史洋 彭毅 劉天虎 王健 潘亞敏

摘? 要：東風(fēng)歐系輕客車型，仍一直采用傳統(tǒng)機(jī)械式變速箱總成，在技術(shù)先進(jìn)性上已開始落后于國際水平并逐漸落后國內(nèi)水平，為了提升產(chǎn)品競爭力，經(jīng)過企劃調(diào)研確認(rèn)啟動(dòng)開發(fā)符合東風(fēng)歐系車型的AMT控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋功能。

關(guān)鍵詞：歐系輕客車型;方案設(shè)計(jì);AMT控制系統(tǒng);控制策略

中圖分類號(hào)：T-19? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ? 文章編號(hào)：1005-2550（2018）06-0020-11

Design of AMT Control System for Dongfeng European light bus

SHI Yang1， PENG Yi2， LIU Tian-hu2， WANG Jian2， PAN Ya-min3

（ 1. Dongfeng Motor Corporation， Wuhan 430056， China; 2. Dongfeng Automobile Co.LTD， Wuhan 430056， China ; 3.Shanxi Guoli information technologyCO. LTD， Xi'an 710000， China ）

Abstract： Dongfeng European light bus， still has traditional mechanical transmission assembly， technology level has began to fall behind? international level and domestic level， in order to promote the competitiveness of the product， after project research， we start the development? of AMT control system in line with the Dongfeng model， realize automatic shift function.

從國內(nèi)汽車上牌數(shù)量的數(shù)據(jù)可以看出，手動(dòng)擋（MT）車型的市場占有率近年來持續(xù)下滑，已經(jīng)從2009年的53%下滑至2015年的44.6%，預(yù)計(jì)2020年中國自動(dòng)變速箱車型超過60%，需求量將達(dá)到2170萬臺(tái)[1]。東風(fēng)歐系輕客車型，自2012年上市以來，仍一直采用傳統(tǒng)機(jī)械式變速箱總成。競品車型已陸續(xù)推出搭載AMT系統(tǒng)的車型，市場用戶對(duì)搭載AMT系統(tǒng)車型需求旺盛，面對(duì)激烈的市場競爭，開發(fā)適合東風(fēng)歐系輕客車型的AMT控制系統(tǒng)迫在眉睫。

1? ? AMT系統(tǒng)工作原理

保持原有變速箱不變的前提下加載AMT控制系統(tǒng)，采用軍工相關(guān)技術(shù)，采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)車?yán)L制了行駛策略數(shù)學(xué)模型、伺服操控策略智能控制模型、 汽車行駛姿態(tài)管理實(shí)現(xiàn)以下十大功能：（1）自動(dòng)離合（2）自動(dòng)換擋（3）定速巡航（4）電子手動(dòng)擋（5）人車對(duì)話（6）坡道輔助（7）動(dòng)力模式S檔（8）操縱桿集成（9）自修復(fù)和自匹配功能（10）熄火自動(dòng)空擋。AMT控制系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

2? ? 東風(fēng)歐系輕客AMT控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

為滿足東風(fēng)歐系輕客空間布置要求，方案設(shè)計(jì)如下（見圖2，圖3）：

（1）采用操縱手柄和TCU集成的設(shè)計(jì)方案，布置在原手柄處;

（2）選換擋操縱機(jī)構(gòu)外掛在車架上，通過軟軸操縱變速箱總成;

2.1? ?性能目標(biāo)設(shè)定

開發(fā)過程中，充分考慮東風(fēng)歐系輕客整車性能要求，同步分析競品，具體完成以下數(shù)據(jù)分析：

（1）東風(fēng)歐系輕客整車數(shù)據(jù)采集（整車重量/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)/剎車信號(hào)/離合總泵推力/變速箱選換檔力等）;

（2）競品選換檔性能及離合性能數(shù)據(jù)測(cè)試;

（3）AMT系統(tǒng)設(shè)計(jì)行業(yè)共識(shí)（大數(shù)據(jù)累計(jì)）;

