【正文】 速器則要靠駕駛員熟練的駕駛技術(shù)使制動、離合器、發(fā)動機(jī)油門三者協(xié)調(diào)工作,才能實現(xiàn)起步。4)機(jī)械式自動變速器需在換擋過程中變化油門,遠(yuǎn)遠(yuǎn)難于定油門狀態(tài)下?lián)Q擋的液力變速器。2)固定軸式變速器比旋轉(zhuǎn)軸式變速器難于自動化,一般撥叉換擋比用制動器換擋沖擊大。AMT與電控液動的液力機(jī)械變速器的區(qū)別AMT與電控液動的液力機(jī)械變速器同樣以電腦代替人的思維,傳感器相當(dāng)于感覺神經(jīng),用作動器(即執(zhí)行機(jī)構(gòu))完成人手與腳的功能,但是它們之間有下述區(qū)別,使其在換擋控制上有更大的難度,反映了更高的水平。用先進(jìn)的電子技術(shù)改造傳統(tǒng)的手動變速器使其自動化,不僅保留了原齒輪變速器效率高,成本低的長處,而且還具備了液力自動變速器采用自動換擋所帶來的全部優(yōu)點。所以人們總期望在同步變速基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動化。它從滑動齒輪變速開始,經(jīng)過多齒的齒套嚙合,進(jìn)而廣泛采用同步器變速。AMT與AT的性能比較由于AMT是靠離合器的分、合來切斷和傳遞動力的，沒有液離變矩器式自動變速器（AT）在起步、換擋過程中能夠通過液離變矩器緩和振動與沖擊的優(yōu)越條件。如果可以采用一般的測功器,利用適宜的方法來模擬自動變速器在實際使用過程中的各種受力狀態(tài),研究出低成本、高效益的自動變速器動態(tài)電加載試驗臺,則可為AMT開發(fā)提供良好的前提,是AMT開發(fā)過程中需要解決的關(guān)鍵問題之一。另一類是取消慣性飛輪組的電加載試驗臺,用電信號來模擬慣性力在內(nèi)的實際動態(tài)載荷。臺架試驗條件可控、成本低,重復(fù)性好,便于測試。是否還應(yīng)該包括模型的建立與仿真，ECU系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)？AMT開發(fā)的技術(shù)體系可歸納為如圖3所示[1]。3)系統(tǒng)的可靠性技術(shù),包括ECU的抗干擾技術(shù)診斷與容錯措施的確定。AMT的開發(fā)內(nèi)容1)換擋規(guī)律和離合器接合規(guī)律的制定。選、換擋和離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣動式和液動式兩種,如果車輛原有氣壓系統(tǒng),則用氣動方案可共用氣源,使成本降低。AMT的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由選、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu),油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成(剛性AMT不需油門執(zhí)行機(jī)構(gòu))。4)電控單元(ECU),包括CPU、ROM、RAM、I/O接口等。2)執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括步進(jìn)電機(jī)、電磁閥(普通電磁閥和高速電磁閥)、液壓缸(離合器作動缸和選、換擋油缸)步進(jìn)電機(jī)、繼電器等。AMT電控系統(tǒng)由下列4部分組成,如圖1所示。“”期間,“電控機(jī)械式自動變速箱”被列為國家火炬預(yù)備計劃,“”期間,它的研究、開發(fā)和產(chǎn)品化被列為國家“”科技攻關(guān)項目。從世界范圍來看,它是自動變速的一個重要發(fā)展方向。AMT的系統(tǒng)介紹AMT的機(jī)械結(jié)構(gòu)原理電控機(jī)械式自動變速器（定義、優(yōu)點、國家發(fā)展動態(tài)）是自動變速器的一種,它在原有固定軸式齒輪變速箱的基礎(chǔ)上,把選、換擋和離合器及發(fā)動機(jī)油門的操縱控制自動化。 