东风欧系轻客AMT控制系统设计

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摘  要：东风欧系轻客车型，仍一直采用传统机械式变速箱总成，在技术先进性上已开始落后于国际水平并逐渐落后国内水平，为了提升产品竞争力，经过企划调研确认启动开发符合东风欧系车型的AMT控制系统，实现自动换挡功能。

关键词：欧系轻客车型;方案設计;AMT控制系统;控制策略

中图分类号：T-19     文献标识码：    文章编号：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.

从国内汽车上牌数量的数据可以看出，手动挡（MT）车型的市场占有率近年来持续下滑，已经从2009年的53%下滑至2015年的44.6%，预计2020年中国自动变速箱车型超过60%，需求量将达到2170万台[1]。东风欧系轻客车型，自2012年上市以来，仍一直采用传统机械式变速箱总成。竞品车型已陆续推出搭载AMT系统的车型，市场用户对搭载AMT系统车型需求旺盛，面对激烈的市场竞争，开发适合东风欧系轻客车型的AMT控制系统迫在眉睫。

1    AMT系统工作原理

保持原有变速箱不变的前提下加载AMT控制系统，采用军工相关技术，采用模块化设计，结合实车绘制了行驶策略数学模型、伺服操控策略智能控制模型、 汽车行驶姿态管理实现以下十大功能：（1）自动离合（2）自动换挡（3）定速巡航（4）电子手动挡（5）人车对话（6）坡道辅助（7）动力模式S档（8）操纵杆集成（9）自修复和自匹配功能（10）熄火自动空挡。AMT控制系统工作原理如图1所示。

2    东风欧系轻客AMT控制系统方案设计

为满足东风欧系轻客空间布置要求，方案设计如下（见图2，图3）：

（1）采用操纵手柄和TCU集成的设计方案，布置在原手柄处;

（2）选换挡操纵机构外挂在车架上，通过软轴操纵变速箱总成;

2.1   性能目标设定

开发过程中，充分考虑东风欧系轻客整车性能要求，同步分析竞品，具体完成以下数据分析：

（1）东风欧系轻客整车数据采集（整车重量/发动机转速信号/刹车信号/离合总泵推力/变速箱选换档力等）;

（2）竞品选换档性能及离合性能数据测试;

（3）AMT系统设计行业共识（大数据累计）;

整车性能指标规定如表4：

2.2   详细方案设计

东风欧系轻客AMT控制系统系统开发主要需完成硬件设计和软件开发，其中硬件设计包括：选换挡手柄+TCU控制器、选换挡操作总成、离合控制总成及相关支架、管路等;软件设计包括：TCU控制策略开发、TCU数据标定及调试等;

2.2.1 硬件设计——选换挡手柄+TCU控制器（见图5）

（1）TCU采用多核微处理器：在AMT的数据输出控制、数据输入采集中，可进行相互复合，CPU间的相互监督，更大程度提高设备的抗干扰能力，降低设备的误触发动作，使AMT工作更可靠。

（2）车辆行驶姿态管理：引入三坐标陀螺（加速度、俯仰角、左右转弯）的军工技术。

（3）伺服操控策略智能控制模型：实现计算机数字智能控制（单步、多步、带坐标、带力矩）。

（4）独创的汽车行驶策略数学模型算法：基于不同工况的智能换档策略。实现了在车辆运行环境复杂多变，坡道、弯道及不同区域时换档规律均应有所不同，多变工况的识别与综合判断，提高了智能换档控制的适应性。

2.2.2 硬件设计——选换挡操作总成（见图6）

（1）选换挡执行电机选型为无刷直流控制电机：克服有刷电机的碳刷磨损，提高动力和力矩传递可靠性;

（2）以精确坐标和力矩组成数字的闭环控制：克服由于机械磨损、热胀冷缩带来的机械尺寸变化，大大提高换挡的可靠性;

（3）宽调速范围的速度调节系统：提高不同档位同步器的换挡平顺性;

2.2.3 硬件设计——离合控制总成（见图7）

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