1、AMT-电控机械式自动变速箱电控机械式自动变速箱 Automated Mechanical Transmission，简称 AMT。 它是在传统 的手动齿轮式变速器基 础上改进而来的。它是揉合了 AT 和 MT（手 动）两者优点的机电液一体化自动变速器。从世界范围来看，它是自动变速的一个重要发展方向。 AMT 既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手 动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。它揉合了二者优点，是非常适合我国国情的机电液一体化自动变速器。它是在现生产的机械变速器上进行改造的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手动操作系统的换档杆部分，生产继承性好，改造
2、的投入费用少，非常容易被生产厂家接受。它的缺点是非动力换档，这可以通过电控软件方面来得到一定弥补。在几种自动变速器中，AMT 的性价比最高。AMT 可分为半自动与全自动变 速器。 AMT 用先进的电子技术改造传统的手动变速器,不仅保留了原齿轮变速器效率高,低成本的长处,而且还具备了液力自动变速器采用自动换档所带来的全部优点。它以特有的经济、方便、安全、舒适性而备受所有驾驶者的欢迎,成为各国开发的热点。驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子控制单元（ECU）传递控制信号；电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；电子控制单元（ECU）根据这些信号按存储于其中的最佳程
3、序，最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，对发动机供油、离合器的分离与结合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配。从而获得优良的燃油经济性与动力性能以及平稳起步与迅 速换档的能力，以达到驾驶员所期望的结果。 AMT 电控系统由三部分组成： 1、执行机构：包括电动机（步进电动机和直流电动机）、电磁阀（普通电磁阀和高速电磁阀）、液压缸（离合器动缸和选、换档油缸）等；2、传感器：包括速度传感器 (发动机转速传感器、输入轴转速传感器、车速 传感器)、油门开度传感器、档位 传感器等； 3、电控单元（ECU）：包括 CPU、ROM、RAM、I/ O 接口等。 AMT 换档规律的制
4、定： 换档规律是以相邻两档在换档过程中各油门下加速度与车速关系，牵引力与 车速关系，以及油耗与车速关系为基础确定的。动力性最佳换档规律是在同一油门下相邻两档的牵引力曲线的交点速度确定的，即这 个油门位置时，在原档位行驶速度达到这个值时就要换档，这样保证牵引力最大。经济性最佳换档规律是相邻两档不同油门时油耗曲线相交点作为换档求出的换档规律。这样保证在油耗小的档位上行驶。 离合器接合规律的制定： 机械式自动变速器是在原来手动变速器和干式离合器基础上实现自动化的,并取消了离合器踏板，而离合器工作工况众多,且与发动机油门及换档需要协调配合,自动控制系统对它有很高而复杂的要求。解决了它才能保证汽车起步和
5、换档过程的品质,减少传动系统零部件的冲击,提高其使用寿命与乘坐舒适性。根据离合器影响因素,建立离合器接合规律的模型,并通过模糊评判方法实现最优控制。 AMT 的控制技术： 依据换档规律和离合器接合规律,对选、换档、离合器和油门进行协调控制,按司机的意图完成起步和换档。在 AMT 的控制中, 选、换档控制方法有开环控制、闭环控制、模糊控制等；离合器的接合控制采用的方法有开环控制、PID 控制、模糊控制等。模糊控制有比较好的效果。 AMT 的可靠性技术： 在 AMT 的工作过程中,由于受到干扰,AMT 电控系统中的 ECU、传感器和执行机构难免会发生故障。适当的抗干扰措施可以在一定程度上减少故障的