AMT的主要缺點是換擋舒適性不好，并且在換 擋過程中產(chǎn)生動力中斷，使得在換擋過程中加速性 能不好，特別是在駕駛員要求急加速的情況下更明 顯。 與 AT 相比，AMT 系統(tǒng)的價格稍微便宜。6 發(fā)動機(jī)與變速器的匹配參考6 AMT與其它自動變速器的比較AMT系統(tǒng)的優(yōu)缺點 AMT 和手動變速器的區(qū)別主要是 AMT在變速 器和換擋手柄之間取消了機(jī)械連接，變速器完全實 現(xiàn)線控?！澳壳捌毡槭褂玫氖侨嵝钥刂平Y(jié)構(gòu)Drive一By一Wire，DBW)的AMT”一般,在電噴發(fā)動機(jī)上實行剛性ＡＭＴ結(jié)構(gòu)見圖1。正常行駛時由ECU按其一定的比例控制油門開度，而在換擋過程中，則按要求編制的程序指令通過油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作來控制發(fā)動機(jī)，‘電子油門”就是柔性結(jié)構(gòu)的典型例子。AMT換擋過程發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速FuzzyBang AMT發(fā)動機(jī)控制（柔性控制與剛性控制）AMT剛性控制——加速踏板與油門之間是固定的機(jī)械聯(lián)接，無需外加油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以必須在換擋過程中采用某種附加形式控制發(fā)動機(jī)（例如控制發(fā)動機(jī)的點火或噴射裝置的噴油量)才能實現(xiàn)自動變速。解決辦法——目標(biāo)轉(zhuǎn)速的提出——假設(shè)換擋前后瞬間車速基本不變 (因換擋時間很短，汽車慣性大)，以剛掛入新?lián)鹾蟮妮斎胼S轉(zhuǎn)速作為發(fā)動機(jī)控制的目標(biāo)轉(zhuǎn)速可避免上述缺陷。5 AMT換擋過程中發(fā)動機(jī)的控制控制發(fā)動機(jī)的目的節(jié)省燃油、降低發(fā)動機(jī)噪聲、提高換擋平順性和減少離合器滑磨[問題的提出：最速控制和模糊控制Fuzzy一Bang Bang雙模態(tài)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制算法最速控制——時間最優(yōu)控制，又稱為Bang Bang控制]控制發(fā)動機(jī)困難是原因：由于發(fā)動機(jī)是一個高度非線性、大慣量、參數(shù)時變和易受干擾的復(fù)雜系統(tǒng)，同時自動換擋過程時間較短，這對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制提出了才很高的要求。缺點是：電機(jī)的執(zhí)行動作沒有液壓系統(tǒng)精確，而且選換擋的動作比較遲緩，對于選換擋速度不需要太快的情況下可以使用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動；系統(tǒng)的調(diào)試對于批量生產(chǎn)有一定的難度。 電機(jī)的工作：ECU發(fā)出選換擋指令控制電機(jī)的動作，電機(jī)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)選擋、換擋和離合器的分離與結(jié)合。 系統(tǒng)的工作情況：這一部分工作情況與液壓系統(tǒng)基本相同。氣動操縱控制 氣動系統(tǒng)也是根據(jù)電控單元的指令控制電磁閥，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地完成離合器分離、接合和變速器選、換擋等動作的。選、換擋和離合器操縱機(jī)構(gòu)的液壓油源由蓄能器提供。 液壓油源的工作：系統(tǒng)中工作油液壓力不足時，由壓力繼電器發(fā)出信號，啟動液壓泵吸油并向系統(tǒng)提供壓力油，壓力油存儲在蓄能器中。根據(jù)速度和速度差來控制節(jié)氣門開度以及在特殊情況下自動調(diào)節(jié)擋位。