汽車電控機械式自動變速器控制分析

張劍梅 劉玉龍

濰坊青特車橋有限公司 山東濰坊 262200

1 汽車電控機械式自動變速器控制應用現狀

快速發展的社會經濟和科學技術促使汽車變速器自動控制技術不斷發展、完善，在繼承手動擋優點的基礎上降低了制造成本，提高了傳動效率，具有結構簡單、節油明顯、性價比較高等優勢。電控機械式自動變速器主要包括氣動型（大多應用于大型汽車和微型車上，需裝有氣壓驅動裝置系統）、液動型（具有較高的安全性，液壓元件加工過程對精密度要求較高，普通廠家很難達到該要求）和電控電型（反應速度慢于氣動型和液動型變速器，涉及較為繁雜的調節控制參數，目前大量生產的難度較大）三種控制方式，傳動效率及性價比較高的電控機械式自動變速器目前已經在車輛中得到廣泛運用，但操作時因易出現換擋中斷問題而增加了電控機械自動變速器的控制難度，影響了最終的控制效果。這就對電控機械式自動變速器的控制方法提出了更高的要求，文章通過構建一種有效的控制方法實現對換擋品質的改善，使自動變速器的安全性和穩定性得到顯著提高，確保汽車及駕駛人員的安全[1]。

2 汽車自動變速器的結構原理

自動變速器改善了汽車的駕駛性能并減輕了駕駛員的疲勞感。汽車的動力和經濟性也得到了改善。自動變速器的重要零件是變矩器，行星齒輪組，離合器和控制機構，外部設備是變速箱殼體，變速箱軸等。自動變速器利用油門踏板的傾斜度和車輛的速度通過自動變速的行星齒輪機構來換擋，可以通過操作油門踏板來控制車速。液力變矩器是一種鎖止變矩器，它使用行星齒輪系統并且結構緊湊。離合器是多片式的，制動器是片式的，有兩種傳遞大扭矩的皮帶類型。它是壓力潤滑，雙極主減速系統是飛濺潤滑，變速箱是完全密封的。直接輸入電動機功率，變速箱扭矩和離合器功能。泵輪可通過液體使渦輪旋轉，在泵輪和渦輪之間增加導向輪，以通過反作用力獲得輪之間的速度差，并且泵和渦輪可實現變速扭矩。

3 汽車自動變速器的具體分類

依據不同變速器的不同工作過程，自動變速器可以分為不同的具體類型。第一類是液力自動變速器（簡稱AT）。它具有很多普通機械式不具備的性能，如動力穩定，換擋迅速。普通機械式的缺點在于換擋、踩離合器難以協調坡度階躍。并且汽車自動變速器可以在不同的發動機轉速與供油量的條件下，由行車電腦控制實現自動變速。汽車自動變速器令汽車駕駛員在駕駛時的操作量大為減少，駕駛員也可以將更多精力分配到周邊路況上，提高行車安全性。第二類是電控機械式自動變速器（簡稱AMT）。MT和離合器為AMT提供了一套專門負責動力的裝置。AMT有三種類型：電動、液壓和氣動控制。在AMT駕駛的過程中，人的大腦與計算機相互協調配合，感官與傳感器之間諧調配合，手腳之間與機械相互配合。第三類是無級自動變速器（簡稱CVT）。CVT在車輛行駛的過程中，并沒有設置擋位的交替變化，相當于無級變速，擁有了更好的性能、燃油經濟性。帶式CVT具有更高的適用范圍，它是由主動帶輪，從動帶輪的可動椎盤縱向動作來實現無級變速。

4 自動控制中部件模型的構建

離合器在工作時通常為常閉式，通過發動機模型、傳動系模型、自動控制動力模型與自動控制離合器模型的建立（根據各部件間的關系）完成自動變速器控制中部模型的構建。①自動變速器控制發動機模型，運行機制較為復雜的發動機的非線性程度較高，發動機工況變化時無需考慮其性能，重點在于自動控制聯合方法，發動機經驗模型的構建基于與輸入口對應的發動機轉速和油門節氣門開度、輸出口對應扭矩。②傳動系模型，互相連接的膜片彈簧離合器的傳遞過程需通過相互摩擦的過程實現。③自動控制動力模型，處于行駛狀態的汽車體現了動力模型有驅動的特點[1]。離合器摩擦片表面磨損、變形和發熱等問題（會影響生成的動態摩擦系數）主要由摩擦時產生的滑動能引起，忽略動態摩擦系數，可降低離合器過渡時的磨損程度，僅需考慮離合傳遞受到離合器輸出力矩的影響[2]。

機電工程變速器在應用中，相較于傳統變速器需要掌握其運作情況、系統組成及工作原理等使用變速器過程中可能產生的問題。在汽車中變速器應用最為廣泛，顧以汽車為例，解讀機電工程中變速器使用注意事項：①排擋桿位置只有處于P、N時方能啟動發動機，打開點火開關狀態下，如若想移出此兩檔位，則需要先踏下制動踏板，按下手柄按鈕，方能將排擋桿移入至其他檔位。②車輛被牽引時，排擋桿需要處于N位置，牽引車速不能大于50km/h，距離也要在50km范圍內，牽引距離如若較長，則可以將驅動車輪先升離地面。③P檔可充作手制動輔助制動器，卻不能代替手制動器。④自動變速器如若控制單元由于電氣故障進入至緊急狀態，此時僅有R、1、3、檔可以工作，不能認為尚有檔位不去修理，需要查明故障，否則會導致自動變速器多片離合器損壞[3]。

5 結語

隨著電控機械式自動變速器的快速發展及應用范圍的不斷擴大，傳統的汽車電控機械變速器存在換擋品質較低的問題，自動變速器在起步的自動控制過程中易出現對沖擊度和滑磨功率的控制效果不佳的問題，為有效滿足汽車電控機械式自動變速器的控制需求，文章設計的自動變速器控制方法基于同步器，針對沖擊度（鎖止同步階段）和同步器滑磨功率在換擋力的作用下實現有效的控制過程，有效降低汽車起步時的沖擊度及同步器滑磨功率，進一步提高自動變速器控制過程的安全可靠性。