整車性能指標(biāo)規(guī)定如表4：

2.2? ?詳細(xì)方案設(shè)計(jì)

東風(fēng)歐系輕客AMT控制系統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)主要需完成硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)，其中硬件設(shè)計(jì)包括：選換擋手柄+TCU控制器、選換擋操作總成、離合控制總成及相關(guān)支架、管路等;軟件設(shè)計(jì)包括：TCU控制策略開發(fā)、TCU數(shù)據(jù)標(biāo)定及調(diào)試等;

2.2.1 硬件設(shè)計(jì)——選換擋手柄+TCU控制器（見圖5）

（1）TCU采用多核微處理器：在AMT的數(shù)據(jù)輸出控制、數(shù)據(jù)輸入采集中，可進(jìn)行相互復(fù)合，CPU間的相互監(jiān)督，更大程度提高設(shè)備的抗干擾能力，降低設(shè)備的誤觸發(fā)動(dòng)作，使AMT工作更可靠。

（2）車輛行駛姿態(tài)管理：引入三坐標(biāo)陀螺（加速度、俯仰角、左右轉(zhuǎn)彎）的軍工技術(shù)。

（3）伺服操控策略智能控制模型：實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)字智能控制（單步、多步、帶坐標(biāo)、帶力矩）。

（4）獨(dú)創(chuàng)的汽車行駛策略數(shù)學(xué)模型算法：基于不同工況的智能換檔策略。實(shí)現(xiàn)了在車輛運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，坡道、彎道及不同區(qū)域時(shí)換檔規(guī)律均應(yīng)有所不同，多變工況的識(shí)別與綜合判斷，提高了智能換檔控制的適應(yīng)性。

2.2.2 硬件設(shè)計(jì)——選換擋操作總成（見圖6）

（1）選換擋執(zhí)行電機(jī)選型為無刷直流控制電機(jī)：克服有刷電機(jī)的碳刷磨損，提高動(dòng)力和力矩傳遞可靠性;

（2）以精確坐標(biāo)和力矩組成數(shù)字的閉環(huán)控制：克服由于機(jī)械磨損、熱脹冷縮帶來的機(jī)械尺寸變化，大大提高換擋的可靠性;

（3）寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)：提高不同檔位同步器的換擋平順性;

2.2.3 硬件設(shè)計(jì)——離合控制總成（見圖7）

（2）換檔品質(zhì)影響因素

衡量換檔品質(zhì)的平順性和快捷性的指標(biāo)主要有沖擊度和換檔時(shí)間。

1）驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩的變化率。換檔過程中的驅(qū)動(dòng)力矩的變化是由發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩與離合器傳遞扭矩的變化共同決定的。由于換檔過程所需的時(shí)間很短，在換檔的瞬間車速和路面情況基本不變，阻力矩可認(rèn)為是不變的。顯然離合器輸出扭矩變動(dòng)越大，則換檔沖擊越大。

2）變速器速比的變化。換檔過程中，由于車速基本保持不變，變速器速比的變化造成的慣性能量引起傳動(dòng)系的沖擊。因此對(duì)驅(qū)動(dòng)力矩的控制是保證換檔過程車輛平順性的關(guān)鍵，驅(qū)動(dòng)力矩的控制則需要通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器的協(xié)調(diào)控制來實(shí)現(xiàn)。

