自動變速器智能控制技術(shù)

白鳳嬌 王曉玉

【摘 要】隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，電子控制的自動變速器技術(shù)逐漸成熟起來，廣泛應(yīng)用在汽車變速器的制造中，微電腦的使用除了可以增加變速器的使用年限之外，還能使駕駛員能夠用更加簡便的操作獲得更加優(yōu)質(zhì)的乘坐體驗，增加駕駛員的舒適感，在保證汽車基礎(chǔ)駕駛性能的條件下還能夠降低汽車燃料的使用量，從而達到環(huán)境保護的目的，這諸多的優(yōu)點使得電子智能控制的變速器得到迅速推廣，促使汽車行業(yè)煥發(fā)新的生機與活力，在未來的發(fā)展道路上走得更加長遠。

【關(guān)鍵詞】電控機械 自動變速器 智能控制技術(shù)

1、自動變速器分類以及特點

1.1液力機械式自動變速器

液力機械式自動變速器具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且對于不同型號的變速器來說具有不同的局部結(jié)構(gòu)。液力機械式自動變速器主要由液力變矩器、行星齒輪變速器、液壓操縱機構(gòu)以及控制系統(tǒng)組成的。液力變矩器是液力機械式自動變速器的主要部分，它主要是由葉輪、渦輪以及導(dǎo)輪組成的。液力變矩器不僅起離合器的作用，而且還具有無級連續(xù)變速以及變矩的能力。在外部負(fù)載的時候，液力機械式自動變速器具有良好的自動調(diào)節(jié)以及適應(yīng)能力。除此之外，液力機械式自動變速器不僅能夠?qū)④囕v起步的轉(zhuǎn)矩增大，而且能夠使得車輛的起步性能得到提高。目前，液力機械式自動變速器主要應(yīng)用在小型車輛中。

1.2無級自動變速器

從理論上來講，無級自動變速器可以保證車輛在較為理想的經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)工作，從而使得汽車的驅(qū)動力以及車速能夠達到平穩(wěn)。按照動力傳遞的形式來劃分，無級變速器能夠分為電動式無級變速器、流體式無級變速器以及機械式無級變速器。從結(jié)構(gòu)上來分析無級變速器，它真正的實現(xiàn)了速比的連續(xù)無級變化，并且使得發(fā)動機與傳動系統(tǒng)達到最佳匹配。然而無級變速器主要是依靠傳動帶的擠壓而產(chǎn)生一定的摩擦力，進而能夠傳遞動力。目前，無級自動變速器主要應(yīng)用在排量在1L到2.5L左右的轎車以及輕型汽車上。

1.3電控機械自動變速器

電控機械自動變速器主要是在原有的手動機械變速器的基礎(chǔ)上，通過加裝電控裝置從而能夠完成變速器換擋的控制。在電控單元中主要通過執(zhí)行單元控制發(fā)動機節(jié)氣門開度、變速器選、換擋以及離合器的結(jié)合起來，并且按照路況的相關(guān)信息以及駕駛員的行駛意圖來完成換擋的操作，這樣不僅能夠?qū)Ⅰ{駛員的勞動強度減輕，而且能夠提高車輛行駛的安全性。電控機械自動變速器具有簡單的機械傳動結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)繼承性好以及投入費用較低的優(yōu)點，因此能夠得到生產(chǎn)廠家的支持。目前，車輛中所采用的電控機械自動變速器主要有3種形式，即：電控液壓、電控氣動以及直流電機操作的形式。一般情況下，根據(jù)車輛自身來決定電控機械自動變速器的形式。

1.4雙離合器式自動變速器

雙離合器式自動變速器主要將液力機械式自動變速器和電控機械式自動變速器的優(yōu)點綜合起來，因此雙離合器式自動變速器是一種新型的自動變速器裝置。在雙離合器式自動變速器中，將變速器的擋位按照奇數(shù)和偶數(shù)分布在與兩個離合器連接的輸入軸上。在雙離合器式自動變速器中，通過使用扭轉(zhuǎn)減振器來吸收扭轉(zhuǎn)運動中的振動。然而在設(shè)計扭轉(zhuǎn)減振器的過程中，主要應(yīng)用了雙質(zhì)量飛輪的設(shè)計原理，第一質(zhì)量是由發(fā)動機飛輪組成，而第二質(zhì)量主要是由濕式離合器構(gòu)成的。與電控機械自動變速器相比較，雙離合器式自動變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高并且要改變整個變速器結(jié)構(gòu)，所以該配備沒有得到廣泛的使用。

2、自動變速器的電子智能控制系統(tǒng)控制技術(shù)

