捷太格特开发电动液压离合器,使手动车燃效提高5~10%

2016-08-290阅读0

  捷太格特开发出了旨在提高MT(手动变速箱)车燃效性能的电动液压离合器。在高速公路上匀速行驶时,可以通过离合器断开发动机与变速箱的连接。打算在MT车市场份额较高的欧洲,让汽车厂商作为二氧化碳减排对策采用。

  为了应对2021年开始实施的二氧化碳排放规定,改善MT车的燃效成为欧洲汽车厂商的重要课题。MT车在不踩油门行驶时,与AT(自动变速箱)车和AMT(机械式自动变速器)车相比会立即减速。因为发动机和变速箱利用离合器连接,发动机制动器会发挥作用。

  AT车和AMT车配备了在不踩油门也能维持速度时,会自动切断动力源与驱动轮以降低阻力的“惯性行驶”功能。MT车不支持该功能,因此燃效改善效果受限。

  在欧洲和新兴市场国家,依然是价格便宜的手动档车需求高(见下表)。一般来说,MT车与AMT车的价格相差数万至十万日元左右。美国调查公司IHS Automotive的调查显示,MT车在欧洲市场的新车中约占一半。汽车厂商要想提高MT车的燃效,就必须开发低价格的系统。

  

  捷太格特开发电动液压离合器,就是为了改善以往的3踏板式MT车的燃效。利用电动液压致动器,根据传感器等的信号信息,通过动力液压操作离合器〔图1(a)〕。为离合器踏板安装位置传感器,使踏板操作实现信号化,利用控制器局域网络(CAN)向致动器传输信号。由于是经由液压管传递动力,因此对致动器的设置场所没有限制,可广泛用于多种车型。

  

图1:捷太格特开发的电动液压离合器

  (a)开发品。使切断发动机和变速箱的离合器实现电动化。不踩油门以一定速度行驶时,可以切断发动机和变速箱,提高燃效。而变速时利用传感器检测踩离合的动作,电动操作离合器。(b)以前。踩离合后,通过液压断开离合器。此前只有在踩离合时才能切断发动机和变速箱,燃效提高效果受限。

  如果达到适合切断离合器的条件,ECU(电子控制单元)会根据车辆的行驶信息进行判断,自动启动致动器。而变速等通常的驾驶操作与之前一样,由驾驶员踩离合来启动致动器。

  舍弗勒和采埃孚(ZF)等也在开发使MT车的离合器自动化的系统。不过并不是使用液压,而是利用电动致动器使离合器工作。

  按WLTP标准可改善燃效

  自动断开离合器是在不操作油门和刹车,以一定的速度行驶时进行的。

  欧洲将从2017年9月开始,把燃效性能的测试模式由现行的NEDC(New European Driving Cycle)变更为与实际情况差别较小的WLTP(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure)。WLTP规定的最高速度和平均车速比NEDC快。如果应用此次的系统,估计切断离合器的次数将增加,有助于进一步改善燃效。据捷太格特估算,在WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycles)模式下,该离合器有望使MT车的燃效性能提高5~10%。

  另外,由于是自动操作离合器,操作时不能让驾驶员感觉到异样。驾驶员操作油门和刹车时会连接离合器,但如果突然连接,速度变化会造成反作用。为了能再现半离合状态等接近人工操作的举动,研发人员反复调整了致动器。在2016年3月于瑞典实施的演示测试中,得到了欧洲汽车厂商“没有感到异样”的好评。

  遇到堵车等走走停停的情况时,通过自动控制半离合状态,能防止熄火,减轻驾驶员负担。

  利用电动助力转向削减成本

  即使有望改善燃效性能,但如果系统成本升高,也会损害MT车的优点。捷太格特通过利用该公司的EPS(电动助力转向)系统,降低了生产成本。

  电动液压致动器采用使控制离合器操作的ECU、产生液压的马达和齿轮泵以及将液压保持在一定水平的电磁阀等一体化的结构(图2)。与该公司生产的电动液压助力转向系统的致动器构成相同,因此可降低生产成本。

  

图2:电动液压致动器的结构

  (a)致动器的外观和(b)构成图。在电动液压助力转向系统的致动器上追加了电磁阀。

  此次的系统还采取了抑制耗电量的措施。通过关闭电磁阀,将液压保持在一定水平,无需多余转动马达。即使在长时间切断离合器的状态下,只需一开始转动马达即可。在WLTC模式的条件下,平均耗电量不到15W。

  捷太格特将面向欧洲市场生产该系统,目标是在2016年度内确定厂商的意向,预定2019年开始量产。预计欧洲的市场规模为每年400万台,该公司的销售目标为每年100万台。将来,MT车较多的东南亚市场的需求也值得期待。(记者:佐藤雅哉)

  (全文完)