當前我國商用車AMT自主研發(fā)及產業(yè)化過程中的主要技術難點分析

　　隨著高速公路的發(fā)展，運輸市場對功率在300馬力以上的卡車及特種專用汽車的需求越來越大。而目前配置這些重型汽車的變速箱多為手動，檔位多、換檔復雜，即使熟練的駕駛員也很難掌握最佳換檔時機;進口的自動變速器價格又十分昂貴，用戶很難接受。因而，實現(xiàn)電控機械式自動變速器(AMT)的自主研發(fā)和產業(yè)化，是當前我國重型商用車發(fā)展的重要選擇與必然趨勢。

　　2008年12月19日，中國重汽HOWO A7重卡在濟南上市。裝配中國重汽與威伯科(WABCO)公司合作開發(fā)的“SMARTSHIFT-AMT”變速器(智能換擋手自一體變速器)，成為了HOWO A7最大的亮點。同時也揭開了中國重型商用車AMT產業(yè)化的序幕。

　　然而，在業(yè)內，甚至在中國重汽內部，無論是專家還是企業(yè)高管，均對重汽新研發(fā)的AMT的市場前景心存疑慮。當時重汽技術中心主任劉偉在接受記者采訪時就出言謹慎，“雖然此款AMT產品推向市場之前，已經(jīng)作過了大量實驗，但量產后，產品一致性能否保證，實際使用工況與試驗工況也有一定差別，因此，AMT能否快速得到用戶和市場認可，一切都是未知數(shù)。”從近一年來A7重卡的銷售情況來看，的確不如人意。當然，我們也不能否認，任何新產品的推出都需要一個市場培育期，何況重卡這樣的高技術含量產品。

　　此外，中國重汽量產的AMT只是一款適用于牽引車的16擋變速器，而匹配其他車型的產品以及12擋AMT變速器的開發(fā)尚在進行中。對于其它檔位AMT變速器的研發(fā)還沒有排入計劃。另據(jù)業(yè)內專家調查分析，在2011年底之前，國內不會再有其它企業(yè)有實力推出量產的AMT整車產品。

　　根據(jù)以上分析可知，我國要實現(xiàn)商用車AMT的自主研發(fā)及產業(yè)化，還有較長的路要走。這其中的主要原因是在以下關鍵技術及難點上我們尚沒有突破，或者說沒有完全掌握。

　　1 換檔規(guī)律

　　換擋規(guī)律即采用何種參數(shù)在何時來控制變速器換檔，是AMT技術的核心之一，直接影響整車的動力性和燃油經(jīng)濟性。兩參數(shù)或多參數(shù)換檔規(guī)律是采用得最多的一種換檔技術。其原理是當油門開度及車速變化到某一定數(shù)值時，就能自動換入新的檔位(高檔或低檔)。

　　2 車輛檔位決策和控制

　　檔位決策就是根據(jù)車輛運行情況、道路情況和駕駛員的意圖，按照某些目標(如動力性、經(jīng)濟性)最優(yōu)的原則確定當前車輛應處的檔位，并通過選換檔執(zhí)行機構控制變速器進行換檔。

　　3 離合器控制

　　離合器的工作復雜，在起步、換檔過程中，主要受爬坡、負載及人為因素的影響。離合器的分離與接合執(zhí)行機構一般由機、電、液組件構成，是一個典型的非線性系統(tǒng)。因此，為了有效地完成離合器的分離與接合，執(zhí)行機構的優(yōu)化設計與高精度控制是一個很重要的問題。

　　4 換檔時間

　　AMT的傳動是憑借齒輪傳動的，在換檔過程中要一個齒輪檔脫出才能掛入另一檔齒輪，所以它的換檔時間較長。因此，為使AMT的性能達到最好，應解決縮短其換檔時間這一首要問題。

　　5 可靠性技術

　　可靠性技術是車輛自動化裝置最重要的問題之一，可靠性問題的解決是AMT走向商品化的重要前提條件。在AMT系統(tǒng)中應用了容錯控制技術，首先可以確保電子控制系統(tǒng)硬件的可靠性，此外還能保證執(zhí)行機構和軟件的可靠性，這樣可以保證汽車在多變的惡劣環(huán)境中AMT系統(tǒng)能夠可靠地工作。

　　6 變速中離合器與發(fā)動機協(xié)調控制

　　在AMT控制系統(tǒng)中，無論電噴發(fā)動機還是化油器發(fā)動機，換檔過程和離合器分離與接合過程都涉及到發(fā)動機的調節(jié)問題。正因如此，對AMT系統(tǒng)換檔的控制比對變速時進行定油門開度調節(jié)的液力機械式自動變速器(AT)要困難得多。對AMT的控制方法、可實現(xiàn)性及可靠性等方面，都提出較高要求。

　　7 執(zhí)行機構

　　執(zhí)行機構是以位高性能處理器、高速模數(shù)轉換器和鐵電存儲器為硬件電路核心，結合先進的軟件控制算法，帶現(xiàn)場總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機構。離合器執(zhí)行機構中使用的高頻電磁感應閥的設計制造，以及在電磁閥設計體積盡可能小的前提下，滿足高頻響應，耐振動沖擊，密封可靠、散熱快速有效等均為目前的技術難點。

　　8 傳感器技術

　　在AMT控制系統(tǒng)中，其換檔過程和離合器分離與接合過程都通過傳感器得到檢測與判定，從而達到實現(xiàn)電子自動控制，其中涉及到的傳感器包括：溫度傳感器、車速傳感器、二軸速度傳感器、氣缸直線位移傳感器、壓力傳感器等，這些傳感器信號匯入變速箱ECU，再由ECU經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后向執(zhí)行元件發(fā)出控制指令，因此傳感器的作用非常重要?？紤]到變速箱的整體結構及可靠性等因素，傳感器結構采用非接觸測量模式，從而滿足傳感器精度高、體積小、抗振動、抗干擾、可靠性高等要求。

　　9 適應超載狀態(tài)下的整車標定與匹配技術

　　雖然AMT的原理不算復雜，但國內許多研發(fā)AMT的企業(yè)路試了多年而依舊未能產業(yè)化，其中的技術難點除了以上電控系統(tǒng)的開發(fā)外，再就是整車標定與匹配工作。

　　由于中國地域遼闊，環(huán)境路況以及駕駛情況復雜，因此AMT標定以及與整車匹配的工作復雜、漫長而困難。特別是中國卡車超載嚴重，有的甚至會超過一倍，故做整車標定，就不能按照核定總質量來做，加之國內重卡可靠性與歐洲重卡有較大差距，因此可能會出現(xiàn)熄火、制動失靈、空氣壓縮壞掉、擋位拉不上等情況，而這些在歐洲已經(jīng)不是技術層面研究的問題，而在國內，卻是研發(fā)人員要重點考慮的。