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1、.AMT 机械式自动变速器车辆自动变速器可以使驾驶员在不切断动力的情形下实现自动换档，世界汽车生产大国自 30 年月就开端不遗余力地对此进展研讨并提出很多打算。其中液力机械式主动变速器(Automatic Transmission 简称 AT)以其优胜的动力性能、乘坐舒适性和操作简便的特色，在汽车产业中盘踞相当主要的位置。但与手动机械式变速器相比，其构造庞杂，制作精度恳求和本钱较高，且传动效力较低。鉴于 AT 所存在的毛病，人们开端尝试应用现代微盘算机技巧使机械式变速器实现自动化，从而开发出电控机械式自动变速器(Automated MechanicalTransmission，简称 AMT)。
2、70 年月中期，德国奔驰汽车公司承受由电子掌握的半自动操纵方法实现换档，这是第一代AMT。该产品没有实现完整的自动化，即换档时驾驶员仍要踩下离合器踏板，电子装置提示驾驶员何时为最正确的换档时刻，但它具有传动效力高、本钱低、易制作等特长，从今成为自动变速器进展的一个主要方向。1984 年日本五十铃公司生产降生界上第一种全自动电控机械式自动变速器 NAVI-5，到 80 年月末，全自动 AMT 进入适用化阶段。从 90 年月开端，美国、德国生产的重型汽车开头使用 AMT，使在简单多变条件下工作的车辆的换档品质和起步性能进一步提高。一、 电控机械式自动变速器电控机械式自动变速器是在传统固定轴式齿轮变
3、速箱的根本上，把选档、换档、离合器及相应发动机供油操纵用以微处置器为核心的掌握器完成、实现的自动变速器。其根底功能：一是依据当前汽车运行状况、路面情形及驾驶者的意图， 自动断定变速箱的最正确档位，即档位决策功能；二是自动掌握发动机、变速箱、离合器完成换档进程，即换档、起步的自动操纵成效。随着AMT 的进展，人们引入了各种最的监测、掌握技巧以改进自动变速器的性能，使档位决策及换档掌握对路面环境、使用者特色、使用者意图具有适应性。AMT 在离合器掌握和档位决策方面承受含混规律，模拟娴熟司机驾驶车辆中的相应操纵以改进起步、换档、离合器联合掌握特征和档位选择的适应性。神经网络方法也被引入 AMT 的档
4、位决策和掌握中，以猎取更多路面特点信息，提高AMT 对路面的适应性。AMT 掌握系统与发动机掌握系同一体化以增加信息共享、和谐掌握才能，并实现整车掌握系统网络化。AMT 使用性能的好坏和智能化水平的高低主要是由 AMT 中的掌握系统决议的。掌握系统将传感器采集到的信号通过电控单元(ECU)进展处置，对相应的执行机构发出指令，完成一系列操作。二、三种电控机械式自动变速器的优缺陷电控气动机械式自动变速器电控液动 AMT 的换挡体系特长是：工作平稳、操作简便、易于实现安全维护、具有必定的吸振与吸冲击的才能、起步换挡品德好以及便于空间安排；毛病是： 构造简单，它包括液压油油箱，油泵及驱动电机，电磁换向
5、阀6-10 个，油/路比较简单的集成阀块，驱动油缸，连接油管等。它不但本钱高，而且还带来一些抑制上的困难，如液压系统传动油特征受气温影响，电机带泵工作对电脑ECU 发生干扰，换挡停顿时活塞对缸体发生撞击等。这些问题可承受油温度传感器， 压力传感器在系统中含混掌握，自适应把握等掌握方式来解决，但成果是掌握更庞杂，本钱更高。而且由于零件较多，安装保护困难较大，故障点增加。下降了工作地牢靠性。电控电动 AMT 的换挡系统的特色是：构造相对简洁，重量轻，另外由于直接承受易于掌握、精度更高的电动机代替液压执行元件，使得系统的动作的误差削减了，掌握方法上也更简洁。毛病是：活动部件要进展两个方向的活动实现选
