unbedingt - wenn audiFanatic ein computergesteuertes Getriebe für ein Pedalfahrrad baut, ist die Hydraulik interessant, aber nicht ausreichend.
@Bob_Cross Ja, ich bin nicht wirklich besorgt darüber, wie alte analoge Übertragungen funktionieren (obwohl es interessant ist). Ich interessiere mich viel mehr für modernere elektronische Übertragungen.
Oder besser gesagt, ich interessiere mich mehr für die Logik hinter dem Schalten als für die Mechanik, wie es funktioniert. Mein System ist servobasiert, daher sind die Mechaniken völlig anders.
Drei antworten:
#1
+6
Bob Cross
2014-05-02 22:41:18 UTC
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Ich arbeite an der Entwicklung eines automatischen Fahrrads (meistens auf Mikrocontroller-Basis) und würde davon ausgehen, dass ich ähnlich wie ein Auto schalten würde.

Nun Sie stehen vor einem Schock: Es wird ziemlich anders.

Meine Frage ist also, welche Faktoren berücksichtigt das Getriebe beim Schalten? ... geht es also mehr um Geschwindigkeit, Drehzahl, einige andere Faktoren oder alle? Welche haben Vorrang bei der Entscheidung für eine Verlagerung?

Es kommt darauf an. Der Regelsatz wird situationsabhängig und etwas nicht deterministisch sein (auch als Fuzzy-Logik bekannt). Ein Auto-Regelsatz wird sich auch stark von einem unterscheiden, den Sie für ein Fahrrad verwenden würden.

Hier einige Beispiele für die widersprüchlichen Prioritäten, denen Sie im Automatikgetriebe eines Autos gegenüberstehen:

  • Kraftstoffverbrauch
  • Beschleunigung
  • Gasannahme (gibt es eine Verzögerung zwischen dem Treten auf das Gas und dem Gefühl des Loslassens?)
  • Kraftstoffverbrauch (was nochmal?)
  • Ärger (oszillierendes Schalten ist ärgerlich: zB 3-4-3-4-3-4).
  • Kraftstoffverbrauch (ja, ja, wir Hol es dir!)
  • ol>

    Der Punkt ist, dass die Übertragung versucht, eine Reihe widersprüchlicher Metriken zu optimieren, um nach lokalen Maxima zu suchen.

    Mein Hauptanliegen ist es also, mit dem Fahrrad bergab zu fahren. Wenn Sie jetzt ein normales Fahrrad wie ich fahren, hören Sie auf zu treten und lassen die Schwerkraft die Arbeit für Sie erledigen. Tut ein Automatikgetriebe dies auch oder schaltet es hoch, um der Geschwindigkeit zu entsprechen, oder runter, um der niedrigen Drehzahl zu entsprechen?

    Auf einem Fahrrad haben Sie ganz andere Probleme. Zum Beispiel trete ich gerne in einem festen Tempo und spiele regelmäßig mit den Gängen, um meine Fahrgeschwindigkeit an mein Tritttempo anzupassen. Ihr Automatikgetriebe müsste je nach Fahrgeschwindigkeit auf und ab schalten. Es müsste auch den bevorstehenden Hügel vorwegnehmen - das tue ich, da ich den Hang und die Ausrüstung sehen kann. Es wird nervig sein zu warten, bis sich mein Tempo verlangsamt. Es wäre besser, die Situation zu erfassen (z. B. mithilfe eines Pegels oder von GPS-Daten).

    An einem Abhang rüste ich mich aus, damit ich Schwung aufbauen kann. Ich mag es auch zu wissen, dass ich für meine Fahrgeschwindigkeit im richtigen Gang bin, auch wenn ich ein bisschen im Leerlauf fahre: Ich mag die Übergeschwindigkeitssituation nicht, in der ich über meinen eigenen Fuß laufen kann! In einem Automobilgetriebe entkoppelt sich der Motor in einer Ausrollsituation fast (obwohl der Motor immer noch "in die Pedale tritt").

