AI-SHIFT: суть системы, принцип действия, а также ее основные недостатки

Электронные технологии, ассистенты водителя и прочие интеллектуальные системы все прочнее входят в автомобильный мир. Большинство автопроизводителей оснащает выпускаемые моделями разнообразными сервисами, основной задачей которых является повышение комфорта пассажиров и упрощение управления автомобилем. Одной из подобных интеллектуальных систем является функция AI-SHIFT, которая используется в некоторых машинах с автоматической трансмиссией. Далеко не каждый водитель знает, что это за функция и каким образом можно ей пользоваться, чтобы упростить процесс управления автомобилем.

В чем суть системы AI-SHIFT

Под термином AI-SHIFT понимается специальная функция, которой оснащается автоматическая трансмиссия автомобиля. Она позволяет проанализировать манеру управления транспорта водителем, а также состояние самого авто, благодаря чему принимается решение на автоматическое переключение между доступными режимами езды во время крутых спусков либо подъемов. Если говорить более простыми терминами, встроенная в автомобиль система управления проводит анализ дорожной обстановки, запоминает стиль вождения лица, находящегося за рулем, после чего самостоятельно проводит анализ и определяет необходимый режим переключения передач для трансмиссии, благодаря чему достигается ее наиболее оптимальная работы.

Эти кроссоверы запрещено покупать даже с большой скидкой: самые ненадежные модели на вторичном рынке

Как быстро испортить автомобиль с помощью WD-40: методы, которые опасны для машины

Простые и дешевые средства защиты кузова автомобиля от реагентов, которыми обрабатывают дороги

Принцип действия

Работа интеллектуального ассистента управления передачами трансмиссии возможна только в том случае, когда селектор переключения находится в положении D. Если же он будет установлен на S, то умная система автоматически отключается и коробка переходит в классический режим работы.

Суть работы AI-SHIFT можно отобразить приблизительно таким способом:

• датчики, установленные в автомобиле, определяют условия, в которых движется автомобиль. Происходит оценка угла наклона при движении машины на спуске либо подъеме;
• по манере управления автомобилем система определяет дальнейшие намерения водителя. Если он продолжает дожимать педаль акселератора, то сервис понимает, что необходимо откорректировать работу трансмиссии с учетом данных действий;
• происходит корректировка работы АКПП, путем повышения либо понижения передач.

Установка корректной передачи трансмиссии и необходимого скоростного режима автомобиля выполняется при помощи оценки текущего скоростного режима, а также угла положения заслонки дросселя.

Если система определяет, что автомобиль нуждается в оптимизации тяговых усилий во время подъема, то она не позволяет автоматической трансмиссии выполнять переключения на наиболее высокие четвертую и пятую передачи. Транспортное средство двигается на пониженной скорости до тех пор, пока сервис не определит, что необходимо переводить КПП в стандартный режим работы.

В случае, если автомобиль движется на спуске под уклоном, интеллектуальная система распознает, что необходимо выполнить оптимизацию тормозного усилия, а потому производит перевод текущей скорости трансмиссии на четвертую либо третью передачи.

Недостатки сервиса AI-SHIFT

Несмотря на то, что интеллектуальный ассистент управления режимами движения трансмиссии во время спуска либо подъема автомобиля на уклоне является весьма полезным и важным помощником, как и большинство электронных систем, он имеет ряд недостатков:

• система может допустить сбой и выполнить неправильную оценку ситуации на дороге либо действий водителя;
• для понимания работы системы и успешного взаимодействия с ней водителю может потребоваться определенный промежуток времени.

В целом, подобный интеллектуальный ассистент управления трансмиссией может оказаться вполне кстати и упростит прохождение спусков и подъемов. Однако данной системой оснащаются не все коробки передач и суть их работы требует определенного понимания со стороны водителя. Автор: Константин Старченко

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Автоматические коробки передач

Автоматические коробки передач — разновидность трансмиссии автомобилей, обеспечивающая автоматический (без прямого участия водителя) выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа, в зависимости от множества факторов. Исторически название «автоматическая коробка передач» закрепилось лишь за одной разновидностью таких коробок передач — гидромеханической планетарной коробкой передач.

