AMT机械式自动变速器介绍

AMT机械自动变速器车辆的自动变速箱可使驾驶员在不切断动力的情况下自动换档。

自1930年代以来，世界汽车生产国一直不遗余力地对此进行讨论，并提出了许多计划。

其中，水力机械主动变速箱（Automatic Transmission，缩写为AT）是基于其获胜它的动态性能，乘坐舒适性和易操作性在汽车行业中占有非常重要的地位。

但是，与手动机械变速器相比，其结构复杂，对生产精度的要求和成本较高，且传动效率较低。

鉴于AT的缺陷，人们开始尝试应用现代微型计算机技术使机械传动装置实现自动化，从而导致了电子控制机械传动装置（自动机械传动装置，AMT）的发展。

1970年代中期，德国跑车公司采用了一种由电子控制的半自动操作方法来实现变速。

这是第一代AMT。

该产品无法实现完全自动化，即驾驶员在换档时仍需踩下离合器踏板，电子设备在最佳换挡时间提醒驾驶员，但具有传动效率高，成本低的优点。

，并且易于生产。

从那时起，它已成为自动变速器发展的主要方向。

1984年，日本五十铃公司生产了世界上第一台全自动电控机械自动变速器NAVI-5。

到1980年代末，全自动AMT进入了适用阶段。

从1990年代开始，在美国和德国生产的重型车辆开始使用AMT来进一步改善在复杂多变的条件下工作的车辆的换挡质量和起步性能。

1.电控机械自动变速器电控机械式自动变速器基于传统的固定轴变速箱。

变速箱的选择，换挡，离合器和相应的发动机机油供应控制均由以微处理器为核心的控制器完成并实现。

它的基本功能是：一是根据当前的汽车运行状况，道路状况和驾驶员的意图自动确定变速箱的最佳档位，即档位决定功能；另一种是自动控制发动机，变速箱和离合器来完成换档过程，即换档和启动的自动控制功能。

随着AMT的发展，人们引入了各种最新的监视和控制技术，以改善自动变速器的性能，使档位决定和变速控制适应道路环境，用户特征和用户意图。

AMT在离合器控制和档位决策中使用模棱两可的逻辑，模拟熟练驾驶车辆的驾驶员的相应操作，以改善起步，换挡，离合器控制特性和档位选择的适应性。

神经网络方法也被引入到AMT的齿轮选择和控制中，以获得更多的道路特征信息，并提高AMT对道路的适应性。

AMT 控制系统与发动机控制系统集成在一起，以增加信息共享，协调控制功能，并实现网络化的车辆控制系统。

AMT的性能和智能水平主要取决于AMT中的控制系统。

控制系统通过电子控制单元（ECU）处理传感器收集的信号，并向相应的执行器发出指令以完成一系列操作。

二，三种电控机械式自动变速器的优缺点电控气动机械式自动变速器电控液压AMT变速系统的优点是：工作稳定，操作简单，易于实现安全维护，具有一定的吸收振动和冲击的能力，良好的起步换档质量和方便的空间布置；故障是：结构复杂，包括液压油箱，油泵和驱动马达，电磁换向阀（6-10），带有更复杂油路的集成阀块，驱动油缸，连接油管等。