6、、换挡动作，所以要解决运动部件的干预问题，换挡时间也比较长，另外还必要构造简单、高精度的凸轮机构。小功率低压直流电机调速困难，很难保证高的起步换挡品德，它转速高，必要构造简单的减速器。现有的汽车上用的直流电机和蜗轮蜗轴减速器种类较少，为了提高离合器分别时的驱动力，还要加装构造简单的机械助力装置等。这些不但提高了本钱，也使安装、调剂变得简单。电控气动 AMT 的换挡体系重要利用于带有气压系统的大型客车或重型车辆场所。重型卡车中的气源很丰富，可以在原有手动换挡的根本上进展简单的改装， 便可以实现主动换挡。而且，构造简单、安装调剂便利，工作稳固牢靠，起步、换挡性能好。但目前实行这种系统的换挡装备其构
7、造也较为庞杂，切换挡品德不高，换挡时间稍长，未能充分施展这种情势的上风，影响了其正常应用。三、电控液动机械式自动变速器掌握系统的组成AMT 依据驾驶员的意图(油门开度与选择开关)和车辆的运动状况(发动机转速、输入轴转速、车速及档位)，依据从众多娴熟驾驶员中提炼出的驾驶方法(换档规律、离合器接合规律)，借助于相应的执行机构(油门执行机构、离合器执行机构和选换档执行机构)，对车辆(发动机、离合器和变速器)进展自动操纵。AMT 掌握系统由以下四局部组成：a. 被控对象包括发动机、离合器和变速器；b. 履行机构包含步进电机、电磁阀(一般电磁阀和高速电磁阀)及液压缸( 离合器动作缸和选、换档油缸)等；c
8、. 传感器包含速度传感器(发动机转速传感器、输进轴转速传感器、车速传感器)、油门开度传感器和档位传感器等；d. 电控单元(ECU)包括 CPU、ROM 和 IO 接口等。AMT 的执行机构由选、换档执行机构、离合器执行机构和油门执行机构等组成。油门执行机构一般承受步进电机或磁电式电机驱动油门。选、换档和离合器执行机构有气动式和液动式两种,太阳能热水器，现在更常用的是液压操纵系统。四、电控机械式自动变速器掌握系统的容错方法当重型汽车常常在恶劣条件下工作时，AMT 常受到这样或那样的干扰，AMT 掌握系统中的 ECU、传感器和履行机构难免会产生故障，假设某部件发生故障， 汽车的性能会急剧降落，甚至
9、必要马上停车，这对汽车整体性能的施展和修理工作的进展是格外不利的。为进步 AMT 系统的牢靠性和安全性，在随车诊断系统中应加强容错掌握功能，即当有些部件失效时，它们在系统中的功能可用系统中的其他部件完整或局部取代，使系统能够持续坚持规定的性能或不损失最根底的成效。针对不同的故障，AMT 掌握系统承受了相应的容错方式。重要包括如下几个子系统：ECU 容错系统；选、换档机构容错系统；油门操纵机构容错系统；各转速传感器的容错；离合器掌握机构的容错。1、 ECU 容错系统相对于传感器和执行机构来说，ECU 的牢靠性较高，但一旦发生故障，成果将更加严峻，会使全部系统瘫痪和失控。AMT 掌握系统 ECU
10、的容错方法有以下几种：a. 实行主从机构造，一旦主机出故障可以自动切换至从机进展把持，进步ECU 的牢靠性；b. 承受双机构造，把对发动机与离合器、变速箱的掌握分别出来单独掌握，以改进性能和简化编程，同时降低工作累赘，延长使用寿命；c. 承受机械应急系统，一旦ECU 失灵，启动机械应急系统，恢复手动把持， 以便使车辆驶回车库自检或到修理站检验。2、选、换档机构容错系统假设档位传感器发生故障，则实行选、换档的开环掌握，所显示的档位信号由选、换档电磁阀的驱动信号来决议。对于选、换档电磁阀，分以下两种情形：a假设升不到高级位，应保证能以低档位持续行驶，此时需就义经济性与动力性；b假设降不到低档和空档
