自动变速器智能控制技术

白凤娇 王晓玉

【摘 要】随着汽车行业的不断发展，电子控制的自动变速器技术逐渐成熟起来，广泛应用在汽车变速器的制造中，微电脑的使用除了可以增加变速器的使用年限之外，还能使驾驶员能够用更加简便的操作获得更加优质的乘坐体验，增加驾驶员的舒适感，在保证汽车基础驾驶性能的条件下还能够降低汽车燃料的使用量，从而达到环境保护的目的，这诸多的优点使得电子智能控制的变速器得到迅速推广，促使汽车行业焕发新的生机与活力，在未来的发展道路上走得更加长远。

【关键词】电控机械 自动变速器 智能控制技术

1、自动变速器分类以及特点

1.1液力机械式自动变速器

液力机械式自动变速器具有较为复杂的结构，并且对于不同型号的变速器来说具有不同的局部结构。液力机械式自动变速器主要由液力变矩器、行星齿轮变速器、液压操纵机构以及控制系统组成的。液力变矩器是液力机械式自动变速器的主要部分，它主要是由叶轮、涡轮以及导轮组成的。液力变矩器不仅起离合器的作用，而且还具有无级连续变速以及变矩的能力。在外部负载的时候，液力机械式自动变速器具有良好的自动调节以及适应能力。除此之外，液力机械式自动变速器不仅能够将车辆起步的转矩增大，而且能够使得车辆的起步性能得到提高。目前，液力机械式自动变速器主要应用在小型车辆中。

1.2无级自动变速器

从理论上来讲，无级自动变速器可以保证车辆在较为理想的经济区域内工作，从而使得汽车的驱动力以及车速能够达到平稳。按照动力传递的形式来划分，无级变速器能够分为电动式无级变速器、流体式无级变速器以及机械式无级变速器。从结构上来分析无级变速器，它真正的实现了速比的连续无级变化，并且使得发动机与传动系统达到最佳匹配。然而无级变速器主要是依靠传动带的挤压而产生一定的摩擦力，进而能够传递动力。目前，无级自动变速器主要应用在排量在1L到2.5L左右的轿车以及轻型汽车上。

1.3电控机械自动变速器

电控机械自动变速器主要是在原有的手动机械变速器的基础上，通过加装电控装置从而能够完成变速器换挡的控制。在电控单元中主要通过执行单元控制发动机节气门开度、变速器选、换挡以及离合器的结合起来，并且按照路况的相关信息以及驾驶员的行驶意图来完成换挡的操作，這样不仅能够将驾驶员的劳动强度减轻，而且能够提高车辆行驶的安全性。电控机械自动变速器具有简单的机械传动结构、生产继承性好以及投入费用较低的优点，因此能够得到生产厂家的支持。目前，车辆中所采用的电控机械自动变速器主要有3种形式，即：电控液压、电控气动以及直流电机操作的形式。一般情况下，根据车辆自身来决定电控机械自动变速器的形式。

1.4双离合器式自动变速器

双离合器式自动变速器主要将液力机械式自动变速器和电控机械式自动变速器的优点综合起来，因此双离合器式自动变速器是一种新型的自动变速器装置。在双离合器式自动变速器中，将变速器的挡位按照奇数和偶数分布在与两个离合器连接的输入轴上。在双离合器式自动变速器中，通过使用扭转减振器来吸收扭转运动中的振动。然而在设计扭转减振器的过程中，主要应用了双质量飞轮的设计原理，第一质量是由发动机飞轮组成，而第二质量主要是由湿式离合器构成的。与电控机械自动变速器相比较，双离合器式自动变速器结构复杂，成本较高并且要改变整个变速器结构，所以该配备没有得到广泛的使用。