    Schließlich kann ein automatisches Fahrradgetriebe nicht zwischen den Gängen schwingen. In einem Auto ist es ärgerlich zu hören, wie der Motor von 2000 U / min auf 3000 U / min und zurück springt. Auf einem Fahrrad, bei dem das System bei jeder Schicht einen deutlichen Schock erleidet, würde der Fahrer schnell einen Hammer auf das Getriebe nehmen, wenn es jede Sekunde oder so schaltet.

    Hervorragende, sehr klare Antwort. Ich kann nicht sagen, dass ich überrascht bin, aber ich dachte wirklich, dass es mehr Ähnlichkeiten geben würde. Unabhängig davon ist der Vergleich / Kontrast, den Sie angelegt haben, sehr hilfreich. Ich verwende derzeit ein Gyroskop, um festzustellen, wann ich mich einem Hügel nähere. Das sollte also ausreichen (ich wünschte nur, der Hersteller wäre hilfreicher und hätte eine Bibliothek bereitgestellt, aber das ist ein Nebenproblem). Ich lasse die Frage einige Stunden offen, um anderen eine Chance zu geben, und wähle dann die beste Antwort aus. höchstwahrscheinlich deins.
    @audiFanatic, können gerne im Chat vorbeischauen - ich würde gerne weitere Themen besprechen. Es ist eine gute Idee, es ist einfach ein super schweres Problem, es auf eine Weise zu lösen, die ein Mensch für besser hält.
    Ja, ich finde das auf die harte Tour mit diesem Projekt heraus. Ich habe definitiv mehr abgebissen, als ich mit einem schlucken konnte. Auf der anderen Seite denke ich, dass ich eines der interessanteren und komplexeren Senior-Design-Projekte habe, zumindest vom Standpunkt der Elektro- und Computertechnik aus; Ein Mechie im Team wäre nett gewesen. : D.
    #2
    +1
    Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
    2014-05-03 01:46:27 UTC
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    Ich glaube, die Antwort von @bobcross ist ziemlich gut, wollte aber einige weitere Informationen hinzufügen, von denen ich glaube, dass sie für die Frage relevant sind, negiert jedoch nicht, was Bob geschrieben hat:

    Sie haben nach der Logik gefragt dahinter, wie ein Automatikgetriebe schaltet und warum es schaltet, wenn es schaltet. Um einen Teil davon zu beantworten, müssen wir uns ansehen, was die Übertragung tatsächlich steuert. Diese Einheit (in neueren automatischen Fahrzeugen) wird als Getriebesteuergerät (TCU - offensichtlich lol) bezeichnet. Es ist eine Einheit, die vom Motorsteuergerät (ECU) getrennt ist, aber in Verbindung damit funktioniert. Folgende Eingaben werden verwendet, um zu "entscheiden", wann geschaltet werden soll (aus Wikipedia):

    Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS) - Dieser Sensor sendet ein Signal mit variierender Frequenz an die TCU, um die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen.

    Raddrehzahlsensor (WSS) - Moderne Automatikgetriebe haben auch eine Raddrehzahl Sensoreingang zur Bestimmung der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, um festzustellen, ob das Fahrzeug bergab oder bergauf fährt, und um Gangwechsel an die Fahrgeschwindigkeit anzupassen, und um den Drehmomentwandler im Stillstand zu entkoppeln, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und die Belastung beim Laufen zu verringern Ausrüstung.

