AMT 拨挡手柄检测器设计

1 AMT 的分类及特点

      按照执行机构动力源的不同, 可以将AMT 的选换挡操作系统分为电控气动、电控液动和电控电动(又称全电式) 三种类型。

1.1 电控气动AMT

         气动式AMT 使用气源增加气体的压力, 控制电磁阀来接通或切断气路, 从而执行各机构的功能。具有质量小、冲击小、成本低廉、驱动力大、无污染等优点。但是动力的传递需要气路管道, 结构复杂, 而且气体易泄漏, 密封性差, 噪声大等缺点。此外, 由于气体的体积可压性, 换挡速度变慢。只在有气动系统的大型客车或重型车辆等特殊的车型上才能应用, 不具有普遍性。现在很少使用此种驱动方式。
 

1.2 电控液动AMT

       液动式A MT 根据E CU 发出的指令控制电磁阀接通或断开油路, 从而执行各机构的功能。具有能容量大、操作简便、易于实现安全保护、具有一定的吸振与吸收冲击的能力以及便于空间布置等优点。其主要缺点是在利用高速开关阀控制离合器系统中, 温度的变化使离合器的执行机构中液压油的私度发生变化, 影响执行机构的准确性。温度越低, 液压油的流动性越差, 影响离合器的结合速度, 降低换挡品质。其次, 液压元件对加工的精度要求非常高, 一般厂家难以加工, 成本高。
 

1 .3 电控电动A MT

         随着汽车工业与电子工业的不断发展, 为满足现代汽车越来越高的动力性、经济性、安全性、舒适性以及排放等方面的要求, 电子控制技术逐渐得到广泛的应用, 技术日趋成熟, 汽车电子化程度越来越高。在变速控制系统中采用电动机作为执行机构动力源, 取代手动完成选换挡及离合器分离与结合操纵。

 较之电控液动AMT 有很多改进:

(l) 取消了液压系统, 使整个控制系统结构更加简单、重量减轻。
(2 ) 用电动机取代液压执行元件, 提高了控制精度, 减少了系统误动作, 控制方法更简单。电控电动A MT 中的执行电动机的特点是: 可控性好、反应快、可靠性强、对环境的适应性好: 体积小, 安装调试简便, 成本低。但是换挡品质不如电液AMT, 换挡时间较长,可以通过软件在一定程度上进行改进。随着执行电动机性能的不断改进, 电控电动AMT 的换挡品质将有进一步的提升。

1 . 4 混合动力A MT

         为了人类能更好地生活, 实现可持续发展, 各国政府都积极寻找新技术以改善由传统汽车使用带来的能源短缺和环境污染等问题。混合动力汽车(H E V ) 是当前解决以上问题最佳的途径, 我国政府在2 0 0 4 年颁布的《汽车产业发展政策中》指出, 国家采取措施重点发展混合动力汽车技术, 促进混合动力汽车的生产和使用。混合动力汽车是高度集成、多系统协调工作的集成控制系统。为适应混合动力汽车多能源牵动的自动祸合, 满足混合动力汽车适应不同工况的行驶要求, 进而提高整车的经济性、动力性, 改善排放品质, 采用由电控单元E C U 控制的自动变速器就成为必然。基于开发周期、开发成本和整车布置的考虑, 在原来手动变速器的基础上开发完成的AMT 的方案无疑是最佳的方案。

2 A MT 的基本原理

        固定轴式齿轮变速器是实现有级排档的传动机构, 具有效率高、成本低、生产工艺成熟等优点而被广泛应用于各种车辆上。这种变速器存在换挡时操作劳动强度大、动力中断、驾驶员驾驶水平对车辆的行驶性能有很大影响等缺陷。计算机技术、电子技术和控制
理论的发展为这些问题提供了解决途径。

        A MT 用先进的电子技术对传统的手动变速器进行改造, 实现换挡和离合器分离结合的自动执行。驾驶员通过加速踏板和选择器(包括选档范围、换挡规律、巡航控制等) 向E CU 表达意图, 发动机转速、输人轴转速、车速、挡位、油门开度等传感器实时监测发动机工况和车辆的运行状况, 并将相应的电信号输人E Cu (E 比e T R o N Ies e o NT R o L u N IT ),E e u按存储在其中的预先设定的由模拟熟练驾驶员的驾驶规律(最佳换挡规律、离合器最佳结合规律、发动机油门的自适应调节规律等) 对油门开度、离合器结合以及换挡三者进
行控制, 以实现发动机、离合器和变速器最佳匹配, 从而获得优良的行驶性能、平稳起步性能和迅速换挡的能力。
电子控制系统充分实现车辆的良好性能并保证车辆的可靠运行。控制系统软件预先编写好并存储E C U 中, 包括起步换挡所用到函数和数据表, 档位决策、起步、换挡、刹车等控制程序, 数据采集与处理程序等。

3 国内外AMT 的发展及现状

         国内对AMT 的研究起步较晚, 始于20 世纪80 年代中期, 得到了国家自然科学基金项目、“ 十五” 期间国家“ 863” 计划等重大科研项目的大力支持。国内有很多家单位正在积极研制开发AMT 的软硬件系统。“ 动态三参数最佳换挡规律” 、“ 动态闭环控制技术” 、“ 自适应控制技术” 和“ 模糊控制技术” 等自动变速理论方面在世界上处于领先地位。AMT 国产化的进程日益加快; 据报道, 2 0 0 6 年3 月10 日由北京齿轮总厂自行研制开发, 具有独立知识产权的电控自动变速器交付用户使用。针对这款自动变速器, 有专家表示, 北齿AMT 产品的应用将更加有助于提高我国汽车产品的档次, 促进原有手动变速器厂和离合器厂的发展, 它含有各高技术含量使产品具有较高的性价比, 可产生较好的社会效益和经济效益, 同时也将加快我国自主设计开发自动变速器的进程, 为我国汽车发展做出积极的贡献。
         国外在AMT 的研究上也经历了从科研成果到产品应用、改进完善、发展提高的过程,才最终实现商品化。特别是在近几年, 随着控制技术与电子信息技术的迅猛发展,A MT技术在国外无论是设计理念, 还是产品的技术质量水平又有了飞跃性发展。目前, 最先进的AMT 是以CA N 总线为纽带。高度集成自动变速系统、可测试模块、缓速行驶辅助制动系统等。将变矩、变速、缓速、记录行驶工况和故障诊断等功能设计成一体化、智能化的有级机械式自动变速器。其最大优点体现在可靠性、燃油经济性和与环境的融合性等诸方面, 是一种集成T E D C (电控柴油发动机)、A MT (电控机械自动变速器)、C AN 总线等先进技术的全新动力传动系统。

4 AMT 拨挡手柄

         AMT 拨挡手柄拨挡手柄上有手动和自动两种模式, 手动模式中有“ + ” “ 一” 分别表示加、减挡; 自动模式中有“ D、N、R、P” 分别代表自动挡、怠速挡、倒车挡和驻车挡, 其中拨挡手柄上有一个倒挡锁按键, 当在手动模式状态下, 掘下这个按键便可以自动回空, 在自动模式状态下, 从怠速挡拨到倒车挡、驻车挡时需要按下按键方可。当换挡时, 由霍尔传感器接收信号, 反馈给CPU , 汽车做出相应反应。