2、自动变速器的电子智能控制系统控制技术

自动变速器ECU具有换挡控制、锁止离合器控制锁、换挡平顺控制、故障诊断、失效保护等功能。

2.1换挡控制。汽车在特定工况下都会有一个相对应的最佳换挡时刻，这样汽车会发挥最佳的动力性和经济性。汽车在行驶过程中，电子控制单元会根据模式选择开关信号、车速信号、节气门的开度信号等参数来打开或关闭换挡电磁阀，继而打开或关闭通往离合器、制动器的油路，使变速器升档或降挡。

2.2换档平顺性控制。自动变速器改善换挡平顺性的方法有换挡油压控制。减小转矩控制和N-D换挡控制。

自动变速器在升档和降档的瞬间，ECU通过电磁阀会降低主油压，这样减少了换挡的冲击，使换挡平顺。在换挡的瞬间，还可以减小发动机输出转矩，来减少输出轴的转矩波动。如果由P挡（N挡）转为D挡（R挡），或相反动作时，自动变速器通过调整喷油量，把发动机转速的变化减少到最小限度，以改善换挡。

2.3锁止离合器的控制。锁止离合器TCC可以将发动机与机械变速器连接起来，这样可以提高传动效率和燃油经济性。各种行驶模式下锁止离合器的工作方式编程存入到自动变速器的存储器中，根据输入信号，来控制锁止离合器电磁阀的通断电，继而控制了锁止离合器的工作。除了以上控制外，电控自动变速器ECU具有自诊断系统，可以监控各传感器等；当自动变速器出现故障时，ECU还具有实效保护功能。

3、自动变速器智能控制研究

3.1智能控制系统的特点

在电控机械自动变速器控制系统中，容易受到控制对象非线性以及时变特性的影响，从而不能够实现对电控机械自动变速器的控制。

从控制理论来讲，智能控制处于一个高级阶段，它主要是解决传统控制方法难以解决的复杂问题。智能控制主要是指以知识表示的非数字广义模型和以数字模型表示的混合控制过程。智能控制具有以下几个特点：能够模拟人类感知环境、模拟人类学习和适应环境的变化、逻辑思维、推理以及记忆联想。智能控制的特点使得它能够适用于不确定性模型复杂的控制系统中。在控制的过程中，以当前偏差以及偏差变化率的大小和方向为基础，不断改善控制系统的性能。

3.2智能控制体系的基本结构

智能控制系统主要分为智能控制器以及外部环境这两大部分。智能控制器主要是由智能信息识别与处理模块、数据库、控制决策、知识库以及认知学习等相关部分组成。近几年，在研究车辆控制系统的过程中，智能控制成为主要的方法。目前，智能控制方法的种类是多种多样的，主要有模糊控制、神经网络控制以及遗传算法等控制方法。然而每一种控制方法从某一个方面去模拟人在控制过程中的智能行为，并且每一种控制方法都具有各自的特点，并且也存在一些缺点。在实际应用的过程中，要从被控对象的特点、控制目的以及要求来出来，选择合适的智能控制方法。

3.3自动变速器的智能控制

模糊控制主要是模拟人类处理一些不确定的对象的时候而采用的不精确的定性方法的一种技术。模糊控制主要是研究人的控制行为以及功能。模糊控制并不需要有准确的控制对象模型从而能够实现人的某些智能。模糊控制系统主要采用数值的方法来表达结构性的知识，促进电控机械自动变速器的发展。模糊控制方法不仅适用于简单的控制对象，而且使用于复杂的被控过程。由于模糊具有较强的推理性以及较强的适应性，并且方便计算机的控制，所以在电控机械自动变速器中使用模糊控制方法具有一定的可行性。

4、结束语

通过对自动变速器及电子控制系统结构和工作原理的介绍，分析了自动变速器电子控制系统的控制内容，希望驾驶自动变速器的车主朋友能根据需要通过自动变速器控制的内容实现最佳的换挡平顺及获得更好的燃油经济性。在智能控制系统中，模糊控制是一种形式，模糊控制技术能够促使电控机械自动变速器的不断发展。

参考文献：

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（作者单位：长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司）