    Drosselklappenstellungssensor (TPS) - Der TPS-Sensor ist zusammen mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor die beiden Haupteingänge für die meisten TCUs. Ältere Getriebe verwenden dies zur Bestimmung der Motorlast. Mit der Einführung der Drive-by-Wire-Technologie ist dies häufig eine gemeinsame Eingabe zwischen ECU und TCU. Der Eingang wird verwendet, um die optimale Zeit und Eigenschaften für einen Gangwechsel entsprechend der Belastung des Motors zu bestimmen. Die Änderungsrate wird verwendet, um zu bestimmen, ob ein Herunterschalten zum Überholen geeignet ist. Beispielsweise wird der Wert des TPS auch während der Fahrt kontinuierlich überwacht und die Schichtprogramme werden entsprechend geändert (Wirtschaftlichkeit, Sportmodus usw.). Die TCU kann diese Informationen auch mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor referenzieren, um die Fahrzeugbeschleunigung zu bestimmen und diese mit einem Nennwert zu vergleichen. Wenn der tatsächliche Wert viel höher oder niedriger ist (z. B. bergauf fahren oder einen Anhänger ziehen), ändert das Getriebe seine Schaltmuster entsprechend der Situation.

    Turbinendrehzahlsensor (TSS) - Dies kann auch als Eingangsdrehzahlsensor (ISS) bezeichnet werden. Dieser Sensor sendet ein Signal mit variierender Frequenz an die TCU, um die aktuelle Drehzahl der Eingangswelle oder des Drehmomentwandlers zu bestimmen. Die TCU verwendet die Eingangswellendrehzahl, um den Schlupf über den Drehmomentwandler und möglicherweise die Schlupfrate über die Bänder und Kupplungen zu bestimmen. Diese Informationen sind wichtig, um die Anwendung der Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers reibungslos und effektiv zu regulieren.

    Kickdown-Schalter - Eine der häufigsten Eingaben in eine TCU ist der Kickdown-Schalter, mit dem festgestellt wird, ob das Gaspedal über Vollgas hinaus gedrückt wurde. [3] Bei Aktivierung schaltet das Getriebe basierend auf der aktuellen Fahrgeschwindigkeit in den niedrigsten zulässigen Gang zurück, um die vollen Leistungsreserven des Motors zu nutzen. Dies ist bei den meisten Getrieben immer noch vorhanden, ist jedoch nicht mehr so ​​erforderlich, da die TCU den Drosselklappenstellungssensor und die schnelle Änderungsrate verwendet, um zu bestimmen, ob ein Herunterschalten erforderlich sein kann. Daher ist die Kickdown-Funktion in den meisten Fällen nicht erforderlich

    Bremslichtschalter - In moderneren TCUs wird dieser Eingang verwendet, um zu bestimmen, ob das Getriebe heruntergeschaltet werden muss, um die Motorbremswirkung zu erhöhen, wenn das Getriebe erkennt, dass das Fahrzeug bergab fährt.

    Traktionskontrollsystem (TCS) - Viele TCUs haben jetzt eine Eingabe vom Traktionskontrollsystem des Fahrzeugs. Wenn das TCS ungünstige Straßenzustände feststellt, wird ein Signal an die TCU gesendet. Die TCU kann Schaltprogramme ändern, indem sie frühzeitig hochschaltet, wodurch die Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers entfällt und der erste Gang vollständig entfällt und der zweite Gang eingelegt wird.

    Die TCU verwendet diese Eingänge. Verweist sie auf Tabellen in ihren Speicherspeichern und entscheidet, in welchem ​​Gang sie sich befinden sollen. Wie im Wiki-Artikel angegeben, sind moderne TCUs in ihrem Design so komplex und führen Berechnungen auf der Grundlage so vieler Parameter durch, dass es eine unbestimmte Anzahl von gibt mögliches Schichtverhalten.

    #3
      0
    philbrooksjazz
    2016-01-26 07:00:23 UTC
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    Nun - die meisten älteren Autos ohne TCU verwendeten Krümmervakuum, um die Schaltvorgänge zu bestimmen. Wenn einer der Vakuumschläuche brach oder abfiel, schaltete das Getriebe nicht richtig.

    Dies ist jedoch für Ihr Fahrrad nicht realistisch - Sie müssen Software schreiben und einen Algorithmus finden Das wird funktionieren - mit einigen Drehzahl- und Drehmomentsensoren.

    Es ist Neuland!



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