11、，应保证能掌握油门，行驶到目标地。3、油门把持机构容错体系对于加速踏板传感器和油门传感器，假设系统可以对其故障大小进展诊断，则可承受动态补偿技术对故障信号进展修改，此时不影响掌握成果；假设系统只能定性诊断出是否有故障,玻璃瓶，则无法实行动态补偿，此时只能实施简单的开环掌握，同时发动机模型辨识无效。对于步进电机，在中、小油门时假设发生故障， 则置于一档，缓慢行驶到目标地,玻璃瓶厂，安全停车；在大油门时假设发生故障， 也同样置于一档，行驶到大路边，安全停车。4、各转速传感器的容错各转速传感器的功能各不雷同。发动机转速传感器主要用于起步和变速时离合器的接合掌握；中间轴转速传感器用于离合器接合点的检测
12、和档位脱离的判定；车速传感器用于检测车辆的活动状况，并断定换档时刻。假设某个传感器发生故障时，可依据诊断成果系统对其进举动态补偿，此种状况下并不影响各种掌握性能；假设系统不能对传感器进展为态补偿，则应承受如降落级方法：a. 当发动机转速传感器产生故障时，则变离合器起步把握为恒速接合抑制，同时下降发动机把持级别，此时发动机模型辨识无效；b. 当中间轴转速传感器发生故障时，则降低离合器起步掌握、离合器换档掌握、变速箱换档同步掌握功能；c. 当车速传感器发生故障时，则下降变速箱换档同步掌握成效，整车模型辨识无效。5、离合器掌握机构的容错离合器的把持是机械式主动变速器的难点，在选取优质元器件和实行先进
13、掌握的根本上，承受容错把握的方法,伺服减速机，可以战胜掌握性能受应用时间的影响，以及在要害部件呈现故障时承受相应的替换方法，进步离合器掌握的适应性和牢靠性。离合器掌握机构的容错重要包含两方面的内容，即离合器接合用电磁阀的容错和离合器行程传感器的实时标定。由于电源电压不稳、磨损和振动的影响，离合器行程传感器的基准值常产生变更，影响抑制性能，实行实时标定的方式，即在每次分别和接合完成时都要记载相应的传感器标定值，以此实施动态标定。假设离合器分别电磁阀发生故障，则保持目前档位，以尽可能小油门行驶至目标地，安全停车。五、电控电动机械式自动变速器LC5T97 型汽车变速箱有五个前进档和一个倒档，前进档均
14、带有锁环式同步器，具有构造紧凑、操纵轻松机动等特点，档位安排为 1-3-5，R-2-4。选用两部步进电机直接驱动选、换档拨叉转轴的运转，并通过位置传感器实时检测档位并反响给 ECU。由 ECU 调用换档程序掌握电机运转实现自动换档功能。AMT 变速箱电控执行机构设计包括对传统变速箱的改装和电机驱动电路设计。1、变速箱的改装依据 LC5T97 型变速箱的技巧参数，参照选、换档拨叉的力矩恳求。选用57BYGB 型选档步进电机 X 和换档步进电机 Y，电机输出轴经蜗轮蜗杆减速后作用于拨叉转轴。地位传感器选用每 360 度供给 10 位区分率的 1 024 个尽对位置信号的角位置磁编码器(步长为 03
15、5 度)，用金属压片固定到拨叉转轴上。改装后变速箱中每个档位准确对应一个地位码范畴，它为软件编写换档程序供给电机位置参数，如图 1 所示。编码器输出规模如下：(1) X 电机空挡位置时的编码器输出范围 X05;一、三、五档位置的编码器输出范畴 X1 士 5； 倒、二、四档位置的编码器输出范围 X2 士 5； (2)Y 电机空档位置时的编码器输出规模 y05；一、倒档位置的编码器输出规模 yl 土 5； 四、五档位置的编码器输出范畴 y25； 并据此盘算出各档位间的步数差值。2、驱动电路的设计斟酌车载环境较为恶劣，电路设计时要充分保证其工作的牢靠性。电路设计如图 2 所示。图中PB0、PB1、P