Типы автоматических трансмиссий

Существуют два типа автоматических транс­миссий (коробок передач), отличаемых по эффективности воздействия на динамику управления автомобилем:

• Полуавтоматические трансмиссии, яв­ляющиеся ручными коробками передач, с помощью которых все управляющие операции выполняются водителем, а пе­реключение передач осуществляется путем электронно-управляемых исполнительных механизмов; с точки зрения динамики автомобиля это означает, что переключение передач всегда связано с прерыванием потока мощности при по­мощи сцепления;

• Полностью автоматические трансмиссии, которые обеспечивают переключение передач при нагрузке, то есть, мощность продолжает передаваться к ведущим ко­лесам во время переключения передач.

Такое отличие в динамике управления автомобилем является важным фактором, определяющим область применения для этих двух видов трансмиссии. Полностью автоматические трансмиссии используются при условиях, когда разъединение силовой передачи приводит к значительному умень­шению комфорта движения (прежде всего, при управлении легковым автомобилем с вы­сокой приемистостью), или когда это недопу­стимо при сложных режимах движения (при управлении внедорожным транспортным средством). Полуавтоматические трансмис­сии находят применение на тяжелых грузо­вых автомобилях, междугородных автобусах, а также небольших легковых автомобилях, гоночных и спортивных легковых автомо­билях.

Полуавтоматические коробки передач

Недостаток полуавтоматических коробок передач с ручным выбором передач, применяемых, в основ­ном, на грузовых автомобилях, по отноше­нию к полностью автоматическим заключа­ется в том, что каждое переключение связано с прерыванием потока мощности. (рис. «Полуавтоматическая трансмиссия» ) Однако, у такой конструкции имеются также важные преимущества, позволяющие:

• Создавать не­большие промежутки между передаточными числами, вплоть до 16 передач;
• Передавать мощность с повышенной эффективностью (к.п. д.);
• Повышать экономичность; исполь­зовать одну и ту же базовую коробку передач для конструкций неавтоматического и авто­матического типов.

Принцип действия полуавтоматической коробки передач

Центральный клапанный блок коробки пе­редач преобразует электрические сигналы в пневматическое или гидравлическое давле­ние, воздействующее на гидро- или пневмо­цилиндр переключения передач. В зависимо­сти от используемой системы, электрически управляемые сигналы могут непосредст­венно поступать от рычага переключения пе­редач, приводимого в действие водителем, или от электронной системы управления.

Конструктивные особенности полуавтоматической коробки передач

На большинстве полуавтоматических ко­робок передач имеет место дистанционное управление механическим режимом переключения передач. Процедуры переключения передач и выключения сцепления — те же, что и при использовании стандартной не автома­тическипереключаемой коробки передач.

К преимуществам таких коробок передач относятся:

• Уменьшенное усилие, образуемое во время переключения передач;
• Упрощенная схема переключения;
• Защита двигателя от ра­боты на повышенных оборотах без нагрузки.

На полностью автоматических коробках пе­редач, кроме самой коробки, автоматическим является и механизм переключения передач. Управляющее устройство, имеющееся в рас­поряжении водителя, состоит либо из специ­ального рычага переключения, либо из кно­пок +/- с возможностью перехода на режим ручного выбора передач. Сложные системы переключения применяются при управлении коробками передач с большим количеством передаточных чисел. Система, в которой используется включение передач только в со­ответствии с фиксированной программой, далеко не всегда является оптимальной, по­скольку при ее использовании не учитывается весь комплекс условий, связанных с дости­жением оптимального равновесия между уп­равляемостью автомобиля и его топливной экономичностью.

