Последний аргумент "автомата"


ПОЛВЕКА ЭВОЛЮЦИИ


Трансмиссия Renault DPO.
Блок с патрубками — теплообменник
С тех пор, как после второй мировой войны на американских автомобилях появились первые гидромеханические автоматические коробки передач, принципиальных изменений в их конструкции не произошло. Гидротрансформатор, который представляет из себя три лопастных колеса, вращающихся в заполненном специальным маслом ATF корпусе, по-прежнему играет примерно ту же роль, что сцепление в механической трансмиссии. А после гидротрансформатора располагается коробка планетарных передач, переключаемых с помощью гидравлики и фрикционов.

Конечно, "автоматы" эволюционировали: число передач возросло с двух-трех до четырех-пяти, их сменой теперь заведует электроника, а гидротрансформатор — основной источник повышенных потерь при проскальзывании лопастных колес и, соответственно, высокого расхода топлива и худшей динамики — на высших передачах, как правило, блокируется. Электронные аналоговые блоки управления уступили место цифровым микропроцессорам, работающим по нескольким алгоритмам — "спортивному", "зимнему", "экономичному". Появились процессорные блоки с адаптивными алгоритмами перемены передач, которые, по заверениям производителей, подстраиваются под стиль езды водителя. Есть гидромеханические трансмиссии, позволяющие активному водителю переключать передачи по последовательной схеме (+/-), — например, кнопкой на руле, как это сделано в "автоматах" ZF Tiptronic на автомобилях Porsche и Audi.
Но основная цель трансмиссионщиков — усовершенствовать "автомат" так, чтобы не надо было ничего дергать и переключать, чтобы он делал все сам — на то он и "автомат". И чтобы не ошибался...
Renault издавна была одной из немногих европейских фирм, проводивших собственные трансмиссионные разработки. В 50-х годах это были коробка Fregate Transfluide и автоматическое сцепление Ferlec на автомобилях 4CV и Dauphine, позже — один из самых первых "автоматов" с электронным управлением на Renault 16 TA 1969 года или процессорное управление на коробках машин Renault 8 и 20 1982 года. Сейчас три из пяти типов автоматических трансмиссий на легковых автомобилях Renault — это трех- и четырехступенчатые "автоматы" собственной разработки, устанавливаемые на Twingo, Clio и Megane. А две трансмиссии закупаются на стороне — для моделей Safrane с двигателями 2,0 и 2,5 литра "автоматы" поставляет фирма Aisin Warner, а Laguna с V-образной "шестеркой" комплектуется агрегатами производства ZF.

Новая автоматическая коробка DP0 была разработана фирмой Renault совместно с коллегами из концерна PSA Peugeot-Citroen. Самое интересное, что в ее конструкции тоже нет ни одного принципиально нового решения! Судите сами.
Сама коробка передач — обычная планетарная четырехступенчатая.
То, что ATF-жидкость охлаждается в специальном жидкостном теплообменнике и не нуждается в замене в течение всего срока службы, — обычное дело для современных "автоматов".
Селектор проактивной коробки DPO — никакого отличия от обычных "автоматов"

Блокировка гидротрансформатора? Тоже типичное решение, хотя здесь уже есть одна очень важная особенность. Оказывается, инженеры Renault заставили блокироваться гидротрансформатор не только на III и IV передачах, как это чаще всего делают остальные, но и на II и даже, в особых случаях, на I передаче. И — внимание! — не только при разгоне, но и при торможении двигателем. Вот почему нам так понравился тормозной эффект при сбросе газа!
А адаптивный алгоритм переключения передач и блокировки гидротрансформатора работает по принципам так называемой нечеткой логики. Такой процессор называется проактивным. Он анализирует сигналы от датчиков положения педалей газа, тормоза, температуры и оборотов двигателя и гидротрансформатора, опираясь не на простые двоичные правила (двигатель горячий/холодный, педаль газа нажата/отпущена), а на схожие с человеческими относительные понятия, допускающие множество промежуточных градаций и поэтому — более тонкий анализ ситуации. Поэтому и решение принимается более адекватное. К примеру, использование нечеткой логики позволяет проактивному процессору определять моменты, когда при сбросе газа нужно включить низшую передачу, а когда нет, используя для анализа не один параметр (частоту торможений), а шесть параметров. И на основе этого анализа процессор решает, насколько активно едет водитель,скользкая ли дорога и т. д. Это, кстати, позволило конструкторам отказаться от кнопки kick-down — проактивная трансмиссия может самостоятельно сдвигать моменты принудительного понижения передач в зону меньшего нажатия педали газа.
Эй, коробка, ты что, уснула? Нет, просто она "тормозит" — включила пониженную передачу только после двухсекундной заминки.

