商用車液力自動變速器的控制功能研究及前景

陳文+樊波濤

摘 要：商用車的運行會受到諸多因素的影響。為了保證商用車駕駛員的人身安全，降低交通事故的發生概率，可以將液力自動變速器應用在商用車中。本文從液力自動變速器的自動空擋功能入手，對商用車液力自動變速器的控制功能及發展變化前景進行分析和研究。

關鍵詞：商用車；液力自動變速器；控制功能；前景

前言：液力自動變速器的控制功能是通過變更齒輪組合以及液力傳遞的方式實現的。在商用車的行駛過程中，液力自動變速器的應用可以顯著提高車輛換擋的穩定性水平，為乘客帶來更加舒適的乘坐體驗。但這種變速器的維修難度較高，燃油消耗量相對較大。

一、商用車液力自動變速器的控制功能類型

從整體角度來講，商用車液力自動變速器的控制功能主要包含以下幾種：

（一）自動空擋功能

液力自動變速器的自動空擋功能的使用條件主要包含以下幾種：第一，駕駛員在駕駛商用車的過程中產生空擋運行的要求。傳統換擋流程需要花費較多的時間，此時，駕駛員可以直接通過商用車的操作面板，將商用車從前進擋狀態或倒擋狀態，快速轉換成空擋狀態。第二，在行駛過程中，當商用車停止運行時，駕駛員可以快速從商用車操作面板中找到自動空擋功能，以實現空擋狀態下的商用車靜止[1]。液力自動變速器自動空擋功能的啟用流程為：商用車駕駛員啟用這一功能之后，對車輛變速器的輸出軸實際轉速參數進行合理判斷。如果轉速參數小于預先設定參數，則商用車的變速器會在該功能的作用下自動由其他擋位變更為空擋擋位。在這種情況下，為了縮短商用車駕駛員移出空擋的時間，可以在液力自動變速器中預先設計一種合理的移出條件。例如，可以將商用車的空擋移出條件設定為腳制動。

（二）PTO功能

這種功能是指，在商用車中安裝液力自動變速器之后，液力自動變速器可以對商用車中變速器控制器的輸出信號產生良好的控制功能，使得控制轉移到液力自動變速器的PTO直接進行工作。以消防車這種商用車為例，液力自動變速器可以通PTO功能合理控制車輛云梯的張開與收縮。結合PTO功能的實踐應用經驗可知，當商用車的變速器輸出軸轉速、發動機轉速超出對應的閾值時，PTO會受到損害，進而無法正常動作。為了避免出現這種現象，駕駛員在使用PTO功能之前，應該合理判斷商用車發動機、變速器輸出軸的轉速參數是否符合PTO功能的使用要求。

（三）擋位保持功能

在商用車駕駛過程中，駕駛員可以利用液力自動變速器的擋位保持功能，將變速箱穩定保持在當前擋位水平上[2]。當變速器的擋位為前進擋時，駕駛員可以利用液力變速器的保持開關啟動這一功能，進而將商用車的擋位合理保持在最高擋位狀態。

（四）空擋換擋抑制功能

結合商用車駕駛過程的分析可知，在商用車的駕駛過程中，由于某些突發因素的影響，駕駛員可能會將商用車的擋位誤從空擋狀態中移出。這種現象可能會引發交通事故，威脅駕駛員的人身安全。液力自動變速器的應用可以為商用車提供良好的空擋換擋抑制功能。在實際駕駛過程中，駕駛員可以根據自身的需求，在商用車面板中以如下方式使用空擋換擋抑制功能：第一，禁止商用車擋位從空擋狀態轉換成倒擋狀態；第二，抑制商用車擋位由空擋狀態變更為前進擋狀態[3]。第三，同時禁止商用車擋位從空擋狀態轉化成前進擋以及倒擋狀態。