Эта задача возлагается на микрокомпьютерную систему управления. Электронная система управления работой двигателя регулирует открытие дроссельной заслонки (система ЕТС или EGAS), облегчая, таким образом, достижение эффективной синхронизации с процессом переключения передач. К преимуществам такого управления относятся:

• Достижение оптимальной эконо­мии топлива;
• Уменьшение нагрузки на води­теля во время работы;
• Меньше вес и размеры;
• Повышение безопасности для водителя и для автомобиля.

Полностью автоматические коробки передач

Выполняют операции по переключению пере­дач без участия водителя. Потери мощности в автоматической коробке передач сущест­венно больше, чем в механической. Однако это компенсируется преимуществами, свя­занными с возможностью поддержания ра­боты двигателя в максимально экономичном режиме. (рис. «8-ступенчатая автоматическая коробка передач легкового автомобиля (ZF 8 HP70)» )

Автоматическая коробка передач содержит:

• Гидротрансформатор (всегда использу­ется в коробках передач легковых автомо­билей; на грузовых автомобилях обычно применяется конструкция типа Trilok): предназначен для троганья с места, уве­личения крутящего момента и поглощения крутильных колебаний;
• В коробках передач легковых автомоби­лей, как правил, и грузовых автомобилей (всегда) гидротрансформатор дополняется блокировочной муфтой;
• Несколько планетарных механизмов;
• Многодисковые фрикционы с гидравличе­ским приводом, дисковые или ленточные тормоза (предназначены для выполнения переключений без разрыва потока мощно­сти);
• Механизмы свободного хода вместе с эле­ментами переключения для оптимального переключения передач;
• Механизм планетарной передачи;
• Систему управления для выбора и плав­ного переключения передач в соответст­вии с программой, устанавливаемой води­телем автомобиля;
• Гидронасос с приводом от двигателя, ко­торый обеспечивает давление, необходи­мое для работы элементов переключения, подает жидкость к гидротрансформатору, обеспечивает смазку и охлаждение ко­робки передач.

Варианты конструкции автоматической коробки

Автоматические коробки передач, устанавли­ваемые на легковых автомобилях, имеют до 8 передач переднего хода.

Диапазон механического преобразования находится в пределах от 3,5 (4-ступенчатая коробка передач) до 5,0 (5-ступенчатый аг­регат), до 6 (6- и 7-ступенчатая коробка), до 7 (8-ступенчатая коробка). Коэффициент трансформации при разгоне изменяется в пределах от 1,7 до 2, 5.

Автоматические коробки передач для гру­зовых автомобилей могут иметь от 3 до 6 передач переднего хода. Диапазон механического преобразования изменяется в пределах от 2 до 8. Эти коробки передач часто имеют встроенные гидродинамические замедли­тели, а также гидронасос, большой поддон для накопления жидкости и охладитель жид­кости.

В качестве альтернативы автоматической коробки передач гидротрансформаторного типа все шире на переднеприводных и спор­тивных автомобилях применяются автомати­ческие трансмиссии с двойным сцеплением или автоматизированные механические коробки передач (рис. «7-ступенчатая трансмиссия с двойным сцеплением ZF 7DT50» ). Трансмиссии с двойным сцеплением (рис. «Принципиальная схема трансмиссии с двойным сцеплением» ) имеют преимуще­ство над гидротансформаторами в условиях высоких значений частоты вращения колен­чатого вала — от 6500 до 7000 мин -1 . Кроме того, благодаря наличию промежуточного вала, трансмиссия с двойным сцеплением может иметь преимущества в конфигурации привода (масса, объем). В настоящее время в серийное производство внедрены 6- и 7-ступенчатые трансмиссии с двойным сцеплением «мокрого» типа. Также серийно выпускаются версии с «сухим» сцеплением и электромеханическим приводом.

Подробнее об автоматических коробках передач можно почитать здесь.

Электронная система управления коробкой передач

Системы управления автоматических коро­бок передач, в которых применяется только гидравлика, вытесняются системами, в кото­рых сочетаются элементы электроники и гид­равлики (гидравлический привод сохраня­ется только применительно к фрикционам). К преимуществам применения электроники относятся:

• Возможность устанавливать не­сколько различных программ переключе­ния передач,
• Большая плавность включения передачи,
• Гибкость и приспосабливаемость к различным типам автомобилей,
• Примене­ние упрощенных гидравлических цепей упра­вления и механизмов свободного хода.