而用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行模糊信息處理，則使得模糊規(guī)則自動提取及模糊隸屬函數(shù)的自動生成和在線調(diào)節(jié)有可能得以實現(xiàn)。B 模糊控制理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論。[三擋以下不啟動巡航功能]AMT巡航控制的處理方法采用PID進(jìn)行巡航控制A 采用PID進(jìn)行巡航控制研究。(5)防止誤操作及報警功能 在不具備巡航條件的情況下，例如車輛在起步階段或擋位在三擋以下等，駕駛員啟動了巡航控制主開關(guān)。如果因制動解除巡航行駛，則重新按下恢復(fù)開關(guān)，即可恢復(fù)解除前的巡航車速。駕駛員還可以直接通過設(shè)定開關(guān)輸人希望的巡航車速。 (2)加速、減速功能及設(shè)定功能 車輛處于巡航行駛狀態(tài)時，若持續(xù)按下恢復(fù)開關(guān)，則在此期間速度增加，一旦不按恢復(fù)開關(guān)，車輛就以那一時刻車速恒速行駛，此為加速功能。4巡航控制系統(tǒng)自動巡航定義汽車自動巡航即指汽車在高速公路上行駛時,駕駛員不需踏加速踏板,巡航控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員設(shè)定的目標(biāo)車速和車輛行駛阻力的變化自動調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度,僅調(diào)節(jié)節(jié)氣門不能達(dá)到上述目的,車輛須進(jìn)行自動選 換擋[1~3]. 本文在已建立 AMT 車輛巡航控制模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了車輛巡航控制試驗. 試驗均在裝有AMT 系統(tǒng)的桑塔納 2000 、降擋 制動 加速減速 道路阻力 環(huán)境和載重發(fā)生變化等過程中,車輛所受阻力的動態(tài)變化, 真實再現(xiàn)汽車巡航行駛所受的各種阻力, 本文采用了計算機(jī)預(yù)測動態(tài)電加載技術(shù), 在試驗臺巡航試驗和路上實車巡航試驗中均取得了較滿意的效果. 模型的建立主要是對汽車在運行過程中的受力進(jìn)行了分析計算車輛巡航控制系統(tǒng)的設(shè)計主要包括建立控制模型以及硬件和軟件的可靠性、抗干擾性設(shè)計。在制動系統(tǒng)中添置電磁逆止閥可使制動停止時工作，以保持輪缸系統(tǒng)的制動力，而在起動時釋放。接合平順性和柔和性的評價通常是用汽車縱向減速度對時間的導(dǎo)數(shù)來衡量結(jié)合的平順性和柔和性，并考慮不同頻率成分對人的影響的差別，構(gòu)成關(guān)于乘坐舒適性和沖擊大小的目標(biāo)函數(shù)乘坐舒適性和沖擊大小通過多目標(biāo)函數(shù)的模糊評價可構(gòu)成單目標(biāo)的優(yōu)化問題電子控制單元坡道輔助起動裝置坡道輔助起動裝置。通過多目標(biāo)函數(shù)的模糊評價可構(gòu)成單目標(biāo)的優(yōu)化問題，從而解出離合器最佳的釋放規(guī)律。 離合器控制的重要方面就是要適當(dāng)?shù)目刂破溽尫判谐?，以達(dá)到最佳的性能，其中最關(guān)鍵的是對第二階段的控制，通常是用汽車縱向減速度對時間的導(dǎo)數(shù)來衡量結(jié)合的平順性和柔和性，并考慮不同頻率成分對人的影響的差別，構(gòu)成關(guān)于乘坐舒適性和沖擊大小的目標(biāo)函數(shù)。為了起步快速和減少換擋功率中斷的時間，保證乘客舒適性和減少傳動系中的沖擊載荷，第二階段應(yīng)盡可能的慢，但從離合器的使用壽命來看，希望滑摩時間盡可能的短，顯然這兩方面的要求是矛盾的。核心問題離合器的最佳結(jié)合規(guī)律問題離合器的最佳結(jié)合規(guī)律問題離合器的控制。