（五）緩速功能

當商用車在山路的上下坡路況行駛時，商用車的動能即勢能被轉化成熱能。在這種情況下，商用車的制動系統會處于較高的熱負荷狀態下運行。由于制動系統釋放熱量的及時性較差，制動盤溫度參數的顯著增加可能引發商用車的制動效能受損。液力自動變速器可以通過自身的緩速器實現對商用車某些行駛過程速度的控制。當前商用車中常用的緩速器主要包含以下幾種：第一，液力緩速器。當商用車的制動電路開啟之后，液力緩速器將會開始動作，為商用車的變速器施加一定的壓力。在壓力作用下，變速器將會產生一定參數的阻尼，進而實現商用車制動的目的[4]。與其他緩速器相比，這種緩速器的應用優勢在于：其使用過程中不會出現磨損問題。但這種緩速器要求商用車增加自身的散熱能力。第二，電磁緩速器。在商用車中應用電磁緩速器之后，當駕駛員需要減速時，可以利用儀表盤上的開關觸發電磁緩速器進行動作。此時，商用車中的傳動軸（電磁緩速器增設位置）的運行將會受到電磁緩速器所產生電磁阻力的影響，間接促進商用車制動目的的實現。在實際應用過程中，這種緩速器的大體積常常會干擾其在商用車中的正常運用。

二、商用車液力自動變速器的前景

隨著液力自動變速器的不斷更新和變化，其控制功能也會隨之產生一些變化。根據我國當前商用車液力自動變速器的應用情況進行推斷，未來的商用車液力自動變速器將朝向以下幾個方向發展：

（一）魯棒性優化方向

液力自動變速器的魯棒性與傳感器性能、控制器算法的計算質量等因素有關。結合我國目前情況而言，人們在傳感器、控制器算法等方面逐漸獲得了諸多新成果。因此，隨著液力自動變速器的不斷發展，其魯棒性將變得越來越好，在商用車中的應用價值會隨之發生增高。

（二）智能化方向

自動化與智能化之間的聯系較為緊密。從本質角度來講，液力自動變速器的智能化功能需要通過信息的智能化收集、信息的智能化處理等環節產生。GPS技術、大數據技術等相關技術的出現和發展為液力自動變速器智能化的實現奠定了良好的基礎。以GPS技術為例，在液力自動變速器中引入這種技術之后，無論商用車處于哪個位置，駕駛員都可以利用液力自動變速器預先識別分析前方的道路是否存在阻礙或意外情況，并根據實際路況事先作為擋位的適宜調整對策，以此保證行駛安全[5]。從本質角度來講，智能化功能的產生可以顯著降低液力自動變速器所需的油耗。

（三）小體積方向

商用車容許安放液力自動變速器的空間是有限的。隨著處理器、電子工藝的不斷發展，液力自動控制器中各類組成要素的體積將不斷減小，因此，液力自動變速器的體積也會變得越來越小。這種發展方向有利于液力自動變速器應用范圍的擴展。

（四）高精度方向

隨著商用車液力自動變速器應用經驗的不斷增加，人們對液力自動變速器精度的了解也將變得越來越透徹。在這種情況下，自適應技術、人工神經網絡等先進的分析技術、計算方法開始逐漸被應用到液力自動變速器中，使得液力自動變速器控制功能的精度發生顯著提高[6]。

結論：商用車液力自動變速器的控制功能主要包含自動空擋功能、空擋換擋抑制功能、擋位保持功能以及緩速功能等。隨著相關技術的不斷發展，液力自動變速器將會朝向高精度、小體積、智能化等方向發展。對于人們而言，這些發展前景的實現將顯著改善液力自動變速器的燃油消耗，為商用車乘客帶來更加平穩、舒適的乘坐體驗。

參考文獻：

[1]孫煒. 商用車液力自動變速器的控制功能研究及前景分析[J]. 汽車維修，2014，11：4-5.

[2]張紅亮. 濕式雙離合器自動變速器液壓控制系統分析與優化[D].吉林大學，2014.

[3]胡博欽. 大功率液力機械式自動變速器換擋控制策略研究[D].吉林大學，2016.

[4]董軍紅. 基于AMT自動變速箱控制系統設計實現和試驗分析[D].西安電子科技大學，2011.

[5]孔慧芳. 電控機械式自動變速器中傳動與控制的關鍵技術研究[D].合肥工業大學，2008.

[6]余榮輝. 基于dSPACE的電控機械自動變速傳動系統控制軟件及實驗研究[D].重慶大學，2006.