Измерительные преобразователи системы определяют нагрузку, положение рычага пере­ключения передач, положение переключателя программ и режима «kick-down», а также час­тоту вращения вала двигателя и ведомого вала коробки передач. Блок управления обрабаты­вает эти данные в соответствии с установлен­ной программой и вырабатывает сигналы уп­равления коробкой передач.

Электродинамические преобразователи об­разуют связь между электронными и гидрав­лическими цепями, в то время как соленоид­ные клапаны приводят в действие фрикционы. Используются аналоговые или цифровые ре­гуляторы давления.

Управление переключением передач

Во время выбора необходимой передачи сис­темой запрашиваются данные о частоте вра­щения ведомого вала коробки передач и дви­гателя, прежде чем сработает соответствующий соленоидный клапан. Водитель может вы­брать из имеющихся требуемую программу переключения передач, например, для обеспе­чения максимальной топливной экономично­сти или максимального скоростного режима. В процесс переключения передач можно также в любой момент вмешаться посредством руч­ного переключения передач рычагом.

Интеллектуальные программы переключе­ния передач оптимизируют управление авто­мобилем, пополняя стандартные данные упра­вления коробкой передач вспомогательными параметрами, такими, как продольное и попе­речное ускорение и скорость перемещения педалей тормоза и подачи топлива. Сложная программа управления позволяет выбирать соответствующую передачу как для текущих условий движения автомобиля, так и для стиля управления. Широкое распространение полу­чили концепции, в которых сочетаются высо­кий уровень «интеллектуальных» (универ­сальных) программ переключения передач со средствами активной адаптации к индивиду­альному управлению автомобилем.

В дополнение к стандартным положениям переключений рычаг переключения передач может переходить ко второй (параллельной) логической схеме, при которой простого лег­кого перемещения рычага толчком доста­точно для того, чтобы немедленно изменить передачу (если при этом не будет превышена частота вращения вала двигателя).

Блокировка гидротрансформатора

Механическая блокировочная муфта может использоваться для повышения эффективно­сти работы коробки передач за счет устранения проскальзывания в гидротрансформаторе. Пе­ременными параметрами, используемыми для определения условий срабатывания блоки­ровки гидротрансформатора, являются на­грузка на двигатель и частота вращения ведо­мого вала коробки передач.

Контроль качества переключения

Точность, с которой давление во фрикцион­ных элементах регулируется в зависимости от величины передаваемого крутящего мо­мента, оказывает решающее влияние на каче­ство переключения; это давление устанавли­вается с помощью специального регулятора. Плавность переключения передач может по­вышаться за счет кратковременного сниже­ния выходной мощности двигателя на период переключения передачи.

Защитные цепи

Предусмотрены для исключения поврежде­ний коробки передач, связанных с ошибкой водителя, при этом система на ошибочные функции в электрической схеме срабатывает посредством возвращения к запасному ре­жиму.

Конечные элементы управления

Элементы электрогидравлического преобра­зования, такие как соленоидные клапаны и регуляторы давления, обеспечивают связь между электронными схемами и гидравличе­скими цепями.

Подробнее об электронном управлении автоматической коробкой передач можно почитать здесь.

Бесступенчатые коробки передач

Бесступенчатые коробки передач позволяют оптимально сочетать характери­стики двигателя с различными режимами эксплуатации автомобиля. (рис. «Бесступенчатая коробка передач легкового автомобиля ZF CFT23» )

К их преимуществам перед механиче­скими коробками передач с фиксированным количеством передаточных чисел относятся возможности повышения производительно­сти и топливной экономичности с одновре­менным уменьшением выброса токсичных веществ в отработавших газах (посредством обеспечения оптимальных условий работы двигателя). Однако полная реализация пре­имуществ бесступенчатой передачи повлечет за собой уменьшение коэффициента ускоря­ющей передачи до значения φ, равного 0,5 или 1,0.

