商用車AMT的發(fā)展現(xiàn)狀及需求

1、商用車AMT的發(fā)展現(xiàn)狀及需求2009-11-13汽車電控機械式自動變速器（AMT）是在干式離合器和齒輪變速器基礎(chǔ)上加裝微機控制的自動變速系統(tǒng)。它能根據(jù)車速、油門、駕駛員命令等參數(shù)，確定最佳檔位，控制原來由駕駛員人工完成的離合器分離與接合、換檔手柄的摘檔與掛檔以及發(fā)動機的油門開度的同步調(diào)節(jié)等操作過程，最終實現(xiàn)換檔過程的操縱自動化。AMT保持了原有機械變速器的基本結(jié)構(gòu)，與常用的AT（液力變矩器自動變速器）比較，具有傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、易于制造、工作可靠及操縱方便等優(yōu)點，尤其是其省油的特點適合于我國大、中型客車和中重型載貨車的應用。AMT的優(yōu)缺點1.優(yōu)點（1）與M7相比，AMT的優(yōu)勢為：

2、操作更便捷：智能換檔，駕駛無需離合。 動力更強：技術(shù)與F1賽車同源，駕駛感受更精彩。 省油9%左右：微電腦控制系統(tǒng)，換檔時機掌握更精確。 安全性更優(yōu)：模仿最優(yōu)秀駕駛員駕駛，避免錯誤操作。(2)與AT相比，AMT的優(yōu)勢為： 動力更強：傳動效率高出7%以上，動力傳輸無損耗。 省油20%:手動檔的機械變速，微電腦的智能操控。 生產(chǎn)成本低：比AT低30%的成本優(yōu)勢，生產(chǎn)繼承性強。 維護成本低：可于MT媲美，較AT更低。(3)與CVT相比，AMT的優(yōu)勢為： 成本低，利于生產(chǎn)。 維護更方便，成本更低。 產(chǎn)品可匹配性好。2.缺點對于商用車AMT來說，與MT相比，成本增加40%70%不等，絕對值在數(shù)千元，因此

3、國用戶難以接受，這是目前中國商用車普遍采用MT而不用AMT的主要原因。同時，中國的商用車在使用中，經(jīng)常會遇到超載超限運輸?shù)膯栴}，這對整個傳動系統(tǒng)是非常艱巨的考驗。為了節(jié)約離合器的使用，很多超載車輛的司機在換檔時都不使用離合器，直接利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車速配合實現(xiàn)直接換檔，而AMT無論操作多么精準，每次換檔都不可避免會對離合器造成一定損耗。受限于AMT結(jié)構(gòu)形式，在各類汽車上，與AT相比，AMT的劣勢也比較明顯。AMT為切斷動力換檔，在起步和換檔過程中不能很好地緩和沖擊與振動，換檔沖擊較大。同時，AMT在換檔速度上劣于AT,平順性一般，不利于起步和換檔品質(zhì)的提高，在一定程度上影響了駕駛舒適性。不過，隨

4、著廠家對AMT的不斷改進，目前配裝AMT的車型在舒適性上已有了大幅提升。國外商用車AMT發(fā)展現(xiàn)狀國外AMT在商用汽車上的應用已相當廣泛且進入了智能化階段。從歷史上看，AMT的發(fā)展大致分為兩個階段：單獨控制階段和整體控制階段。單獨控制指AMT的控制對象只包括選換檔機構(gòu)、離合器、油門機構(gòu)，其控制策略只是實現(xiàn)起步、換檔時人工操縱的自動化；整體控制不僅實現(xiàn)人工操縱的自動化，還對整個傳動系統(tǒng)進行控制，以提高傳動系統(tǒng)的性能和智能。AMT的單獨控制階段經(jīng)歷了三個階段。第一階段是半自動AMT的發(fā)展與成熟階段。早在20世紀60年代，歐洲一些手動變速器生產(chǎn)廠家就已開始離合器自動化的研究，通過全機械或液壓控制實現(xiàn)離

