汽车自动变速器控制原理分类及技术创新

目前轿车自动变速器按控制原理可以分为液力自动变速器、电控机械自动变速器和机械无级自动变速器三类。

液力自动变速器（Automatic Transmission，简称AT）的技术最为成熟，应用也最广泛，具有较好的综合性能。其基本结构形式是液力变矩器和行星轮串连，具有结构紧凑、传动平稳、换档冲击小等特点。液力变矩器从根本上简化了操纵，它既具有离合器的功能，又使发动机与传动系之间实现“柔性”连接，可以在一定的范围内实现无级变速，对外负载有良好的自动调节和适应性。可与行星轮变速器串联，除传递全部发动机功率外，还可与行星轮变速器进行多种方式并联，实现内分流、外分流、混合分流等多向自动变速。

电控机械式自动变速器（Automatic Manual Transmission，简称AMT）是一种由普通齿轮机械变速器组成的有级式机械自动变速器。它在原有固定轴式变速器的基础上，使选、换档和离合器及发动机节气门的操纵控制自动化。机械式变速器的自动控制研究始于20世纪70年代。1984年日本ISUZU公司将名为NAVI-5的电控机械自动变速器投放市场，这是世界上第一种实用的全自动机械变速器。继日本之后，美国的Ford公司、德国的ZF公司、意大利的Fiat公司相继实现了机械变速器的自动化。研究的重点是自动离合器、换档控制和换档策略。在日本，采用转矩反馈控制系统使换档同步控制已臻完美，但离合器的起步控制和换档规律仍是困扰着AMT发展的难点，造成离合器磨损加剧、坡道和弯道换档困难等不良现象。由于离合器的起步和换档操作受到环境因素、车辆运行状态、驾驶员的意愿等多种因素影响，是一个复杂、多变、开放系统，传统控制理论和方法不能满足要求，人们开始采用模糊控制的智能方法进行离合器接合、换档策略的模糊控制研究。由于机械式自动变速器不仅保留了原手动变速器传动效率高、成本低、易制造的优点，而且还具有液力自动变速器自动换档所带来的全部优点，它是自动变速的一个重要发展方向。(www.xing528.com)

上述两种自动变速器都是有级或分段无级自动变速，机械无级自动变速器（Continuously Variable Transmission，简称CVT），它克服了前面两种自动变速器固有的齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点，具有传动比连续、传递动力平稳，操纵方便等特点，真正实现了无级变速。早期的机械无级自动变速器是通过两个锥体改变接触半径而实现传动比连续变化，但由于接触部分挤压应力太大，难以进入实用化。后发展成为采用橡胶材料的带传动，又受传动带寿命的影响，无法满足汽车行驶的需要。到20世纪80年代，出现了技术上的突破，橡胶带被由许多薄钢片穿成的钢带代替，使其与两个锥轮的槽在不同半径上“咬合”来改变速比。1987年，福特公司首次在市场上推出装用这种钢带的CVT。从理论上说，CVT可以使发动机始终在其经济转速区域内运行，从而大幅度改善燃油经济性。但由于CVT是摩擦传动，与齿轮传动相比效率不高，从目前的情况来看，节省燃油10％～20％是可能实现的。此外，CVT在加速时不需切断动力，因此，装备CVT的汽车乘坐舒适，超车加速性能好。