Бесступенчатые передачи (CVT) могут быть механическими (ременными или фрик­ционными), гидравлическими или электрическими. Наивысший уровень разработок достигнут применительно к механическим бесступенчатым передачам, в которых ис­пользуется стальной гибкий ремень (устана­вливаются на маломощных переднепривод­ных легковых автомобилях с поперечным расположением двигателя).

Диапазон преобразования бесступенча­той передачи находится в пределах 5,5-6,0. Сегодня серийно выпускаются бесступенчатые трансмиссии, у которых передаваемый крутящий момент от двигателя колеблется между 300 и 350 Нм. Основными элементами бесступенчатой коробки передач легкового ав­томобиля являются:

• Механизм включения для начала движения (фрикцион с дисками в масле, электромаг­нитная муфта или гидротрансформатор);
• Первичный и вторичный шкивы с акси­ально перемещаемыми дисками и сталь­ной ремень, предназначенный для пере­дачи мощности;
• Система электронно-гидравлического уп­равления коробкой передач;
• Узел движения задним ходом;
• Главная передача с дифференциалом. Можно ожидать, что бесступенчатые транс­миссии со стальными ремнями в недалеком будущем будут использоваться шире, в част­ности, внедряться на более мощные легковые автомобили.

В настоящее время в производстве автомо­билей пока еще не используются фрикцион­но-роликовые трансмиссии. С точки зрения компоновочной схемы они лучше подходят для транспортных средств с приводом на зад­ние колеса.

На некоторых средствах общественного транспорта применяются электрические трансмиссии. Они могут приводиться от альтернативных источников питания, таких как аккумуляторные батареи, навесные линии электропередач или, в будущем, топливные элементы. К преимуществам электрических трансмиссий, применяемых на автобусах, от­носятся неинтегрированная конструкция си­ловой передачи, одноколесный привод и, в особенности, более простая реализация конструкции транспортного средства с низ­ким уровнем пола.

Гидростатико-механические трансмиссии в настоящее время используются при произ­водстве сельскохозяйственных тракторов. Применение их на транспортных средствах, движущихся по дорогам, нежелательно из-за высоких уровней шума, создаваемых такой трансмиссией.

Подробнее о бесступенчатых коробках передач можно почитать здесь.

Особенности АКПП с электронным управлением

Общая схема автоматической трансмиссии с электронными средствами управления и контроля приведена на рис. 35.

Основные различия между гидравлически- и электронноуправляемыми трансмиссиями приведены ниже:

Операция	Электронноуправляемая трансмиссия	Гидравлически управляемая трансмиссия
Определение скорости автомобиля	Величина скорости автомобиля преобразуется в электрические сигналы импульсным генератором.	Скорости автомобиля соответствует определённое давление, создаваемое центробежным регулятором.
Определение степени открытия дроссельного клапана	Степень открытия дроссельного клапана определяет датчик положения дроссельной заслонки двигателя	Степени открытия дроссельного клапана соответствует давление, создаваемое этим клапаном
Переключение передач	Блок управления и контроля определяет необходимость в переключении передач на основе электрических сигналов, поступающих от импульсного генератора, датчика положения дроссельной заслонки двигателя и т. д. Для осуществления переключения электрические сигналы из блока посылаются на различные соленоиды.	Клапаны переключения передач приводятся в действие совокупностью различных значений давления масла в гидравлической системе трансмиссии (линейного, давления дроссельного клапана, давления центробежного регулятора).
Общая схема действия

ЭУ- трансмиссия может работать в 3-х режимах: ECONOMY, POWER и HOLD, которые выбираются водителем (рис.36). Работа такой трансмиссии контролируется электронным блоком управления и контроля (компьютером, другими словами) и различными датчиками (см. рис.35).