1）變速器、離合器以及發(fā)動(dòng)機(jī)三者協(xié)調(diào)控制的時(shí)序。從換檔過程的分析可知，變速器、離合器以及發(fā)動(dòng)機(jī)三者協(xié)調(diào)控制的時(shí)序?qū)旖菪云鹬饕绊懽饔?。而離合器的分離接合動(dòng)作與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制之間的配合對(duì)換檔時(shí)間及動(dòng)力性的影響最大。理想的協(xié)調(diào)控制是在離合器分離的同時(shí)，減小油門開度，使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與離合器扭矩同步下降，如果油門開度減小動(dòng)作滯后，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高速空轉(zhuǎn)的轟響現(xiàn)象;反之如果油門動(dòng)作超前，會(huì)造成離合器未完全分離時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩提前下降，發(fā)動(dòng)機(jī)處于反拖工況使得車速下降。在離合器接合階段恢復(fù)油門開度，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩按一定速度回升，并保持在沖擊度允許的范圍內(nèi)，如果油門動(dòng)作超前，則會(huì)使離合器扭矩小于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，加劇離合器的滑摩;反之油門動(dòng)作滯后，離合器接合過早會(huì)產(chǎn)生扭矩振蕩，影響車輛平順性。為提高換檔過程的快捷性，變速器、離合器以及發(fā)動(dòng)機(jī)三者協(xié)調(diào)控制的時(shí)序應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，有些控制過程可重疊進(jìn)行，如在接近新檔時(shí)，即可進(jìn)行離合器空行程的控制，以減小整個(gè)換檔過程的時(shí)間。

2）電控單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)速度。電控單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度，直接影響換檔過程的快捷性。TCU設(shè)計(jì)應(yīng)從軟硬件兩個(gè)方面合理設(shè)計(jì)，提高響應(yīng)速度;此外，選擇合適執(zhí)行電機(jī)，其輸出扭矩和速度應(yīng)滿足系統(tǒng)要求;減速機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、速比選擇得當(dāng)，為提高響應(yīng)速度提供保障。

2.2.7 軟件設(shè)計(jì)——離合器智能控制策略說明

（1）離合器控制策略說明

離合器總體控制節(jié)奏為“快—慢—快”。結(jié)合以上分析繪制出最佳接合規(guī)律，見示意圖17。1段為無轉(zhuǎn)矩傳遞階段，2段為傳遞轉(zhuǎn)矩增長階段但未克服行駛阻力，3、4段為傳遞轉(zhuǎn)矩增長且已超過行駛阻力階段的加速度增大與緩增階段，5段為轉(zhuǎn)矩不再增長階段。由分析知：1、2、5階段應(yīng)盡快完成，其接合速度不大于離合器預(yù)先設(shè)定的最大接合速度（防止離合器接合過快）;離合器的滑摩功產(chǎn)生于2、3、4段，段3體現(xiàn)了離合器在第二階段的接合速度，它取決于駕駛員的起步意圖;段4為繼續(xù)接合時(shí)間，取決于接合點(diǎn)的位置和離合器主從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速差。

（2）離合器接合的影響因素及控制策略

離合器最佳接合規(guī)律在執(zhí)行過程中體現(xiàn)在離合器的接合量及接合速度兩個(gè)控制量上，確定離合器的接合規(guī)律就是確定離合器的接合量和接合速度。車輛正常行駛工況的改變一般是駕駛員操縱意圖的體現(xiàn)。車輛起步時(shí)，駕駛員對(duì)自動(dòng)變速車輛的操縱意圖體現(xiàn)在加速踏板的操縱，它也是對(duì)離合器控制時(shí)駕駛員意圖的體現(xiàn)，因此起步時(shí)加速踏板的踏入量作為系統(tǒng)輸入量。由前面分析知傳動(dòng)系的工作狀態(tài)對(duì)離合器的控制有直接的影響，因此還需確定與離合器接合過程密切相關(guān)的量：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器輸出軸轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)與輸出軸轉(zhuǎn)速差作為控制系統(tǒng)狀態(tài)變量，形成對(duì)離合器控制系統(tǒng)的反饋控制。離合器的接合量及接合速度是系統(tǒng)輸出量。

在起步控制過程中，加速踏板開度的大小直接反映了駕駛員的起步意圖，起步意圖通過離合器接合速度得以實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性，油門開度較小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速、低扭矩狀態(tài)，輸出功率較低，此時(shí)車輛若起步則起步速度低，當(dāng)踏板開度<10%時(shí)稱為小油門，車輛應(yīng)為慢起步（爬行）工況，這種情況主要追求的是車輛行駛速度的可控性，此時(shí)要求起步過程平穩(wěn)，允許有較大的滑摩功。中油門10%<～<75%時(shí)通常為正常起步，此時(shí)既要求起步過程平穩(wěn)，又要盡量減少滑摩功，正常起步工況離合器接合速度應(yīng)根據(jù)油門開度大小調(diào)整速度，開度大則接合快;大油門>75%為快起步工況，主要出現(xiàn)在駕駛員遇到緊急情況或沖擊障礙時(shí)，此時(shí)允許有較大的沖擊現(xiàn)象發(fā)生。需要說明的是，大、中、小油門的量化要根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)的特性而定。離合器接合速度示意圖見圖18：