不仅成本高，而且带来一些控制上的困难。

例如，液压系统的变速箱油的特性受温度的影响，带泵的电动机的工作会干扰计算机（ECU），并且当换档停止时，活塞会碰到气缸。

这些问题可以通过使用油温传感器，系统中的压力传感器，混合控制和自适应控制等控制方法来解决，但结果是控制更为复杂且成本较高。

而且，由于零件数量大，安装和保护更加困难，并且故障点增加。

降低工作的可靠性。

电控电动AMT换档系统的特点是：结构相对简单，重量轻，并且由于易于控制，精度更高的电动机直接替代了液压执行器，因此系统动作减少，控制方法也得到改善。

简单。

问题在于，运动部件需要在两个方向上运动以实现选择和变速动作。

因此，为了解决运动部件的干扰问题，移位时间相对较长。

另外，需要复杂且高精度的凸轮机构。

小功率低压直流电动机的调速是困难的，并且难以确保较高的起动和换挡质量。

它具有很高的速度，需要复杂的减速器。

现有汽车中使用的直流电动机和蜗轮蜗杆减速器类型较少。

为了提高分离时离合器的驱动力，必须安装结构复杂的机械助力器。

这些不仅增加了成本，而且使安装和调整复杂化。

电控气动AMT变速系统主要用于大型乘用车或带有气动系统的重型车辆。

重型卡车的气源丰富。

基本上，可以简单地修改原始的手动变速，以实现主动变速。

而且结构简单，安装调试方便，工作稳定可靠，启动换档性能好。

但是，目前采用这种系统的换档设备结构比较复杂，换档质量不高，换档时间稍长，这种情况的优点还没有得到充分体现，影响了其正常使用。

三，电控液压机械自动变速器控制系统的组成AMT基于驾驶员的意图（节气门打开和选择开关）和车辆的运动状态（发动机转速，输入轴转速，车辆速度和档位），并基于驾驶方法（排挡时间表，离合器接合定律），借助相应的执行器（油门执行器，离合器执行器和变速执行器），车辆（发动机，离合器和变速器）将自动受到控制。

AMT控制系统包括以下四个部分：一种。

受控对象包括发动机，离合器和变速器；b。

执行机构包括步进电动机，电磁阀（普通电磁阀和高速电磁阀）和液压缸（离合器作用缸以及选档和换挡缸）等；C。

传感器包括速度传感器（电动机速度传感器，输入轴速度传感器，车辆速度传感器），节气门开度传感器和齿轮传感器等；d。

电子控制单元（ECU）包括CPU，ROM和I / O接口等。

AMT的执行器由选档和变速执行器，离合器执行器和节气门执行器组成。

节气门致动器通常使用步进电机或磁电机来驱动节气门。

有两种类型的执行器可供选择：换档和离合器：气动和液压，太阳能热水器和液压控制系统现在更常用。

四，电控机械自动变速器控制系统的容错方法当重型车辆经常在恶劣的条件下工作时，AMT通常会受到一个或另一个的干扰。

AMT控制系统中的ECU，传感器和执行机构将不可避免地发生故障。

如果某个组件发生故障，车辆的性能将急剧下降，甚至有必要立即停车，这对汽车的整体性能和维护工作的进展非常不利。

为了提高AMT系统的可靠性和安全性，应在车载诊断系统中加强容错控制功能，即当某些组件出现故障时，可以用部分或全部替换其功能。

系统中的其他组件，这样系统就可以继续坚持指定的性能或不失去最基本的功效。

对于不同的故障，AMT控制系统采用相应的容错方法。

重要的包括以下子系统：①ECU容错系统；②选档和变速机构的容错系统；③节气门控制机构的容错系统；④各种速度传感器的容错能力；⑤离合器控制机构的容错能力。

1. ECU容错系统与传感器和执行器相比，ECU具有更高的可靠性，但是一旦发生故障，结果将更加严重，从而使所有系统瘫痪并失控。

AMT控制系统ECU的容错方法如下：一种。

采用主从结构，当主站发生故障时，可以自动切换到从站进行控制，提高了ECU的可靠性；b。

双引擎结构用于分开控制引擎，离合器和变速箱，以提高性能并简化编程，同时减少工作量并延长使用寿命；C。

采用机械应急系统。

一旦ECU发生故障，便会激活机械应急系统并恢复手动控制，以便可以将车辆驶回车库进行自我检查，或送至维修站进行检查。

2.选档和换挡机构的容错系统如果档位传感器发生故障，则执行档位选择和变速的开环控制，并且显示的档位信号由档位选择和变速电磁阀的驱动信号确定。

对于选择电磁阀和变速电磁阀，有以下两种情况：如果您不在前进位置，则应确保可以继续以低速行驶。

此时，您需要经济且充满活力； b。

如果无法降到低档和空档，则应确保可以控制油门并将其行驶到目标位置。

3.节气门控制机构的容错系统对于油门踏板传感器和油门传感器，如果系统能够诊断出故障的大小，则可以采用动态补偿技术修改故障信号，不影响控制效果；如果系统只能定性地诊断是否存在故障，则玻璃瓶不能进行动态补偿。

