捷太格特開發(fā)出了旨在提高M(jìn)T(手動變速箱)車燃效性能的電動液壓離合器。在高速公路上勻速行駛時,可以通過離合器斷開發(fā)動機(jī)與變速箱的連接。打算在MT車市場份額較高的歐洲,讓汽車廠商作為二氧化碳減排對策采用。
為了應(yīng)對2021年開始實施的二氧化碳排放規(guī)定,改善MT車的燃效成為歐洲汽車廠商的重要課題。MT車在不踩油門行駛時,與AT(自動變速箱)車和AMT(機(jī)械式自動變速器)車相比會立即減速。因為發(fā)動機(jī)和變速箱利用離合器連接,發(fā)動機(jī)制動器會發(fā)揮作用。
AT車和AMT車配備了在不踩油門也能維持速度時,會自動切斷動力源與驅(qū)動輪以降低阻力的“慣性行駛”功能。MT車不支持該功能,因此燃效改善效果受限。
在歐洲和新興市場國家,依然是價格便宜的手動檔車需求高(見下表)。一般來說,MT車與AMT車的價格相差數(shù)萬至十萬日元左右。美國調(diào)查公司IHS Automotive的調(diào)查顯示,MT車在歐洲市場的新車中約占一半。汽車廠商要想提高M(jìn)T車的燃效,就必須開發(fā)低價格的系統(tǒng)。
捷太格特開發(fā)電動液壓離合器,就是為了改善以往的3踏板式MT車的燃效。利用電動液壓致動器,根據(jù)傳感器等的信號信息,通過動力液壓操作離合器〔圖1(a)〕。為離合器踏板安裝位置傳感器,使踏板操作實現(xiàn)信號化,利用控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)向致動器傳輸信號。由于是經(jīng)由液壓管傳遞動力,因此對致動器的設(shè)置場所沒有限制,可廣泛用于多種車型。
圖1:捷太格特開發(fā)的電動液壓離合器
(a)開發(fā)品。使切斷發(fā)動機(jī)和變速箱的離合器實現(xiàn)電動化。不踩油門以一定速度行駛時,可以切斷發(fā)動機(jī)和變速箱,提高燃效。而變速時利用傳感器檢測踩離合的動作,電動操作離合器。(b)以前。踩離合后,通過液壓斷開離合器。此前只有在踩離合時才能切斷發(fā)動機(jī)和變速箱,燃效提高效果受限。
如果達(dá)到適合切斷離合器的條件,ECU(電子控制單元)會根據(jù)車輛的行駛信息進(jìn)行判斷,自動啟動致動器。而變速等通常的駕駛操作與之前一樣,由駕駛員踩離合來啟動致動器。
舍弗勒和采埃孚(ZF)等也在開發(fā)使MT車的離合器自動化的系統(tǒng)。不過并不是使用液壓,而是利用電動致動器使離合器工作。
按WLTP標(biāo)準(zhǔn)可改善燃效
自動斷開離合器是在不操作油門和剎車,以一定的速度行駛時進(jìn)行的。
歐洲將從2017年9月開始,把燃效性能的測試模式由現(xiàn)行的NEDC(New European Driving Cycle)變更為與實際情況差別較小的WLTP(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure)。WLTP規(guī)定的Z高速度和平均車速比NEDC快。如果應(yīng)用此次的系統(tǒng),估計切斷離合器的次數(shù)將增加,有助于進(jìn)一步改善燃效。據(jù)捷太格特估算,在WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycles)模式下,該離合器有望使MT車的燃效性能提高5~10%。
另外,由于是自動操作離合器,操作時不能讓駕駛員感覺到異樣。駕駛員操作油門和剎車時會連接離合器,但如果突然連接,速度變化會造成反作用。為了能再現(xiàn)半離合狀態(tài)等接近人工操作的舉動,研發(fā)人員反復(fù)調(diào)整了致動器。在2016年3月于瑞典實施的演示測試中,得到了歐洲汽車廠商“沒有感到異樣”的好評。
遇到堵車等走走停停的情況時,通過自動控制半離合狀態(tài),能防止熄火,減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。
利用電動助力轉(zhuǎn)向削減成本
即使有望改善燃效性能,但如果系統(tǒng)成本升高,也會損害MT車的優(yōu)點。捷太格特通過利用該公司的EPS(電動助力轉(zhuǎn)向)系統(tǒng),降低了生產(chǎn)成本。
電動液壓致動器采用使控制離合器操作的ECU、產(chǎn)生液壓的馬達(dá)和齒輪泵以及將液壓保持在一定水平的電磁閥等一體化的結(jié)構(gòu)(圖2)。與該公司生產(chǎn)的電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的致動器構(gòu)成相同,因此可降低生產(chǎn)成本。
圖2:電動液壓致動器的結(jié)構(gòu)
(a)致動器的外觀和(b)構(gòu)成圖。在電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的致動器上追加了電磁閥。
此次的系統(tǒng)還采取了抑制耗電量的措施。通過關(guān)閉電磁閥,將液壓保持在一定水平,無需多余轉(zhuǎn)動馬達(dá)。即使在長時間切斷離合器的狀態(tài)下,只需一開始轉(zhuǎn)動馬達(dá)即可。在WLTC模式的條件下,平均耗電量不到15W。
捷太格特將面向歐洲市場生產(chǎn)該系統(tǒng),目標(biāo)是在2016年度內(nèi)確定廠商的意向,預(yù)定2019年開始量產(chǎn)。預(yù)計歐洲的市場規(guī)模為每年400萬臺,該公司的銷售目標(biāo)為每年100萬臺。將來,MT車較多的東南亞市場的需求也值得期待。