5、合器的自動化，但這種系統(tǒng)的控制效果有限，沒有太多的應用。20世紀70年代中期，AMT的研究方向是半自動輔助換檔系統(tǒng)。車輛的換檔時刻由駕駛員決定，由電子控制系統(tǒng)完成換檔操作的功能。瑞典斯堪尼亞的CAG系統(tǒng)、德國戴姆勒一奔馳的EPS系統(tǒng)采用的都是半自動AMT,駕駛員踩離合器確定換檔時刻，電子控制系統(tǒng)接到換檔指令后，控制執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)換檔操作。同一時期，白俄羅斯工學院采用兩參數(shù)換檔規(guī)律由控制系統(tǒng)完成選檔和換檔時機的確定及其執(zhí)行，但在起步時，仍由駕駛員操縱離合器以實現(xiàn)車輛的起步。美國伊頓的SAMT系統(tǒng)對換檔時刻的離合器和發(fā)動機進行適當?shù)目刂?，駕駛員只需要通過開關(guān)向TCU發(fā)出升檔或降檔信號，系統(tǒng)就能自動完

6、成所有的換檔動作。第二階段是全自動AMT的發(fā)展。從1981年底，五十鈴公司和富士公司開始開發(fā)AMT,于1984年秋在世界上最先研制成功電子控制機械式有級全自動變速器NAVI-5(NewAdvancedVehicleWithWord文檔Intelliqence-5）并裝于ASKA（雅加）轎車投放市場，該車已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的起步、換檔自動控制。同期，日本的日產(chǎn)、瑞典的薩博、美國的福特、意大利的菲亞特、德國的采埃孚、法國的雷諾都對全自動AMT進行了研究開發(fā)。1995年本田的部分Civic轎車（思域）裝用了AMT。1996年寶馬M3轎車所采用的“M序列式變速器”就是在原來的M3型6檔手動機械變速器基礎(chǔ)

7、上作了大幅度的改進，以全新的電液控制系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的機械式變速器的操縱系統(tǒng)，并有自動變速和手動變速兩種可供選擇的模式。采埃孚公司也推出了其電控機械自動變速器新產(chǎn)品一ASTronic系列。在此階段，研究的重點是離合器的起步控制和換檔操縱規(guī)律，各大公司對全自動AMT的研究使全自動AMT進入了實用階段。第三階段是AMT智能化的研究。由于離合器的起步控制和換檔操縱規(guī)律與外界道路環(huán)境隋況、人的主觀駕駛意圖、車輛的運行狀態(tài)密切相關(guān)，一般的控制策略易造成離合器的過快磨損、彎道意外換檔等不良現(xiàn)象。故采用模糊控制策略、神經(jīng)網(wǎng)絡控制策略等智能控制方法，以提高AMT傳動系統(tǒng)的智能。AMT的整體控制是在車輛上廣泛采用

8、微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。目前，電子產(chǎn)品在車輛上的應用已超過30%,電控發(fā)動機、電控自動變速、防抱制動系統(tǒng)（ABS）、防側(cè)滑（ASR）等相繼在車輛上使用。因此，將AMT的控制同發(fā)動機、ABS、ASR和ACCS的控制相結(jié)合，實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)一體化控制，可提高傳動系統(tǒng)的性能，優(yōu)化控制效果。美國伊頓公司的最新產(chǎn)品Autoshift涵蓋了6、7、10、18檔變速器，與卡特彼勒電控發(fā)動機相匹配，換檔操作過程無需分離離合器，通過控制發(fā)動機及變速器的制動裝置對發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，使換檔主從件實現(xiàn)同步，完成換檔操作。在歐洲商用車領(lǐng)域，1986年首套AMT變速器開始使用，截至2008年AMT裝車總量已超過50%

9、。而在中國這項技術(shù)雖然剛剛興起，但卻被越來越多的業(yè)人士看好，國多家變速器企業(yè)都在積極研發(fā)各自的AMT產(chǎn)品。主要商用車公司變速器產(chǎn)品情況1 .奔馳奔馳通過安裝AMT變速器再輔以智能換檔系統(tǒng)，確保了各種工作狀況下優(yōu)化的傳動系統(tǒng)組合。智能換檔變速器使得車輛在發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時也能獲得較高的行駛速度，十分有利于長途運輸過程中降低油耗。出色的爬坡能力、低操控速度、高耐久性、低運轉(zhuǎn)噪聲和優(yōu)異的功率質(zhì)量比，實現(xiàn)智能換檔變速器真正的多項全能理念。2 .沃爾沃I-Shift是沃爾沃一款第三代AMTo配置這個裝置的卡車不僅舒適性和安全性更高而且燃油消耗更小，重量也較輕，I-Shift裝置換檔迅速、平穩(wěn)、柔順，能根據(jù)