6、发生 ,但故障并不能避免。如果电控系统的部件一旦发生故障,汽车的性能就急剧下降,甚至需要立即停车,这对于汽车整体性能的发挥和维修工作的进行是非常不利的。为提高 AMT 系统的可靠性和安全性,在 AMT 随车诊断系统中应 增强诊断和容错控制功能。即当有些部件失效时,能及时作出诊断,且故障部分在系统中的功能可用系统中的其它部件完全或部分代替,使系统能继续保持规定的性能或不丧失最基本的功能,或进一步实现故障系统的性能最优,使汽车返回维修点后再维修。 AMT 的分类： 为了提高 AMT 车辆的性能，改善其选换档操 纵控制是一个很重要的方面。目前，按照执行机构动力源的不同，AMT 的选换档系统可分为电控
7、气动，电控液动和电控电动（全电式）三种类型。 1、电控气动 AMT 电控气动选换档系统对于一般车辆，由于没有气动装置，一般不采用，只有在大型或重型车辆等特殊场合使用。 2、电控液动 AMT 电控液动选换档系统具有能容量大、操作简便、易于实现安全保护、具有一定的吸振与吸收冲击的能力以及便于空间布置等优点。但是在利用高速开关阀控制离合器的系统中，其主要的缺点就是温度的变化使离合器的执行机构中液压油的粘度发生变化，因而使离合器回油管路压力损失发生变化。温度降低，阀出口压力增大，回油量减小，离合器的结合速度较慢，导致在汽车刚开始起步时加速度较小。而且温度降低到一定的程度之后，液压油的流动性能大大降低。
8、另外由于受到温度的影响，该系统在北方寒冷地带的使用有一定的限制。其次，液压元件对加工的精度要求非常高，特别是高速电磁阀的加工，因而一般的厂家难以加工，所以电磁阀的造价就非常高。 3、电控电动 AMT 将自动变速控制系统中要直接控制的对象：油门、离合器以及选换档装置的动作采取电动机带动的方式。相对于电控液动 AMT 而言，电控电动 AMT 在以下几个方面具有进一步的 优势：取消了液压系统，从而使整个控制系统的结构更加简单，重量更轻。由于直接采用易于控制、精度更高的电动机取代液压执行元件，减少了液压元件动作的误差，使得系统的控制方法上更简单，控制的精度进一步提高，反应动作更加准确。在原有的电控液动
9、的基础上，只须对软件和硬件以及控制方法上作少许的改动就能对电控电动 AMT 系统进行控制。在 电控电动 AMT 中的执行电动机的特点是：可控性好、精度高、反 应快、可靠性强、并且对环境的适应性好。 下面详细说一下电控电动 AMT 系统。 电控电动 AMT 主要是电控离合器、电控发动 机和电控选换档三大部分。电 子控制单元（ECU）根据车辆行驶工况（车速、加速度、档位）和驾驶员的驾驶意图（加速踏板、换档控制杆）按照设定的换档规律，选择合适的档位和换档时机，控制换档执行机构模拟熟练驾驶员的换档动作（包括对离合器、变速箱和发动机的联合控制）进行选档和换档。当然，全电式 AMT 的这些动作是靠电动机的
10、旋 转而实现的。 换档系统的能源是整个控制系统各机构的动力源。三种形式的选换档系统都需要控制电路所需的直流电流，但执行机构的动力源不同。全电式选换档系统采用电动机（直流电动机、步进电动机）作为动力源；对于电控液动式，它主要包括液压泵和调压阀；对于电控气动式，它主要包括空压机和高压储气筒。 一个自动换档系统的自调性能很重要，但还必须同时配有相适应的它调系统，才称得上是最理想的控制系统。这里的它调是为驾驶员提供干预自动换档系统的可能性。换档范围选择的作用是限制自动换档的排档范围。三种选换档形式的 AMT 均可使用旋 钮或控制杆作为档位指示器。 自动换档是按控制参数的变化才实现换档的，故必须有反映该
11、参数的信号发生系统。 车辆的控制参数有三类：单参数多为车速；两参数多为车速和发动机油门开度；三参数为车速、发动机油门开度和加速度。目前，常用的是两参数控制，动态三参数控制是最理想的控制。一般，测车速用 电磁转速传感器，油门开度用油门电位器测量。测加速度用加速度传感器。 换档控制器接受换档范围与换档规律选择机构和控制参数信号发生器传来的信号，进行比较和处理，并按照预定的换档规律选择档位和换档时刻，同时发出相应的换档指令给换档执行机构进行选换档，是系统的核心部分，在全电式 AMT 中主要是 电子控制单元 ECU 和电动机的驱动电路。 换档执行机构接受换档控制器的指令，完成变速器中档位的变换。包括选
