摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，重型商用車的增多以及司機人才的短缺，對重型商用車的動力傳動系統(tǒng)也越來越高。本文就重型商用車機械自動變速器控制軟件開發(fā)進行研究，并在軟件開發(fā)的基礎上，就其軟件進行實驗分析。

關鍵詞：重型商用車；自動變速器控制軟件；實驗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.228

自動變速控制是機械節(jié)省能源的必要措施。不過，以現(xiàn)代應用經(jīng)驗來看，如果自動控制無法達成良好的準確性和穩(wěn)定性，將可能造成意外的事故。所以，在軟件的研發(fā)和使用上，必須經(jīng)過科學的設計，以及反復試驗直至無誤后，才能夠投入到使用之中。本文在軟件上的開發(fā)，將基于AMT變速系統(tǒng)實現(xiàn)，結(jié)合其執(zhí)行機構(gòu)設計要求，在下文中充分詮釋關鍵設計要素，并進行嚴格的試驗工作，以保障變速器的穩(wěn)定使用。

1 關鍵部位執(zhí)行機構(gòu)開發(fā)內(nèi)容

1.1 換擋執(zhí)行機構(gòu)

本文所開發(fā)的對象是重型商用車，為12擋的手動變速器。其主要結(jié)構(gòu)包括兩個部分：一是主箱，其中包括撥叉軸四根，主要用于1—6擋，以及R擋位的調(diào)節(jié)。在主箱上，將設置在結(jié)構(gòu)上為X-Y型，這是一種傳統(tǒng)的選擋控制結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢在于穩(wěn)定性高。該結(jié)構(gòu)的設置難度，在于需要輔助的液壓缸，而且至少為四個。不過，其結(jié)構(gòu)雖然復雜，卻能夠為自動控制軟件更好的提升準確性。所以，沒有選擇開發(fā)難度較低的平行式；二是副箱，該位置主要用于調(diào)節(jié)高低擋，根據(jù)重型商用車的需求，最終選擇氣動控制。該形式整體簡單的結(jié)構(gòu)，具有高靈敏的反應速率，能夠為自動控制的開發(fā)降低難度。在換擋執(zhí)行機構(gòu)上的開發(fā)，主要是調(diào)解原有的結(jié)構(gòu)，使開發(fā)結(jié)果能夠呈現(xiàn)出較好穩(wěn)定性和安全性。所以，在原則上應減少難度對選擇的影響，應以整體性能為基準。

1.2 離合器執(zhí)行機構(gòu)

結(jié)合使用安全的基本要求，AMT系統(tǒng)已經(jīng)將離合器的物理控制取消，即在本文所開發(fā)的車輛中，并沒有設置離合器踏板。這種情況下，必須要將現(xiàn)有的離合器系統(tǒng)重新設計，以達成自動化控制對高響應效率的需求。不過鑒于現(xiàn)有系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，若進行過多改動，可能會降低離合器的靈敏度。故此，在離合器中以更換電磁閥的方式進行優(yōu)化。所采用的新電磁閥，具有高靈敏度的特征，可以讓機械快速反饋響應信息。不過，由于電磁閥的更換，現(xiàn)有的信號系統(tǒng)必須進行調(diào)節(jié)。目前離合器主要支持PWM型號信息，依靠dSPACE系統(tǒng)實現(xiàn)。因此，需要基于該系統(tǒng)，嘗試與新電磁閥的接駁信號，以保障汽車可以正常使用。

1.3 執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動器開發(fā)

驅(qū)動器是指通過供電，而實現(xiàn)驅(qū)動的機械環(huán)節(jié)。在被研究的汽車上，其驅(qū)動器構(gòu)成主要為磁鐵、繼電器和電磁閥。但是，結(jié)合上述對電磁閥的更換，以及自動化所要求的更大供電量來看，現(xiàn)有的電壓和電流，都無法滿足基本的需求。因此，需要將驅(qū)動電路進行重新的修改。具體為：首先，設置IGBT，以晶體管實現(xiàn)導通，進而承受更大的電流；其次，連接電磁閥，將一端與IGBT連接，確定導通后，需要測試晶體管能否通過線圈接地，并核準電流的放大情況；最后，進行防干擾設置，例如光耦隔離等。

2 整車試驗分析

2.1 起步試驗

鑒于本文所開發(fā)的車輛為重型商用車，其需要承擔大貨運量交通運輸?shù)呢熑?。而在不同貨運量下，車輛所承受的壓力有所差異。因此，需要以不同的載量為基礎，測試系統(tǒng)的穩(wěn)定和靈活程度，并根據(jù)符合承受壓力，確定相關硬件的使用壽命。在具體測試內(nèi)容上，包括擋位的切換，速度變化，各類起步方式，離合器的控制速度等。而測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)搭建并不存在問題。在800r/min情況下的起步，擁有較高的穩(wěn)定性，且與一般恒轉(zhuǎn)的形式相同。

2.2 急速起步試驗

考慮到司機的操作習慣不同，一些司機喜歡急速起步，即油門踩合力度較大，使汽車可以在短時內(nèi)進入工作。為了提升測試的準確性，在過程中添加了載量基準。而測試內(nèi)容主要為不同起步速度下的轉(zhuǎn)速。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，設置自動變速控制的汽車，無論物理起步速度壓力有多大，均維持在較低的水準。

2.3 換擋試驗

試驗內(nèi)容為嘗試不同擋起步，汽車進入到正常行駛的狀態(tài)后，再逐漸提升擋位。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，汽車換擋過程中，油門開度會同時縮小，直至換擋結(jié)束后，才恢復到正常的開度。換擋試驗的目的，在于汽車是否會在添加自動控制后，出現(xiàn)換擋及時的狀況。而經(jīng)過相對密集的測試結(jié)果表明，并未發(fā)生此類問題。

2.4 制動跳擋降擋試驗

速度變化能否實現(xiàn)準確的操控，關系到行車的安全。所以，需要將跳擋和降擋進行獨立測試。內(nèi)容包括，汽車在高速路段行駛過程中，司機將其控制在10擋位置持續(xù)行駛，之后根據(jù)需求控制制動踏板，將轉(zhuǎn)速降低到750r/min以下。此環(huán)節(jié)為自動操作，控制器會根據(jù)需求計算目標擋位。結(jié)合實際需求來看，目標檔位應降低到6。而最終也達成了的目標。另外，在測試中，系統(tǒng)較為平穩(wěn)的實現(xiàn)跳擋，并沒有出現(xiàn)熄火的情況。數(shù)據(jù)反饋報告也指出，離合器工作正常。

3 結(jié)論

本文主要對機械自動變速控制軟件進行研究，除了基本開發(fā)內(nèi)容闡述外，也進行了一定的試驗，以保障軟件可以有效運行。上述研究內(nèi)容中可以總結(jié)為：首先，開發(fā)過程中必須要實現(xiàn)穩(wěn)定性，所以除了搭建和重建相關系統(tǒng)外，還需要反復的試驗工作，以保證控制意圖在第一時間的實現(xiàn)；其次，需要確保離合器的穩(wěn)定性，由于是自動操作，而且本文試驗汽車不具備物理操作，故而其動作的正確性，將是考量軟件是否成功的重要標準；最后，開發(fā)結(jié)果表明，本文基于AMT變速系統(tǒng)的開發(fā)，在穩(wěn)定性、靈活性和準確性上，都達到了基本要求。

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作者簡介：王祺波（1993-），男，湖南邵陽人，本科，研究方向：機電一體化。