汽车自动变速器的智能控制技术进展及研究展望

（1）液压控制

20世纪六七十年代以前的自动变速器均采用全液压控制。全液压控制系统包括由许多液压控制阀和阀板组成的阀体以及液压管路。它通过机械的手段，将车速和节气门开度这两个参数转变为液压控制信号，阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换档规律来控制换档阀的动作，实现自动换档。

全液压控制系统的缺点是：由于液压信息处理功能很差，很多影响换档的因素都无法考虑进去，控制精度低，难以进行精确的换档点控制；换档规律在设计时已确定，无法进行改动，不能适应发动机工况、外界阻力和行驶情况的变化；无法按驾驶人意愿实现多种换档规律；无法实现精确的换档品质控制。进入20世纪80年代已被淘汰，目前，自动变速器上采用的都是电子控制。

（2）电子控制

1968年，法国雷诺R16TA轿车的自动变速器，首先采用了换档点电子自动控制。电子控制系统实质是将液压控制系统的控制机构改变成电子控制机构，它主要由各类传感器、执行器（电磁阀）和变速器控制电脑（ECT）三大部分及控制电路组成，如图2-5所示。

图2-5 奥迪01V自动变速器电子控制系统结构图

电子控制是将控制换档的参数（如车速、节气门开度等）通过传感器变为电信号，经过电脑的处理，将控制信号作用于换档电磁阀，通过电、液操纵实现自动换档。第一代电子控制的特点如下。

1）在换档控制方面。为了满足各种驾驶人的兴趣、性格和意愿以及不同的行驶情况，设定了固定的换档程序供选择。例如，运动型（动力性强）适宜于喜欢运动的年轻人；经济型（燃油经济性最好）适宜于老年人和妇女；普通型是运动型和经济型的调和折中；雪地型适宜在冬天下雪光滑的路面行驶；还有山地型等。

2）在换档品质控制方面。主要采用简单的反馈控制和开环控制，对各种复杂的换档情况只能进行粗略控制。采用电子控制后，由于液压操纵系统简化了，液压控制阀的数量减少，自动变速器重量减轻，结构也变得更为紧凑。

（3）智能控制

第一代电子控制所设定的固定有限的换档模式无法完全满足以下驾驶要求。(www.xing528.com)

1）按照驾驶人的意愿进行换档。根据不同类型驾驶人的性格、爱好和驾驶习惯以及驾驶人在不同时刻的驾驶情绪来进行换档，因人而异地进行换档。特别是要求能在短时间内，通过检测出驾驶人的操作动作（节气门、制动和转向操作等），经过电脑分析处理，能立刻理解驾驶人此时此刻的心情和驾驶意愿，使换档尽可能符合驾驶人的要求。

2）满足行驶环境发生变化时的换档要求。自动变速器不但要在普通的路面上行驶时能够正确换档，而且在某些特殊环境条件下，例如，在上下坡、不同路面、公路行驶和市内行驶、弯道等，要求通过检测出有关信息，经电脑分析处理后，能识别行驶工况和道路情况，因地制宜地进行换档。

3）适应车辆自身参数变化时的换档要求。车辆部件性能的许多参数随着使用时间的增长会发生变化，例如，发动机性能下降、摩擦材料的磨损、润滑油的变质等。自动变速器要能够根据这些变化在控制上自行进行调整。

为了达到以上要求，自动变速器必须具有获取信息、分析信息和处理信息的能力。这些信息包括反映驾驶人意愿的信息、识别行驶工况和条件的信息以及判断车辆参数变化的信息。这样，变速器控制系统成为非线性的复杂控制系统，采用过去传统的控制方法和信息处理技术是不够的，必须采用智能控制技术。如鲁棒控制、模糊控制、自适应控制、学习控制、神经网络和仿生物控制等，以适应各种驾驶人类型、环境条件和行驶状况。给自动变速器赋予灵性，能够更好地理解和领会人的意图，具有更好的适应环境的能力和自身的调节能力。

在国外，对自动变速器的智能控制技术的研究已经成为自动变速器领域研究的一个热点，也是自动变速器一个重要的技术发展方向。从20世纪80年代后期至90年代初期，世界各著名的汽车公司纷纷开发了自动变速器智能控制系统，如宝马AT自适应控制系统（AGS）、三菱INVECS（Intelligent and Innovative Vehicle Electronic Control System）智能和创新车辆电子控制系统、丰田ECT-I（Intelligent Electronic Control System）智能电子控制系统等。

智能控制系统主要解决的技术问题是汽车信息处理技术，内容包括：

①信息检测技术。扩大汽车感觉器官的功能，高性能传感器技术有待我们去掌握和开发。

②信息处理技术。控制软件是非常重要的，要解决控制思想问题和使控制软件化，涉及控制方法和现代控制理论，需要应用和发展现代控制理论。为了高速处理信息，在硬件上，目前控制器已从8位机发展到32位机。

③信息转换技术。微机处理和输出的电信号，如何转换成相应的机械动作，即电、液转换技术，各种电、液比例阀和执行元件。

（4）集成控制

整个汽车电子控制系统一体化。发动机控制和变速器控制、巡航控制、牵引力控制、四轮驱动控制和ABS等联合起来进行综合控制，这也是一个技术发展方向，有待研究的课题。