不同換擋規(guī)律對車輛性能的影響研究了自動變速車輛的換擋規(guī)律的算法，制定了車輛的動力性換擋規(guī)律和經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律，建立了車輛動力學(xué)仿真模型。系統(tǒng)的功能除自動變速功能、自動巡航功能、自動診斷功能與支撐功能以及顯示功能外，還應(yīng)有手動變速功能和坡上輔助功能等。電子控制進(jìn)行自動變速系統(tǒng)的組成仍可用圖1所示的方框圖來表示。駕駛員通過加速踏板和選擇器(包括選擋范圍、換擋規(guī)律、巡航控制等)向微機(jī)表達(dá)意圖。它要求對發(fā)動機(jī)、離合器和變速器換擋進(jìn)行聯(lián)合控制。早在1983年，日本五十鈴汽車公司就把世界上第一臺電控機(jī)械變速器NAV一一5裝于ASKA轎車上投放市場，深受用戶歡迎，它以電腦代替人的思維，以傳感器代替人的感覺神經(jīng)，用作用器(執(zhí)行機(jī)構(gòu))完成人手和腳的功能，目前又取得更大的進(jìn)展，已廣泛應(yīng)用于汽車上。它以特有的經(jīng)濟(jì)、方便、安全、舒適而備受所有駕駛者，特別是婦女和老年駕駛者歡迎。制定經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律如圖8所示。 (4)求2條動態(tài)油耗曲線的交點C，可求解如下方程]即可得最佳經(jīng)濟(jì)性換擋點。換擋點A的計算所用方程組為: [最佳經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律制定步驟： (1)給定道路阻力，畫相鄰擋位不同油門的加速度——速度曲線圖 (2)取高擋下的某一油門開度得到其對應(yīng)加速度——速度曲線上各點與低擋各油門對應(yīng)曲線的交點從動態(tài)油耗圖中找出在高擋下所對應(yīng)的油耗曲線（油耗——速度）如圖7中線AA.。最佳燃料經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律計算—— 外界阻力尺為某一常數(shù)，在汽車牽引力圖上為一直線，如圖l所示。對不同的行駛阻力進(jìn)行類似的設(shè)計，便可得到一系列換擋點，將這些點連接起來便得到最佳燃油經(jīng)濟(jì)性換擋特性曲線?？梢娷囁賄2是該車兩擋的最佳燃油經(jīng)濟(jì)換擋時機(jī)，該換擋點在圖3上部對應(yīng)于2點該點是牽引力與阻力的平衡點，它對應(yīng)于l擋的油門開度α4，11擋的油門開度α3，可見換擋時應(yīng)該控制油門。在圖3的下部繪出了l，11相鄰兩擋的油耗曲線Q1=f1(v)，Q2=f2(v)在速度V2點處相交，顯然，為了獲得最佳燃油經(jīng)濟(jì)性，即最小的百公里油耗。]在圖3的上部繪出了在不同油門開度下，汽車相鄰兩擋的牽引力Ftl和Ft2隨車速變化的曲線。另外最佳動力性換擋規(guī)律也可用解析法來定量分析。圖2是不同油門開度下各擋加速度與車速的關(guān)系曲線。根據(jù)這些關(guān)系可得到確保動力性的最佳換擋規(guī)律和確保燃油經(jīng)濟(jì)性的最佳換擋規(guī)律。 兩參數(shù)的換擋規(guī)律，根據(jù)換擋延遲形式的不同可分為等延遲型、發(fā)散型、帶強(qiáng)制的低擋發(fā)散型、收斂型、組合型等五種形式。顯然，對于輸入變量的每一種組合，僅存在唯一的輸出狀態(tài)，否則就會出現(xiàn)不確定性。換擋規(guī)律是換擋控制系統(tǒng)的核心，它決定于選擇什么樣的換擋控制參數(shù)和何時進(jìn)行換擋等關(guān)鍵問題，換擋規(guī)律直接影響汽車的經(jīng)濟(jì)性和動力性，研究換擋規(guī)律是掌握汽車換擋理論的基礎(chǔ)。再按照某種規(guī)律發(fā)出指令，自動控制傳動系統(tǒng)工作。它們是信號傳感器、控制電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中，信號傳感器負(fù)責(zé)將汽車行駛的有關(guān)狀態(tài)信息的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺员愫竺娴目刂齐娐方邮?。?jù)此建立起車離合器控制ＭＡＰ圖,已應(yīng)用于某車型的ＡＭＴ樣車上。