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性，當(dāng)油門開度一定時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與其輸出扭矩及燃油消耗率之間存在一定函數(shù)關(guān)系?？刂齐x合器接合速度即控制發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化，保證不同油門開度下發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大扭矩轉(zhuǎn)速或最低燃油消耗率區(qū)域，不但可以充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)可有效地減小滑摩功，提高車輛起步性能。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩特性確定動(dòng)力性目標(biāo)轉(zhuǎn)速，根據(jù)油耗特性確定經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速ns與目標(biāo)轉(zhuǎn)速nm的差作為離合器接合速度的控制參數(shù)。控制策略如下：

1）當(dāng)ns-nm< 0時(shí)，說明接合速度過快，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷過大，此時(shí)應(yīng)停止接合;若ns<nsmin（nsmin為發(fā)動(dòng)機(jī)最低穩(wěn)定速度），應(yīng)立即分離離合器，防止熄火;

2）當(dāng)0 <ns-nm<Δs（Δs為轉(zhuǎn)速差允許值，根據(jù)具體車輛確定），此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速，離合器接合速度為零;

3）當(dāng)ns-nm>Δs離合器接合，若轉(zhuǎn)速差較大，則應(yīng)加快接合速度以增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，使其接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速工作，以防發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴。但離合器的接合速度應(yīng)不大于其預(yù)定的最大接合速度（經(jīng)驗(yàn)值）。

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，滑摩功增大，接合量應(yīng)相應(yīng)增加以防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高，離合器傳遞負(fù)載的接合操縱行程與空行程相比比較小，且力矩變化較大，為避免造成發(fā)動(dòng)熄火，離合器接合量不應(yīng)過大。將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為接合量的一重要確定量，給以較高的權(quán)重，特別是換擋時(shí)對(duì)離合器的控制。

中間軸轉(zhuǎn)速高低體現(xiàn)了車輛狀態(tài)（空載、半載、滿載）。中間軸轉(zhuǎn)速高時(shí)能夠調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)使發(fā)動(dòng)機(jī)與中間軸之間轉(zhuǎn)速差變小，在沖擊度大小允許的范圍內(nèi)，離合器的接合速度可以相應(yīng)增大，不至使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低，造成發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。另一方面可以縮短起車過程，減少離合器接合時(shí)的滑摩功，從而減少離合器磨損，將其作為離合器接合量補(bǔ)償作用。對(duì)于起步過程，中間軸轉(zhuǎn)速為零，則離合器工作在空行程或未克服阻力階段，離合器應(yīng)快速接合。中間軸轉(zhuǎn)速不斷增大，離合器接合速度應(yīng)降低，以減小沖擊度。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與中間軸的轉(zhuǎn)速差在較大時(shí)，離合器接合可能引起的沖擊和滑摩損耗都較大，應(yīng)適當(dāng)減小接合速度;轉(zhuǎn)速差小時(shí)，較快接合離合器也不會(huì)產(chǎn)生大的沖擊;當(dāng)轉(zhuǎn)速差為零時(shí)，離合器的接合速度對(duì)沖擊度沒有影響。所以將轉(zhuǎn)速差作為離合器接合過程的結(jié)束條件，當(dāng)轉(zhuǎn)速差小到一定程度，快速接合離合器，減少滑摩時(shí)間，使離合器迅速接合。

綜上所述，油門開度作為外控輸入量，控制形成離合器接合量的一個(gè)附加分量，依據(jù)油門大小形成的接合速度的控制示意圖實(shí)現(xiàn)起步階段快速起步和緩慢起步。此外接合量的形成與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與中間軸轉(zhuǎn)速有關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所確定的為主接合量。

