AMT 變速器換擋控制策略研究

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安 710000）

電控機械式自動變速器（Automated Mechanical Transmission，AMT）是新型自動變速器。它具有AT 變速器的方便操控的優(yōu)點，同時具有普通機械變速器傳動效率高的優(yōu)點。是我國商用車發(fā)展的主要方向之一。AMT 變速器的自動換擋要依據(jù)一定的規(guī)則，即換檔要有策略。換檔策略的好壞，會直接影響到車輛行駛的動力性、燃油的經(jīng)濟性、駕駛的舒適性等。換檔策略也是AMT 變速器的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此如何制定換擋策略也是AMT 的一個重要研究方向。

根據(jù)控制參數(shù)的不同，可以將換檔規(guī)律分為：單參數(shù)、兩參數(shù)和三參數(shù)換檔策略。

一、單參數(shù)換檔策略

單參數(shù)換檔策略，通常選用車速信號作為換擋時機選擇的唯一控制參數(shù)，策略原理，如圖1 所示。圖中表示2 檔與3 檔之間的升降檔的控制策略，車速高于V1 時，車輛有2 檔升到3 檔，車速低于V0 時，車輛由3 檔降到2 檔。V0 和V1 之間存在速度差，防止循環(huán)升降檔的出現(xiàn)。

單參數(shù)換檔策略的控制參數(shù)少，策略簡單，但是存在很大的局限性。對于不同路況所需要的動力性及燃油經(jīng)濟性的要求無法滿足，所以目前已基本不再使用此策略。

二、兩參數(shù)換檔策略

兩參數(shù)換檔策略，通常選用油門開度信號和車速信號作為控制參數(shù)，策略原理如圖2 所示。

兩參數(shù)換檔策略能同時兼顧動力與燃油經(jīng)濟性的要求，客服了單參數(shù)換檔的弊端。而兩參數(shù)換檔策略在研究與發(fā)展過程中，又細分為四種類型：等延遲型、發(fā)散型、收斂型和組合型。

等延遲型策略：等延遲是指換檔延遲（即升檔時的車速與降檔時的車速差）不隨油門的開度而變化。單參數(shù)的控制策略也是等延遲的，而兩參數(shù)的等延遲策略，引入了駕駛員控制的油門開度大小。在油門開度較小時，提前換入高檔，減小了發(fā)動機的噪聲，改善了車輛的燃油經(jīng)濟性；在油門開度較大時，推后換入高檔，保證了車輛的動力性。

收斂型策略：收斂是指換檔延遲隨油門開度的增加而減小。司機使用大油門時，換檔延遲更小，可以更好的利用發(fā)動機的功率。減小油門后，換檔延遲增大，避免了過多的換擋且發(fā)動機可以工作在更低的轉(zhuǎn)速，發(fā)動機的噪聲低，燃油經(jīng)濟性好。此控制策略適用于比功率較低的貨車。

三、三參數(shù)換檔策略

三參數(shù)換檔策略，選用油門開度、車速和加速度三個參數(shù)作為控制參數(shù)。油門開度和車速的換擋策略是基于發(fā)動機穩(wěn)態(tài)特性設(shè)計的。而增加了加速度這一參數(shù)的三參數(shù)控制策略，則可以更多的反應(yīng)車輛起步、加速、減速等動態(tài)過程。所以，三參數(shù)的控制策略可以更加準(zhǔn)確的控制車輛的檔位切換。相比于兩參數(shù)的換擋策略，三參數(shù)換擋策略提高了車輛的動力性與經(jīng)濟性。

但在實際的應(yīng)用中，三參數(shù)的換擋策略因為參數(shù)更多，所以控制邏輯更復(fù)雜，對系統(tǒng)的要求更好，控制難度更大，成本也更高，另外，三參數(shù)的換擋策略容易出現(xiàn)在坡道行駛時變速箱循環(huán)換檔這一現(xiàn)象，影響車輛的動力性和安全性。

四、燃油經(jīng)濟性換檔和動力性換檔

根據(jù)車輛車型、路段的不同及司機駕駛需求的變化，還需要對換擋策略作以相應(yīng)的優(yōu)化。在乘用車領(lǐng)域，換擋策略的優(yōu)化目標(biāo)通常分為兩種：燃油經(jīng)濟性換擋策略和動力性換擋策略。

（一）燃油經(jīng)濟性換擋策略，即在保證車輛行駛的前提下，追求最佳的燃油消耗。

百公里油耗是車輛性能的一個考核指標(biāo)，也是很多人購車時最關(guān)注的指標(biāo)之一，這一性能關(guān)乎每一個駕駛員的切身利益。同時，節(jié)約能源，減少溫室氣體排放也是國家的戰(zhàn)略方向。所以如何降低燃油的消耗已經(jīng)成為了汽車屆的重要課題。而燃油經(jīng)濟性換擋策略，會控制檔位使當(dāng)前車速對應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在最經(jīng)濟的燃油消耗區(qū)間，以達到節(jié)油的目的。

（二）動力性換擋策略，即追求車輛行駛過程中能夠提供充足的動力。

車輛的動力性能在很大程度上決定了運輸?shù)男省Ｋ詣恿π砸彩瞧嚨闹匾剂恐笜?biāo)。動力性換擋策略目的是控制變速器檔位使車速能夠始終運行在對應(yīng)發(fā)動機扭矩最合適的區(qū)間，以達到提高汽車的動力性目的。相比于兩參數(shù)換擋策略，三參數(shù)換擋策略引入車輛加速度這一參數(shù)，使得能夠更好的考慮發(fā)動機的動態(tài)特性。所以三參數(shù)換擋策略可使車輛獲得更好的動力性。

相比較而言，在同一路段，油門開度相同的條件下，動力性換擋模式對應(yīng)的升降檔對應(yīng)車速更高。