10、當前的行駛情況換到最佳檔位。排檔桿按人體工程學設計，安裝在駕駛員座椅上，可方便舒服地進行操作。它一共有五種特性配置分別是：基本、基本并改進、經(jīng)濟、性能、綜合。目前應用于FM/FH系列上。3 .曼曼公司在其長途運輸重型卡車上采用的是TipMatic自動變速器，它提供的舒適性更佳，無需要離合器踏板和手動換檔，離合和檔位全部通過電動氣動控制操作。也可選擇半自動操作，在手動狀態(tài)下由駕駛員決定換檔時間。與手動變速器相比，MANTipMatic要輕60kg,因此有效載荷更高。該配置可使汽車在極度苛刻的駕駛條件下行駛順暢且精確地執(zhí)行指令。4 .雷諾雷諾卡車采用Optidriver自動換檔變速器，以滿足業(yè)務的

11、特別要求。舒適的操作及更低的運營成本造就了自動換檔變速器的主要特性。其換檔桿被設置在轉(zhuǎn)向盤上，所有相關(guān)的數(shù)據(jù)都顯示在電子儀表盤上，這樣駕駛員就可以集中精力在駕駛操作上。除此，還開發(fā)了多種特殊的模式： 經(jīng)濟模式：計算了油耗與性能的最佳結(jié)合，并根據(jù)載重和路況自動調(diào)整。 操作模式：通過離合器位置及加速踏板位置的連接，讓卡車在低速下得以精確的定位。 降檔模式：能讓你提高卡車的加速能力。 暫時手動模式：允許駕駛員手動控制變速器，該模式在巡航系統(tǒng)打開或者加速踏板抬起時失效。5）斯堪尼亞目前在斯堪尼亞的牽引車和運輸車上普通采用的就是其OptieruiSe變速器，Optieruise可以讓發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速器在

12、換檔前能完美匹配，使換檔更加平滑和快速，這樣有利于減少燃油消耗并延長動力系統(tǒng)的使用壽命。6 .依維柯依維柯Stralis系列采用了Eurotronic變速器，以確保發(fā)動機始終工作在燃油消耗最低的經(jīng)濟轉(zhuǎn)速圍，增強了安全性和操縱性，因此駕駛員可以將注意力完全放在路面上，減少了駕駛員的疲勞。7 .達夫Word文檔在其重型運輸牽引車上采用的AS-Tronic變速器，通過安裝在駕駛員旁邊控制臺上的控制桿，使駕駛員操縱起來更加快速便捷。通過儀表盤上的按鈕可以實現(xiàn)運行模式之間的切換。國AMT的發(fā)展及現(xiàn)狀我國1980年就開始對ATM自動變速器技術(shù)的研究。在十一五”國家863計劃重點項目汽車開發(fā)先進技術(shù)”也明確

13、提出了對AMT技術(shù)的開發(fā)。目前，我國在動態(tài)三參數(shù)最佳換檔規(guī)律”、動態(tài)閉環(huán)控制技術(shù)”、自適應控制技術(shù)”、模糊控制技術(shù)”等自動變速理論方面處于領(lǐng)先地位。現(xiàn)在國生產(chǎn)的大部分轎車是從國外引進的，國對這些轎車都沒有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，外國廠商有可能不愿意采用國AMT技術(shù)來改造其手動傳動系統(tǒng)。因此，在國自主生產(chǎn)的重卡、大客車等大型車輛上采用AMT技術(shù)，實現(xiàn)車輛的自動換檔，不僅適合我國的國情，可以實現(xiàn)國產(chǎn)車輛的自動化改造，提高國產(chǎn)車的市場競爭力，而且對于降低駕駛員的勞動強度，提高車輛的機動性能是十分必要的，具有廣闊的前景。目前，國的商用車整車企業(yè)和零部件生產(chǎn)企業(yè)或與國外公司合作研發(fā)，或與有關(guān)高校合作研發(fā)，均已取