參數(shù)選用控制策略：油門開度大小確定的離合器接合速度實(shí)現(xiàn)起步的快慢，中間軸轉(zhuǎn)速為零實(shí)現(xiàn)離合器第一階段的快速接合，中間軸轉(zhuǎn)速的提高，接合速度下降，形成慢速接合。最后的快速接合由離合器主、從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速差越小，接合速度越快。

（3）離合器模糊控制器設(shè)計(jì)

針對(duì)離合器接合過程的特點(diǎn)，根據(jù)所確定的控制參數(shù)，應(yīng)用模糊控制策略來完成對(duì)離合器精確控制的任務(wù)離合器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過控制電機(jī)端電壓極性和高低來控制離合器接合、分離及相應(yīng)的速度。決策層模糊控制器結(jié)構(gòu)圖，見圖19：

根據(jù)加速踏板位置和檔位傳動(dòng)比，識(shí)別駕駛員起步意圖。加速踏板位置的大小分為七檔（非常小，小，較小，中等，較大，大，較大），用（VS，S，LS，M，LB，B，VB）表示，其推理規(guī)則見表20：

根據(jù)加速踏板位置和檔位傳動(dòng)比，確定相應(yīng)的允許最大沖擊度，同時(shí)使離合器以最快速度完成滑摩階段，以減小滑摩功。在此約束條件下，確定初始發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ns、目標(biāo)值nm和轉(zhuǎn)速差Δs。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速推理規(guī)則見表21：

對(duì)于離合器接合進(jìn)行控制時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)沖擊度和滑磨功關(guān)系，由于駕駛員的意圖在車輛起步過程中非常重要，離合器控制系統(tǒng)應(yīng)能按照駕駛員的要求來決定離合器的接合方式，因此利用綜合沖擊度和滑磨功的關(guān)系，依據(jù)駕駛員的意圖控制離合器接合，完成車輛起步，以此作為離合器起步控制策略。將離合器接合過程分為三個(gè)階段控制，在不同階段采用不同的控制參數(shù)。

1）快速接合階段（t<tab）：由于此階段主要是消除離合器空行程和克服起步阻力，因此應(yīng)快速接合離合器。控制目標(biāo)是反映駕駛員的起步意圖及根據(jù)起步意圖確定可接受的最大沖擊度（即確定Δs目標(biāo)值），控制參數(shù)為ns。通過控制算法，將換算后的ns值直接作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓值，即ns值大則離合器接合速度快。這樣，離合器的接合速度可隨駕駛員的起步意圖而變化。

2）起步加速階段（tab～tb）：這是離合器接合控制的重點(diǎn)，此階段初期的控制目標(biāo)是使離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速平緩上升至某一設(shè)定值，以減小起步初期的沖擊，控制參數(shù)為離合器主從轉(zhuǎn)速差。根據(jù)第一階段確定的Δs目標(biāo)值，通過控制算法計(jì)算出離合器的接合速度，使Δs值始終不超過目標(biāo)值。為減小滑摩時(shí)間，使離合器主從轉(zhuǎn)速差以最快速度接近目標(biāo)值。

3）同步接合階段（t>tb）：因離合器主從動(dòng)盤已經(jīng)同步，因此快速接合離合器也不會(huì)引起沖擊，該階段應(yīng)盡快完成接合，以減小動(dòng)力中斷時(shí)間，完成離合器的整個(gè)接合過程。

4）接合速度調(diào)整模塊：離合器在接合過程中，為減小沖擊度和滑磨功，應(yīng)根據(jù)加速踏板位置和離合器主從轉(zhuǎn)速差，對(duì)離合器接合速度進(jìn)行調(diào)整，以改善離合器接合性能。

5）狀態(tài)識(shí)別模塊：狀態(tài)識(shí)別模塊起到協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器控制的作用。狀態(tài)識(shí)別模塊隨時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)離合器接合時(shí)間過長，或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力不足可能引起熄火時(shí)，狀態(tài)識(shí)別模塊通知協(xié)調(diào)器改變離合器接合速度和油門開度。

