AMT 變速器換擋控制策略研究

（陜西法士特齒輪有限責任公司，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點，同時具有普通機械變速器傳動效率高的優點。是我國商用車發展的主要方向之一。AMT 變速器的自動換擋要依據一定的規則，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、燃油的經濟性、駕駛的舒適性等。換檔策略也是AMT 變速器的關鍵技術之一，因此如何制定換擋策略也是AMT 的一個重要研究方向。

根據控制參數的不同，可以將換檔規律分為：單參數、兩參數和三參數換檔策略。

一、單參數換檔策略

單參數換檔策略，通常選用車速信號作為換擋時機選擇的唯一控制參數，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，防止循環升降檔的出現。

單參數換檔策略的控制參數少，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、兩參數換檔策略

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

兩參數換檔策略能同時兼顧動力與燃油經濟性的要求，客服了單參數換檔的弊端。而兩參數換檔策略在研究與發展過程中，又細分為四種類型：等延遲型、發散型、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。單參數的控制策略也是等延遲的，而兩參數的等延遲策略，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，減小了發動機的噪聲，改善了車輛的燃油經濟性；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動機可以工作在更低的轉速，發動機的噪聲低，燃油經濟性好。此控制策略適用于比功率較低的貨車。

三、三參數換檔策略

三參數換檔策略，選用油門開度、車速和加速度三個參數作為控制參數。油門開度和車速的換擋策略是基于發動機穩態特性設計的。而增加了加速度這一參數的三參數控制策略，則可以更多的反應車輛起步、加速、減速等動態過程。所以，三參數的控制策略可以更加準確的控制車輛的檔位切換。相比于兩參數的換擋策略，三參數換擋策略提高了車輛的動力性與經濟性。

但在實際的應用中，三參數的換擋策略因為參數更多，所以控制邏輯更復雜，對系統的要求更好，控制難度更大，成本也更高，另外，三參數的換擋策略容易出現在坡道行駛時變速箱循環換檔這一現象，影響車輛的動力性和安全性。

四、燃油經濟性換檔和動力性換檔

根據車輛車型、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的優化。在乘用車領域，換擋策略的優化目標通常分為兩種：燃油經濟性換擋策略和動力性換擋策略。

（一）燃油經濟性換擋策略，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，也是很多人購車時最關注的指標之一，這一性能關乎每一個駕駛員的切身利益。同時，節約能源，減少溫室氣體排放也是國家的戰略方向。所以如何降低燃油的消耗已經成為了汽車屆的重要課題。而燃油經濟性換擋策略，會控制檔位使當前車速對應發動機轉速保持在最經濟的燃油消耗區間，以達到節油的目的。

（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的效率。所以動力性也是汽車的重要考量指標。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發動機扭矩最合適的區間，以達到提高汽車的動力性目的。相比于兩參數換擋策略，三參數換擋策略引入車輛加速度這一參數，使得能夠更好的考慮發動機的動態特性。所以三參數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的升降檔對應車速更高。