此时，只能执行简单的开环控制，并且发动机型号识别无效。

对于步进电机，如果在中速或低速油门下出现故障，则将其置于第一档，然后缓慢驱动至目标位置，玻璃瓶工厂并安全停止；如果在高油门时失败，则将其置于第一档并驱动。

到达路边并安全停车。

4.每个速度传感器的容错能力每个速度传感器的功能都不同。

发动机转速传感器主要用于启动和换挡期间的离合器接合控制；中间轴速度传感器用于检测离合器接合点和确定齿轮分离。

车速传感器用于检测车辆的活动并确定换档时间。

如果传感器出现故障，系统可以根据诊断结果动态补偿。

在这种情况下，各种控制性能都不会受到影响；如果系统无法对传感器执行状态补偿，则应采用下拉方法：一种。

当发动机转速传感器发生故障时，离合器将开始作为恒速接合控制进行控制，发动机控制等级将降低。

此时，发动机型号识别无效；b。

当中间轴速度传感器出现故障时，减少离合器启动控制，离合器换档控制和变速箱换档同步控制功能；C。

当车速传感器发生故障时，变速档同步控制功能将降低，并且车型识别将无效。

5.离合器控制机构的容错能力离合器的控制是机械主动变速器的难点。

在选择高质量组件和执行高级控制时，可以使用容错方法和伺服减速器来克服控制性能。

使用时间和关键部件故障的影响相应的更换方法用于提高离合器控制的适应性和可靠性。

离合器控制机构的容错主要包括两个方面：用于离合器接合的电磁阀的容错和离合器行程传感器的实时校准。

由于电源电压不稳定，磨损和振动的影响，离合器行程传感器的参考值经常变化，从而影响控制性能。

采用实时校准，即每次分离和接合完成时记录相应的传感器校准值。

实现动态校准。

如果离合器电磁阀出现故障，则保持当前档位，以尽可能低的油门开到目标位置，然后安全停止。

5.电控机电自动变速器LC5T97汽车变速箱具有5个前进档和1个倒档。

前进档装备有锁环同步器。

它具有结构紧凑，重量轻，机动性强的特点，其齿轮分配为1-3-5，R-2-4。

选择了两个步进电机来直接驱动换挡拨叉轴的操作，并且位置传感器为用于实时检测齿轮位置并将其反馈给ECU。

ECU调用换挡程序以控制电动机的运行，以实现自动换挡功能。

AMT变速箱的电子控制执行器的设计包括对传统变速箱的修改和电动机驱动电路的设计。

1.变速箱的改装根据LC5T97型变速箱的技术参数，请参考拨叉的扭矩要求。

选择57BYGB型选档步进电机X和变速步进电机Y，电机输出轴通过蜗轮减速并作用在变速叉轴上。

位置传感器使用1,024个角度位置磁性编码器（步长为0.35度），每360度提供10位分辨率，并通过金属压板固定在拨叉轴上。

修改后，变速箱中的每个齿轮都精确地对应于一个状态码类别，该类别为软件提供了用于编写换档程序的电动机位置参数，如图1所示。

编码器输出比例如下：（1）X马达编码器输出范围在中性位置X0±5；一档，三档和五档的编码器输出范围为X1±5；倒档，第二和第四档位置X2±5的编码器输出范围；（2）Y马达编码器输出刻度在中立位置y0±5；1.倒档位置的编码器输出比例为yl±5；第四档和第五档的编码器输出范围为y2±5；并据此计算每个齿轮之间的步进差。