НЕ ТОЛЬКО "СПОРТСМЕНАМ"

Итак, последние аргументы разработчиков "автомата" — это блокировка гидротрансформатора при любой удобной возможности и проактивное управление переключением передач с использованием адаптивной нечеткой логики. Судя по нашим впечатлениям от знакомства с новой коробкой Renault, — аргументы убедительные. И, кстати, весьма своевременные. Ведь сейчас в области трансмиссионных разработок царит удивительное разнообразие — автоматические сцепления, "автоматы" с последовательным переключением, механические коробки с автоматизированным переключением (на BMW M3). Растет интерес и к главному конкуренту гидромеханической трансмиссии — усовершенствованному клиноременному вариатору. Так что трансмиссия Renault DP0 появилась вовремя.
Самое интересное, что преимущества новой проактивной коробки передач, как обещают ее создатели, не ограничиваются прелестями активного и, заметим, более безопасного на зимних дорогах вождения. Производители заявляют о снижении расхода топлива по сравнению с "механикой"!
Конечно, нам очень хочется заполучить Megane с новой трансмиссией в России и проверить, так ли это. Ведь у нас есть и особый интерес. Глядишь, и доберутся автомобили Renault Megane с двухлитровыми моторами F3R до сборочного производства в России — не на заводе АЗЛК, так где-нибудь еще. А для наших сложных дорожных условий машины с проактивным "автоматом" подойдут как нельзя кстати!

Нечеткая логика

Если для анализа стиля езды водителя использовать обычную логику с жестким двоичным принципом да/нет, то ошибка будет слишком велика. Вот конкретный пример. Предположим, электронику "научили", что когда педаль акселератора нажата до половины хода (50%), то водитель едет спокойно.
А когда степень нажатия педали газа оказывается больше половины, то водитель - "спортсмен". И, исходя из этого жесткого определения, электроника опознаёт ситуацию с 49-процентным нажатием как "спокойную", в то время как ещё один процент хода педали сразу, скачком, переводит водителя в ранг "спортивных" драйверов.
Неадекватно? Есть только одна возможность более точно описать ситуацию: используя не абсолютные понятия спортивный/не спортивный, а относительные критерии так называемой нечеткой логики (fuzzy logic) - более спортивный/менее спортивный. Причём анализ происходит не в одну стадию, а в несколько, и использует довольно сложные вычислительные алгоритмы.
К примеру, мы заложили в память электронного блока, работающего по принципам нечеткой логики, понятие "степень нажатия педали газа велика", описанное некой кривой 2. Если водитель утопил педаль на 60% хода, то электроника знает, что сей час понятие "педаль газа нажата сильно" справедливо на 40%. Исходя из этого, она подсчитывает "центр тяжести" заштрихованного участка, который лежит под 40-процентным уровнем кривой 3, и определяет степень"спортивности" водителя - в данном случае, 50%. То есть, в соответствии с заложенными в блок управления правилами, 60-процентное нажатие педали акселератора говорит о 50-процентной "спортивности" водителя.

Анализ по принципам обычной логики

Анализ по принципам нечеткой логики

А потом процессор, учитывая при этом все остальные факторы (текущую и среднюю скорость движения, обороты и нагрузку двигателя, режим гидротрансформатора и т. д.), подвергает полученное понятие "спортивности" поведения следующим анализам - и каждый раз производит столь же изощрённые вычисления.

Блок управления новой коробкой DPO был разработан корпорацией Siemens, которая одна из первых стала внедрять принципы нечёткой логики в автомобильную электронику. Скоро работающие по новым принципам "Мозги" появятся и в блоках упрвления подушками безопасности, где они наиболее точно будут определять тип и тяжесть столокновения, и в других системах автомобиля.

Некоторые технические характеристики автомобилей Renault Megane Scenic 2.0 с разными коробками передач (данные производителя)

ДВИГАТЕЛЬ

Марка

F3R

Тип

бензиновый, с впрыском

Рабочий объем, куб. см

1998

Мощность, кВт/л.с./об/мин

83,5/115/5400

ТРАНСМИССИЯ

 

Марка

JC5

AD4

DP0

Тип

механическая

гидромеханическая

Число передач

5

4

4

ТЕМПЕРАМЕНТ

 

Максимальная скорость, км/

185

180

182

Разгон 0—100 км/ч, с

11,1

12,5

12,5

ЭКОНОМИЧНОСТЬ

 

Расход топлива, л/100 км

 

при 90 км/ч

6,7

6,7

6,5

при 120 км/ч

8,9

8,9

8,5

городской цикл

10,7

11,6

10,5

Эй, коробка, ты что, уснула? Нет, просто она "тормозит" —
включила пониженную передачу только после двухсекундной заминки.

К. СОРОКИН
Л. ГОЛОВАНОВ


На первую страницуНа предыдущую страницу