Рис. 36. Переключатели режимов работы ЭУ-трансмиссии

Режим ECONOMY.
В этом режиме время переключения передач выбирается оптимальным с целью обеспечения более экономичного режима вождения

Режим POWER.
В этом режиме время переключения передач затянуто с целью обеспечения скорейшего разгона автомобиля.

Режим HOLD.
В этом режиме при рычаге переключения передач, установленном в положение D, в трансмиссии постоянно включена 3-я передача (переключается на 2-ю при скорости автомобиля меньше, чем 20 км/ч). Соответственно, при рычаге переключения передач, установленном в положение 2, постоянно включена 2-я передача, в положение 1 — 1-я передача. Такая особенность ЭУ- трансмиссии полезна тем, что позволяет применять торможение двигателем при спусках с уклонов. Режим HOLD автоматически отключается при выключении зажигания автомобиля.

Основные электронные средства управления и контроля в ЭУ-трансмиссии.

Импульсный генератор.

Датчик турбины с зубчатым колесом выдаёт сигнал, величина которого зависит от скорости вращения турбины в гидротрансформаторе трансмиссии (рис.37). Этот сигнал является главным в системе управления параметрами в ЭУ-трансмиссии.

Чувствительный ротор установлен на входном валу турбины ГТ и имеет несколько выступов на своей рабочей поверхности. При вращении ротора в момент прохода каждого выступа над датчиком турбины датчик выдаёт в электронный блок управления и контроля импульсный сигнал. Блок по частоте следования импульсов определяет скорость вращения турбины ГТ.

Датчик положения дроссельной заслонки.

Датчик представляет собой переменный резистор. Он состоит из рычага, установленного соосно дроссельной заслонке, и переменного резистора для определения степени открытия дроссельной заслонки (рис.38). Сигнал, пропорциональный степени открытия дроссельной заслонки двигателя, посылается в электронный блок управления и контроля. Данный датчик является также датчиком электронной системы впрыска топлива.

Переключение передач и блокировка (lock-up) ГТ в ЭУ-трансмиссии основываются на электрических сигналах, поступающих в электронный блок управления и контроля от импульсного генератора и датчика положения дроссельной заслонки.

Датчик холостого хода.

Датчик холостого хода в датчике положения дроссельной заслонки (рис.38) включается, когда дроссельная заслонка двигателя полностью закрыта. Во всех остальных её положениях этот датчик выключен. Датчик также используется как ограничитель хода дроссельной заслонки. Сигналы от датчика посылаются в электронный блок управления и контроля.

Соленоид.

Когда напряжение подаётся на обмотку соленоида, шток соленоида поднимается вверх и открывает канал для слива масла (рис. 39б). Масло, воздействующее на клапан переключения передач АКП, сливается и золотник клапана под действием пружины перемещается вправо, изменяя направление потоков масла, которые включают (выключают) соответствующие тормоза и фрикционы АКПП.

Рис. 39б. Соленоид включен

Когда напряжение на обмотке соленоида отсутствует, шток соленоида перекрывает канал для слива масла (рис.39а). Давление масла, воздействующее на клапан переключения передачи, преодолевает давление пружины и заставляет золотник клапана перемещаться влево.

Рис. 39а. Соленоид выключен

Существуют также соленоиды, в которых применяется обратная вышеописанной схема их открытия и закрытия, то есть при подаче напряжения на обмотку соленоида канал для слива масла закрывается, а при обесточивании соленоида — канал открывается.

Программа по сотрудничеству Форд Мондео клуба с магазинами, сервисами И.Т.Д. Программа подразумевает особые условия для членов клуба.

Партнер клуба компания Автономия.

Оригинальные и не оригинальные запчасти и аксессуары. Подбор, доставка, заказ.

Компания Автономия предлагает новую услугу «ремонт без проблем«.

Источник Источник Источник Источник http://naavtotrasse.ru/encziklopediya/ai-shift-sut-sistemy.html
Источник Источник Источник Источник http://press.ocenin.ru/avtomaticheskie-korobki-peredach/
Источник Источник http://mondeoclub.ru/remont/akpp/ystr_akpp9.php