3? ? 東風(fēng)歐系輕客AMT智能手動(dòng)擋系統(tǒng)整車標(biāo)定及結(jié)論

3.1? ?AMT系統(tǒng)車型標(biāo)定

實(shí)車標(biāo)定通過山區(qū)、寒區(qū)、高原、城市等不同路況對(duì)AMT控制系統(tǒng)各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試性能包括選換擋升降檔時(shí)間，低溫啟動(dòng)，平地起步前行后退，剎車及停車，手動(dòng)模式與自動(dòng)模式切換，離合，大坡道起步，長距離大坡道下坡等評(píng)價(jià)項(xiàng)目（見圖22）?？偨Y(jié)了《輕客變速箱選換擋操縱性能特征值測(cè)量及推薦值》 、《汽車AMT控制系統(tǒng)標(biāo)定試驗(yàn)規(guī)程》。

AMT控制系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)論：

主觀評(píng)價(jià)：換擋柔和，有頓挫感但可以接受;

動(dòng)力性/經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)：動(dòng)力性與機(jī)械車型相當(dāng)，經(jīng)濟(jì)性提升2%;

城市路況/山區(qū)/高原/高寒標(biāo)定：均滿足試驗(yàn)評(píng)價(jià)要求見表23：

標(biāo)定后狀態(tài)與競品車型進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)對(duì)比評(píng)價(jià)：操縱性能相當(dāng);加速頓挫感較柔和;A狀態(tài)（經(jīng)濟(jì)模式）下?lián)Q擋時(shí)間較長;S狀態(tài)（動(dòng)力模式）下?lián)Q擋時(shí)間相當(dāng)。

3.2? ?AMT控制系統(tǒng)車型性能目標(biāo)確認(rèn)（見表24）

4? ? 東風(fēng)歐系輕客AMT控制系統(tǒng)下一代優(yōu)化方向

整車ECU和AMT系統(tǒng)TCU實(shí)現(xiàn)通訊互聯(lián)， 縮短換擋時(shí)間，提升系統(tǒng)性能。

4.1? ?東風(fēng)歐系輕客AMT控制系統(tǒng)換擋時(shí)間分析

圖25描述了AMT控制系統(tǒng)在一檔換二檔的換擋過程中離合、節(jié)氣門、換擋撥叉、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速的控制、變化過程。整個(gè)過程從T0時(shí)刻開始到T4時(shí)刻結(jié)束，大致劃分為t1-t4四個(gè)時(shí)間段，動(dòng)力缺失時(shí)間為t2+t3+t4。

t1時(shí)間段：換擋準(zhǔn)備階段。為保證換擋平順性，在此階段通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整到某一恒定值（車速為勻速）。此時(shí)離合尚未分離，換擋撥叉也未動(dòng)作，因此動(dòng)力依然保持，但駕駛員可感覺到油門的減小。此處大約耗時(shí)0.8秒（D模式）或0.2秒（S模式）。

t2時(shí)間段：離合分離和換擋階段。此時(shí)，離合開始分離，待完全分離后，換擋撥叉開始動(dòng)作，直到到達(dá)目標(biāo)位置，完成換擋動(dòng)作。此階段為主要的動(dòng)力缺失時(shí)間。

t3時(shí)間段：離合貼合準(zhǔn)備階段。為保證換擋后的車速平穩(wěn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需在此階段調(diào)整到與當(dāng)前車速匹配的位置，這樣貼合離合時(shí)才不會(huì)產(chǎn)生大的闖動(dòng)（頓挫）。如果存在差速，則需要靠離合的慢速貼合滑磨來使其同步。

t4時(shí)間段：離合完全貼合與節(jié)氣門恢復(fù)階段。此階段根據(jù)前一階段調(diào)整后轉(zhuǎn)速與車速的匹配情況，調(diào)整節(jié)氣門開度模擬發(fā)動(dòng)機(jī)增加扭矩，進(jìn)行離合的深度完全緩貼合，做到車輛平順換擋。此后恢復(fù)節(jié)氣門為油門踏板值，整車動(dòng)力恢復(fù)，換擋過程完成。