自動變速器ECU具有換擋控制、鎖止離合器控制鎖、換擋平順控制、故障診斷、失效保護等功能。

2.1換擋控制。汽車在特定工況下都會有一個相對應(yīng)的最佳換擋時刻，這樣汽車會發(fā)揮最佳的動力性和經(jīng)濟性。汽車在行駛過程中，電子控制單元會根據(jù)模式選擇開關(guān)信號、車速信號、節(jié)氣門的開度信號等參數(shù)來打開或關(guān)閉換擋電磁閥，繼而打開或關(guān)閉通往離合器、制動器的油路，使變速器升檔或降擋。

2.2換檔平順性控制。自動變速器改善換擋平順性的方法有換擋油壓控制。減小轉(zhuǎn)矩控制和N-D換擋控制。

自動變速器在升檔和降檔的瞬間，ECU通過電磁閥會降低主油壓，這樣減少了換擋的沖擊，使換擋平順。在換擋的瞬間，還可以減小發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，來減少輸出軸的轉(zhuǎn)矩波動。如果由P擋（N擋）轉(zhuǎn)為D擋（R擋），或相反動作時，自動變速器通過調(diào)整噴油量，把發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化減少到最小限度，以改善換擋。

2.3鎖止離合器的控制。鎖止離合器TCC可以將發(fā)動機與機械變速器連接起來，這樣可以提高傳動效率和燃油經(jīng)濟性。各種行駛模式下鎖止離合器的工作方式編程存入到自動變速器的存儲器中，根據(jù)輸入信號，來控制鎖止離合器電磁閥的通斷電，繼而控制了鎖止離合器的工作。除了以上控制外，電控自動變速器ECU具有自診斷系統(tǒng)，可以監(jiān)控各傳感器等；當(dāng)自動變速器出現(xiàn)故障時，ECU還具有實效保護功能。

3、自動變速器智能控制研究

3.1智能控制系統(tǒng)的特點

在電控機械自動變速器控制系統(tǒng)中，容易受到控制對象非線性以及時變特性的影響，從而不能夠?qū)崿F(xiàn)對電控機械自動變速器的控制。

從控制理論來講，智能控制處于一個高級階段，它主要是解決傳統(tǒng)控制方法難以解決的復(fù)雜問題。智能控制主要是指以知識表示的非數(shù)字廣義模型和以數(shù)字模型表示的混合控制過程。智能控制具有以下幾個特點：能夠模擬人類感知環(huán)境、模擬人類學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境的變化、邏輯思維、推理以及記憶聯(lián)想。智能控制的特點使得它能夠適用于不確定性模型復(fù)雜的控制系統(tǒng)中。在控制的過程中，以當(dāng)前偏差以及偏差變化率的大小和方向為基礎(chǔ)，不斷改善控制系統(tǒng)的性能。

3.2智能控制體系的基本結(jié)構(gòu)

智能控制系統(tǒng)主要分為智能控制器以及外部環(huán)境這兩大部分。智能控制器主要是由智能信息識別與處理模塊、數(shù)據(jù)庫、控制決策、知識庫以及認(rèn)知學(xué)習(xí)等相關(guān)部分組成。近幾年，在研究車輛控制系統(tǒng)的過程中，智能控制成為主要的方法。目前，智能控制方法的種類是多種多樣的，主要有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及遺傳算法等控制方法。然而每一種控制方法從某一個方面去模擬人在控制過程中的智能行為，并且每一種控制方法都具有各自的特點，并且也存在一些缺點。在實際應(yīng)用的過程中，要從被控對象的特點、控制目的以及要求來出來，選擇合適的智能控制方法。

3.3自動變速器的智能控制

模糊控制主要是模擬人類處理一些不確定的對象的時候而采用的不精確的定性方法的一種技術(shù)。模糊控制主要是研究人的控制行為以及功能。模糊控制并不需要有準(zhǔn)確的控制對象模型從而能夠?qū)崿F(xiàn)人的某些智能。模糊控制系統(tǒng)主要采用數(shù)值的方法來表達結(jié)構(gòu)性的知識，促進電控機械自動變速器的發(fā)展。模糊控制方法不僅適用于簡單的控制對象，而且使用于復(fù)雜的被控過程。由于模糊具有較強的推理性以及較強的適應(yīng)性，并且方便計算機的控制，所以在電控機械自動變速器中使用模糊控制方法具有一定的可行性。

4、結(jié)束語

通過對自動變速器及電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理的介紹，分析了自動變速器電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容，希望駕駛自動變速器的車主朋友能根據(jù)需要通過自動變速器控制的內(nèi)容實現(xiàn)最佳的換擋平順及獲得更好的燃油經(jīng)濟性。在智能控制系統(tǒng)中，模糊控制是一種形式，模糊控制技術(shù)能夠促使電控機械自動變速器的不斷發(fā)展。

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（作者單位：長城汽車股份有限公司天津哈弗分公司）