12、档和换档两部分。对电控液动系统，执行机构主要是液压阀；对电控电动系统，执行机构包括减速机构和连接机构。 换档品质控制机构的作用是控制换档过程平稳、无冲击，防止产生大的动载荷。对电控液动系统通常是在油路上增加蓄能器、缓冲阀、定时阀 、执行力调节阀等，或采用 单相离合器代替摩擦元件；对电控电动系统主要是增加档位传感器检测换档行程，由 ECU 控制选换档动作，从而减少同步器超越和换档冲击，提高换档品质。全电式 AMT 和电控气动、电控液动相比，具有价格低、结构简单、性能价格比高、生 产继承性好等优点；其硬件开发与软件研制对各种车型汽车都适合。我国不仅有自主知识产权，而且在“ 动态三参数最佳换档规律”
13、、 “动态闭环控制技术” 、“自适应控制技术”、 “模糊控制技术”等自动变 速理论 方面在排在世界前列。从世界范围来看，它是自动变速的一个重要发展方向。全电式AMT 适合我国的国情。 “八.五”期间,“ 电控机械式自动变速箱”被列为国家火炬预备计划,“九 .五” 期间,它的研究、开 发和产品化被列为国家“九.五”科技攻关项目。电控机械式自动变速箱（AMT- Automated Mechanical Transmission）是在现有汽车的手动机械式变速箱上进行改造，保留了绝大部分原机械总成部件，通过改装其中手动操纵系统的换档杆以及离合器控制部分，由变速箱控制单元-TCU（Transmissio
14、n Control Unit）替代了驾驶员来完成换档工作，减轻了驾驶员的驾驶压力。 SmartAMT，全称 Smart Automated Mechanical Transmission，是一种面向奇瑞QQEZDriver 车型的自动变速箱开发的电控机械式自动变速箱控制系统。它在以摩托罗拉 MC9S12DP256B 为主控芯片的变速箱控制单元基础上，充分利用SmartOSEK 实时操作系统的 Alarm 机制和中断机制实现了应用控制程序。其中变速箱硬件控制单元实现了信号采集电路、主控芯片及其外围电路以及控制信号调理电路，为应用程序控制底层的执行机构提供基础。应用程序则实现了换档执行、离合器控制
15、、自动选档以及面板显示等功能。汽车自动变速箱常见有三种型式，分别是液力自动变速箱（简称 AT） 、机械无级自动变速箱（简称 CVT） 、电控机械自动变速箱（简称 AMT） 。 一、关于 AT（液力自动变速箱） 和手动档相比，液力自动变速箱（AT）在结构和使用上有很大的不同。手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩，AT 是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。但是由于各种辅助机构的自动换档能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所以在自动档上还设有干预装置即手动拨杆，标志 P(停泊） 、R(后档)、N( 空档)、D(前进)
16、，另在前进档中还设有“2”和“1”的附加档位，用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个变速比区段，只有在规定的变速区段内才是无级的，因此 AT 实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。 AT 的优点 AT 不用离合器换档，档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给开车人带来方便，也给坐车人带来舒适。 AT 的缺点 首先对速度变化反应较慢，没有手动变速箱灵敏，因此许多玩车人士喜欢开手动变速箱车。 第二是费油，传动效率低而且变矩范围有限，不过近年不少车型都在自动档里面引入了电子控制技术，这方面的问题因而有所改善，但终究还是比不上手动档经济。 第三是机构复杂，修理困难。在液力变扭器内，高