根據(jù)油門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入軸轉(zhuǎn)速計算發(fā)動機(jī)的負(fù)荷能力,控制離合器傳遞的扭矩使發(fā)動機(jī)輸出扭矩與離合器扭矩匹配。[那么，平地起步和坡道起步的半接合點有沒有區(qū)別？磨損后的半接合點又該怎么變化？] 由于半接合點的位置是離合器接合速度的快慢分界點,所以,半接合點位置的精確測定對于離合器的平穩(wěn)接合極其重要。其中滑磨階段又可細(xì)分為兩個階段,以車輛從靜止到運動的那一瞬間為分界點。（6）操縱機(jī)構(gòu)的間隙、空程及變形。(4)摩擦片的溫度，影響摩擦系數(shù)的數(shù)值，也同樣影響半接合點的測量。(2)離合器的制造誤差，離合器片的總厚度影響半接合點。它是離合器平穩(wěn)接合控制中最要的參數(shù)之一精確測定半接合點是比較困難的，因為它的影響因素很多。圖中C一c曲線表示即使離合器踏板完全釋放，離合器也不能完全接合。 (2)從動片在不同的磨損程度下離合器扭矩傳遞對于半接合點具有相同規(guī)律，這是離合器磨損自跟蹤系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從膜片彈簧離合器負(fù)荷特性和從動盤壓緊負(fù)荷特性出發(fā)對離合器建模。vn+，一一油門全開時，(n+l)降到n擋時的車速。該規(guī)律被廣泛應(yīng)用于功率較低的貨車中。換擋延遲可分為四種形式，分別為:等延遲型、發(fā)散型、變速器與發(fā)動機(jī)的特性，換擋延遲選用收斂性，這具有以下好處:它在大油門時降擋差速最小，所以升降擋都有好的功率利用，動力性好。這種往返換擋之間的交錯現(xiàn)象，稱為換擋延遲，其作用是:換入新?lián)鹾螅粫蛴烷T踏板的振動或車速稍有降低而重新?lián)Q回原來排擋，保證了換擋過程的穩(wěn)定性。坡上起步輔助裝置HSA的作用是——通過ECU的控制，在停車狀態(tài)下，即使不踩制動踏板也使車輛暫時保持制動力，不至于倒溜，在起步時自動解除制動力，從而順利完成起步過程(l)。用優(yōu)化的模糊控制器進(jìn)行實車道路試驗,取得了滿意的效果。針對模糊控制器傳統(tǒng)設(shè)計過程中存在的人為主觀因素較多,難以進(jìn)行優(yōu)化等缺點,采用遺傳算法對起步模糊控制器隸屬函數(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。從這個控制過程可以看出單靠控制離合器的接合速度來保證起步品質(zhì)是不完善的,因為起步是一個動力傳動系統(tǒng)聯(lián)合操縱的過程,實施多參數(shù)包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、中間軸轉(zhuǎn)速、車速、加速度等的閉環(huán)控制才能夠有效地提高控制系統(tǒng)的魯棒性,使得起步控制對控制參數(shù)的變化具有相對的穩(wěn)定性,從而保證起步控制品質(zhì)。3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障,使得起步操作過程不能精確地按ECU發(fā)出的指令執(zhí)行,從而影響起步品質(zhì)。其原因:1)控制策略不合理,離合器接合過程中,接合時間過長離合器滑磨,接合時間過短,造成沖擊甚至熄火。實驗中記錄發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、中間軸轉(zhuǎn)速、車速、油門開度和離合器位移等信號,描述車輛的起步狀態(tài),并推算出加速度、沖擊度以及滑磨功等評價指標(biāo)?？紤]沖擊度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和起步意圖，得出離合器接合速度與油