4.2? ?ECU關(guān)于扭矩和轉(zhuǎn)速控制協(xié)議開放后，對(duì)換擋性能的影響分析

（1）如果TCU申請(qǐng)ECU具備發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制功能，則t1時(shí)間段可大幅度縮短，并且調(diào)速更為精準(zhǔn)，從而使得車輛換擋實(shí)時(shí)及平順性和駕乘感受得到大幅度提高。

（2）如果TCU申請(qǐng)ECU具備扭矩控制功能，在離合分離的同時(shí)將扭矩減小，則可以考慮同時(shí)開始抽出換擋撥叉的動(dòng)作，從而使得t2時(shí)間段的長度也得以縮短，減小動(dòng)力缺失時(shí)間。

（3）如果TCU申請(qǐng)ECU利用轉(zhuǎn)速控制和扭矩控制功能，在t3時(shí)間段，將發(fā)動(dòng)機(jī)迅速降到匹配轉(zhuǎn)速，同時(shí)配合以扭矩的減小，可以快速完成離合貼合準(zhǔn)備，使t3時(shí)間縮短。

（4）如果TCU申請(qǐng)ECU準(zhǔn)確增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，進(jìn)入離合深度貼合時(shí)， t4時(shí)間離合深度貼合可快速完成。此后AMT恢復(fù)節(jié)氣門為油門踏板值，恢復(fù)整車動(dòng)力，換擋過程完成。

綜上所述，如果TCU申請(qǐng)ECU具備轉(zhuǎn)速控制和扭矩控制功能，則在換擋過程的4個(gè)時(shí)間段中均可縮短時(shí)間，提高調(diào)整精準(zhǔn)度，使得換擋時(shí)間和動(dòng)力缺失時(shí)間縮短，從而使整體換擋性能及駕乘舒適性得到較大幅度的提升。

5? ? 東風(fēng)歐系輕客AMT控制系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)

5.1? ?基于三向陀螺儀的坡道識(shí)別策略

優(yōu)化濾波坡道算法實(shí)現(xiàn)用三向陀螺儀取代坡道傳感器的功能，濾波坡道算法能對(duì)車速信號(hào)進(jìn)行濾波，差分，去除多余雜波信號(hào)，獲得實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的汽車縱向加速度信號(hào)。根據(jù)通過信號(hào)比對(duì)，計(jì)算出汽車當(dāng)前行駛坡道信號(hào)。

5.2? ?實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的離合功能功能

離合執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用高精度無刷直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)量0.1mm。較傳統(tǒng)步進(jìn)量2～5mm的電機(jī)，執(zhí)行控制精準(zhǔn)度提升。整車離合控制點(diǎn)更精確，離合時(shí)間更短;離合控制系統(tǒng)采用數(shù)字化控制，避免了模擬控制中產(chǎn)生的偏差。

5.3? ?基于手機(jī)APP的AMT實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

將AMT數(shù)據(jù)監(jiān)控及采集系統(tǒng)從電腦平臺(tái)移植至手機(jī)APP，通過手機(jī)藍(lán)牙實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及采集數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)選換擋時(shí)間及行程，油門開度、離合時(shí)間及行程、當(dāng)前檔位等信息，需專人采集，在緊急故障時(shí)可即時(shí)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分析工作，節(jié)省時(shí)間。

5.4? ?多模式的自動(dòng)換檔功能

AMT控制系統(tǒng)具有自動(dòng)換檔功能和手動(dòng)換檔功能（見圖26）

同時(shí)自動(dòng)換檔功能有具備經(jīng)濟(jì)換擋模式和動(dòng)力換擋模式。充分滿足不同工況下的操縱要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]新思界產(chǎn)業(yè)研究院.2017-2021年自動(dòng)變速器行業(yè)市場現(xiàn)狀及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告[J].北京新思界國際信息咨詢有限公司，2017.