14、得豐碩成果。其中最有代表性的是中國重汽和東風商用車公司兩大整車企業(yè)。1 .中國重汽早在2005年，到歐洲考察市場的中國重汽總經(jīng)理蔡東和重汽技術(shù)中心幾個技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，歐洲公路牽引車中，有20%-30%匹配了AMT變速器，而且這個比例還有不斷上升的趨勢。于是，中國重汽決定走一條引進、消化、吸收、再創(chuàng)新的聯(lián)合開發(fā)之路，合作對象則選中了長期與奔馳、沃爾沃卡車在變速器領(lǐng)域合作的德國著名商用車變速控制系統(tǒng)供應商威伯科公司。由威伯科為重汽提供TCU平臺框架，而重汽的技術(shù)人員則根據(jù)中國實際的使用工況和環(huán)境進行復雜的標定，并對程序進行修改完善。這種聯(lián)合開發(fā)，中國重汽擁有完全的技術(shù)產(chǎn)權(quán)，并不是單純的技術(shù)引進。他們

15、希望通過這種方式，將中國道路的實際工況與先進技術(shù)結(jié)合起來，加快速度開發(fā)出具有自己完整知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)成熟的產(chǎn)品。盡管威伯科提供了研發(fā)AMT變速器最重要的電控平臺，但接下來的事情仍然困難重重，最重要的難點莫過于對各種工況的預設和標定。雖然AMT的原理不算復雜，但國許多研發(fā)AMT的企業(yè)路試了多年而依產(chǎn)未能產(chǎn)業(yè)化，其中難以邁過的坎兒主要有兩個，一是電控系統(tǒng)的開發(fā)，二是整車匹配工作。由于AMT控制軟件，需要將各種可能的路況都寫入程序，因此研發(fā)過程中必然要不斷模擬各種路況條件，為應對數(shù)不清的試驗，大量的試驗用車來做匹配就成為必須。整個研發(fā)過程，重汽技術(shù)中心拿出了50余輛試驗車，有HOWO也有最新的A7,路

16、試里程累計超過了60萬km。在整車匹配方面，同時擁有整車和變速器的重汽比一些獨立的變速器制造商有優(yōu)勢，因為幾乎沒有哪家整車企業(yè)愿意一次性無償拿出50輛車給其做試驗。中國卡車超載嚴重，有的甚至會超過一倍，因此做整車標定，就不能按照核定總質(zhì)量來做，加之國重卡可靠性的確與歐洲重卡有一定差距，因此可能會出現(xiàn)熄火、制動失靈、空氣壓縮壞掉、檔位拉不下等情況，而這些在歐洲已經(jīng)不是技術(shù)層面研究重點的問題，卻是AMT與整車匹配要重點考慮的，威伯科也因此豐富了他們電控軟件的數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)在，適用于牽引車和自卸車的16檔變速器已經(jīng)批量生產(chǎn)，研發(fā)人員接下來除了繼續(xù)根據(jù)使用和反饋情況細化標定已上市的產(chǎn)品外，還已經(jīng)開始著手準

17、備匹配其它車型的工作以及12檔AMT變速器的開發(fā)。2 .東風商用車公司W(wǎng)ord文檔2004年東風商用車公司、齒輪集團有限責任公司和理工大學合作聯(lián)合開發(fā)重型商用車AMT。開發(fā)平臺采用東風汽車公司的EQ4195W-406半掛牽引車，裝配齒輪集團的DC12J150T具有電控平臺的12檔變速器（輸入扭矩/500Nm）,發(fā)動機采用滿足SAEJ1939協(xié)議的電控共軌柴油機。執(zhí)行機構(gòu)（離合器執(zhí)行機構(gòu)和選/換檔執(zhí)行機構(gòu)）采用純氣動形式，結(jié)構(gòu)簡單，不需外加氣源，成本較低。2005年月11月完成了樣車各種道路試驗。其動力性比手動變速器原型車提高5%（較專業(yè)駕駛員平均水平）。其經(jīng)濟性與手動變速器原型車相比，高速行駛工況提高9.6%,山區(qū)行駛工況最高可提高19%,原地起步加速工況可提高10.9%o經(jīng)不同駕駛員的主觀評價，換檔平順性優(yōu)于手動變速器原型車。目前，東風商用車公司自主研發(fā)的AMT的產(chǎn)業(yè)化工作正在加緊進行中，據(jù)悉，2011年底，該公司將正式量產(chǎn)其具有完全知識產(chǎn)權(quán)的12檔AMTo國需求分析據(jù)德國ZF公司統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2002年西歐車輛總重6t以上載貨汽車的變速器使用情況統(tǒng)計表明，裝有自動變速器的載貨汽車比例為10.5%,2008年接近50%;另在北美自由貿(mào)易區(qū)，目前銷售的中重載貨汽車中裝有自動變速器的比例也高達36