自学习挂档位置，AMT控制技术述评

和手动变速器一样，AMT选/换档也是依赖机械装置推动变速器内合适的拨杆来完成的。手动档驾驶人换档时并不需要非常准确地将变速杆放置于某一个位置，而是大体上拨到接近某个位置就可以了，变速杆能通过自身的自锁销定位到准确位置。所以按道理来说，AMT TCU也无须准确控制选档位置和挂档位置，只要大体上控制到一个区间内，定位销再完成以后的细致工作就可以了。这个所说的区间的长短和定位销、定位槽板的几何尺寸及弹簧力密切相关。

如图12-3所示，定位槽板上有定位的凹口，带弹簧的定位销在槽板上滚动或滑动。选档时，当选档电动机驱动拨头杆左右移动时，静止的定位销上的滚珠就会在定位槽板上滚动。由于槽板的高度变化，弹簧作用到弹珠上的正向压力也就不同。假设定位槽板表面的摩擦系数相等，但在不同的正向压力下，摩擦力也就不同。高处正压力大因而摩擦力大，低处正压力小因而摩擦力小。又由于凹口两侧坡度的不同，作用到弹珠前进方向的分力也就不同。由于这两者的共同作用，使得弹珠上坡时阻力增加，下坡时阻力下降。如果用电动机来推动定位销匀速前进，那么在凹口里上坡时电流必定要比平地大，往凹口里下坡时电流必定要比平地小。利用这个原理，只要坡度和弹簧力合适，就应该能够找出选档定位槽凹口的准确位置。

图12-3 选档位置自学习示意图

选档位置自学习定位的困难一般有三个：定位槽板表面的摩擦力可能不是恒定的；电动机难以控制到恒速前进；传动机构本身的阻力变异比较大。对于第一个问题，只要定位槽板表面摩擦力的变化特性和凹槽的特性有较大不同，那么就应该能够通过特征辨识来滤掉。对于第二个问题，可根据单位电动机功率运行距离来考虑。在恒占空比的条件下，电动机输出转矩的大小取决于电流，运行距离取决于速度和时间。如信号没有延时或两个信号间的相对延时为零，那么用速度除以电流即可得到一个顺畅指数。顺畅指数越大，说明阻力越小，可能是下坡；顺畅指数越小，说明阻力越大，可能是上坡。对于第三个问题，则必须注意电动机以及机械传动机构的阻力。机械驱动机构的传动比都较大，要有比较大的力作用在末端才能反被动为主动去驱动电动机。当电动机的内部阻力（在失电条件下防水轴承、防水套、磁铁的吸力）和齿轮的阻力很小或为零时，定位弹珠在斜坡上的下滑力就可使换档机构在失电情况下自行滑入定位凹槽内，即在驱动电流为零的情况下使定位销自动进入定位凹槽低处。但当电动机的内部阻力、齿轮的阻力大于定位销在斜坡上的下滑力时，换档机构就不能在失电情况下自行滑入定位凹槽内，而是要有一定电流驱动进入定位凹槽低处，但这个电流会比较小。至于电流小多少，就取决于定位销弹簧强度和斜面的大小。理想的情况应该是定位销弹簧的下滑力远大于电动机和传动齿轮形成的阻力，可以使定位销自动滑入定位槽底。弹簧力越大，斜坡越陡，就越易自行进入定位凹槽。但是定位销弹簧强度和上行斜面所需的力是设计中要考虑的限制值，弹簧力越大，斜坡越陡，凹槽上坡时电动机所需提供的动力就越大。合适的弹簧力及凹槽斜坡的坡度能大大帮助自动定位和凹槽的自动探测。从这个角度讲，选档和换档机构不宜使用自锁装置。有机构自锁就无法实现用凹槽来自动定位，只能仰仗控制系统的准确定位来实现选/挂档位置控制。(www.xing528.com)

挂档位置和选档位置的自学习中有很多情况是类似的，但是有一点极不相同，那就是除了定位槽、定位销及电动机驱动机构外，还有变速器内部的同步器和滑齿套。在换档时，挂档电动机的运行阻力除了定位销的阻力外，还增加了摘档力。一开始摘档力会比较大，一旦开始滑动摘档，阻力就大大减小。当摘完档而到达空档时，挂档电动机只有像选档电动机一样的摩擦力了。如果无须选档，那么挂档电动机立即进入同步阶段。同步力的大小取决于输入/输出轴的速差、同步器的质量和控制电机的PWM占空比。如要急速同步，PWM的占空比大，同步电流可能很大。同步完后就进入挂档阶段。挂档力的大小取决于输入/输出的相位差以及PWM的占空比。一旦锥齿插入齿套，挂档力就立即下降。摘档初期、同步和挂档初期的力远远大于定位销和定位槽板的阻力。这就使得通过凹槽来辨识和自动定位比较困难，然而通过到达空档时的小电流来探测到达空档的位置倒是相对容易。

另外一种自学习方法是将选档机构运转到两个运动方向的最顶端，然后逐步移动选档机构并不断尝试挂档，看什么时候能够挂进档，这样就学到了选档位置。另一种方法是，电动机带动拨叉挂档到底，并做短时间堵转（以防没有真正挂档到底和防止反弹），然后慢慢减少电流撤掉堵转力，让滑齿套和拨叉回到静止的稳定位置。读取该点的数值，这就是真正的选档位置。这里还要考虑的是虚位的影响。

当学到挂档极限点后，实际换档时不一定要挂到极限点，只要保证不脱档就行。当然挂档到底可能是到达换档机构的位移限位点，也可能是到达变速器内部拨叉的限位点。究竟是哪一个限值点必须从机械机构设计上确定。