17、速循环流动的液压油会产生高温，所以要用指定的耐高温液压油，也就是平常所说的“波箱油” ，另外如果汽车因蓄电池缺电不能启动，不能用推车或拖车的方法启动。如果拖运故障车的话，还要注意使驱动轮脱离地面，以保护自动变速箱齿轮不受损害。 二、关于 CVT（机械无级自动变速箱） 现在的广本飞度，旗云还有别的一些车型都应用了 CVT 变速箱。他采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽肘，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。CVT 属于真正无级变速箱。 CVT 的优点：重量轻，体积小，零件少，与 AT 比较具有较高的运行效率，油耗也较低。 C
18、VT 的缺点：传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，目前还不能应用在大排量的汽车上，普遍应用在 2 升一下的车型之中，譬如奥迪的 Multitronic、本田的 CVT、菲亚特的 Speedgear 等等。 三、关于 AMT（电控机械自动变速箱） AMT 是在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换档的自动化。因此 AMT 实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。目前的手自一体化自动档基本上都是这种类型，奇瑞的 QQ 就有 AMT 的车型。关于手自一体变速器 手自一体化的变速器目前主要有 3 种不同的型式：第一种是以自动变速器的技术为基础；第二种是由普通
19、“H”型换档方式的手动变速器和自动离合器相结合；第三种则以手动变速箱为基础，把离合器的自动控制和电子液压顺序换档相结合。 手自一体变速器都只有制动和油门两个踏板，换档过程由电子液压阀门来控制，而驾驶人可以在手动和全自动换档模式中任选。在全自动模式的时候，变速箱里面的处理器时刻监视着许多参数，如油门踏板的移动、发动机转速、车速、加速情况、转向力、制动信号，甚至发动机的温度等等。每过一个极短的瞬间，它就会根据驾驶人的操作状态，从系统存储的程序之中找出一个相匹配的方案，然后对汽车的档位进行自动调节。而在手动模式时，则可以通过在转向盘上的按键或变速杆手动操作来控制加、减档，譬如蒙迪欧的 F1方向式的换
20、档，感觉就非常爽。 手自一体自动变速器各自的特点 第一种是在自动变速器的基础上面加装了电子和液压控制装置，即便在手动模式时自动变速系统仍然随时处于控制状态，如果你忘了加档它会帮你做，如果你在车速很快时挂入低档它会不执行；起步时它会自动地将档位挂入 1 或 2 档；当车辆打滑它会自动转到“恶性劣天气模式”防止车轮打滑。譬如保时捷、奥迪所选装的 Tiptronic 系统、宝马Steptronic 系统及阿尔法罗米欧选用的 Q 系统都属于这一类，他们之间不同的只是操作方式。如保时捷、奥迪可以利用方向盘上的按键加减档，也可用档杆手动加减档；宝马Steptronic 和阿尔法罗米欧的 Q 系统则只能用换
21、档杆加减档。这类变速器造价很高，但手动模式的换档响应不算快。 第二种式由普通“H”型换档方式的手动变速器和自动离合器相结合的变速系统。它的目的只是使离合器自动化，而不改动普通手动变速器传统的换档机构。譬如雷诺的 Easy System、萨博的 Sensonic、菲亚特的 Seicento 城市自动系统以及奔驰 A 级车都采用了这种技术。这种变速系统结构简单，就是离合器踏板被一个电动机所取代，它会根据微处理器的命令来将液压系统加压，使离合器分离和接合。传感器会感应当时的档位、车辆的速度、油门位置以及驾驶人是否要换档等等。启动的时候驾驶人只需要挂上档等油门就行了，其换档按普通的做法进行，在换档时抬起油门，系统会自动地将离合器分离开。系统一直监按期着车辆的速度及发动机的转速，计算机可以阻止不合时宜的加档或减档，有些时候，如果有需要，还会提醒驾驶人选择较低的档位。在国产车型之中，奥拓的“自动离合器”也采用了这种技术，对于不喜欢踩离合的朋友而言是个福音。 第三种则是以手动变速箱为基础，把自动离合器和电子液压顺序换档结合到一起，宝马的 SMG 及雷诺的 BVR 都属于此类，法拉利的 F355 F1、阿尔法罗米欧的 156“双火花”也有此系统，它们的原理和赛车上所用的一样。所不同的是变速器和离合器总成在设计上不是顺序的，它们是传统的手动变速器与电子选档机构的结合。