16、B2、PB3 为步进电机驱动信号输进；U20、U21 为功率芯片 TLE5206-2，用以供给步进电机的功率要求；ERI、ERR 为外部故障信号； DATA 为电机的位置传感器的输出，CLK 为位置传感的时钟输进两部电机的驱动电路雷同。3、变速箱换档进程的软件实现电控机械式自动变速器(AMT)是通过 ECU 掌握电动履行机构，代替原来由驾驶员人工完成的离合器分别与接合、摘档与挂档、以及传动轴与发动机转速的同步调整等操作，终极实现换档进程的把持自动化。所以变速箱换档过程的软件设计就是编写换档程序往掌握电机完成换档工作。换档程序就是实现换档拨叉在各档位间移动，如 1-2 档就是首先摘档(见图 1)
17、，换档电机把拨叉从移到；然后选档，选档电机再把拨叉从移到；最终挂档，换档电机把拨叉从移到。4、换档掌握方法变速箱内部有机械互锁，换档拨叉在各档位之间的移动要格外准确，稍不正确就会导致变速箱换档。另一方面电机堵转会破坏电机，所以换档拨叉在各档位之间的移动掌握的要格外准确。为了保证换档的速度和精度，承受开环+闭环的掌握方法。开环局部：电机依照档位间步数差值表得到的数据运行设定的步数。例如从1-2 档，查表得：先使X 电机转动 b2 步(进入闭环局部，使X 电机停在 X 电机的编码器的 X。5 之间)拨叉从移到，再使y 电机转动-2 步(再进入闭环局部，使 y 电机停在 y 电机的编码器的 y0 士
18、 5 之间)拨叉从移到，最终使 X 电机转动 b1 步(进入闭环局部，使 X 电机停在 X 电机的编码器的 X。士 5 之间) 拨叉从移到，完成换档过程。开环局部是为了加快电机的运行速度和电机运行的平稳性。闭环局部：由于电机存在失步现象，经过开环局部运行后，不必定能到达要求的准确地位，通过误差补偿调剂电机运行到位。经过试验证明，这种打算完整可以满足掌握恳求。最终针对变速箱内部的机械构造，为了保证电机的安全和运行牢靠，在软件上对选档电机 x 和换档电机 y 进展了互锁，即在选档电机 X 运转到位后才许可换挡电机 Y 工作。同理只有在换档电机运转到位后容许选档电机 X 工作。5、换档程序如图 3
19、所示换档程序流程图，输入参数有两个当前的实际档位和目的档位， 进入换档程序首先断定是否有在刹车中换档，假设有则直接退出换档程序，否则进入换档程序；下一步就摘档，摘档时查表得到摘档电机要走的距离，当电机运行了这个间隔时，然后从换档传感器读出换档拨叉位置，判定是否摘档成功(理论上电机运行查表行到的间隔后，就摘档成功了)，不成功就依据差值盘算要补偿的间隔，再次摘档。设置一个最大的补偿次数为 5 次，补偿次数小于 5 为正常补偿次数(这里先假定 5 次以内均能成功)；接着执行选档程序，同样承受如摘档时的查表与补偿的方法；再接着是挂档，将档位挂到准确的档位后退出。假设补偿次数大于 5 次，则以为呈现故障，调用故障诊断程序，故障诊断程序将记载故障发生位置并发生一个熄火停车信号。本 AMT 系统中电控单元 ECU 选择了 freescale 公司生产的 MC9S12C32 型单片机，应用 C 语言编程，极大简化了编程的难度，提高了程序的可读性、可保护性和可移植性。AMT 技术保存了原齿轮变速箱传动效力高、本钱低、易制作和保护的特长， 且使用便利、简洁安全、乘坐舒适，越来越受到人们的欢送，成为开发适宜我国国情的型汽车自动变速器的热门。