陈泽鑫
国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心
摘要：汽车自动变速器即是自动操作式变速器，它的传动比选择（即换挡）是自动进行的，即档位的变换是借助反映发动机负荷与车速的信号系统来控制换挡系统的执行元件来实现的。它可以使汽车获得良好的动力性和燃油经济性；并有效地减少发动机排放污染及显著提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性和操作轻便性。近年来，汽车电控机械自动变速器智能控制问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了电控自动变速器的控制系统以及控制程序的设计，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就自动变速器智能控制问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：汽车电控；机械自动变速器；智能；控制
1 概述
工业革命以来社会经济、科学技术不断发展，汽车产业得到了极大的发展。汽车的发明一方面给人们的出行带来了极大的便利，改变着人们的生活方式。但是同时也带来了不少的弊端，如汽车尾气污染，尤其是汽车安全。车辆传送系统对其行驶安全具有重要作用，目前车辆自动变速技术日益进步，主要包括两方面，一种是液力自动变速器，另一种则为机械式无级变速器。两种自动变速技术中液力自动变速器相对发展较为成熟，但由于其结构原理的限制致使其工作效率低、成本高。与之相比机械式无级变速器工作效率有明显的提升，更加经济，燃料燃烧充分，科学环保，但是目前仍然不够成熟，启动性差、造价贵，且工艺复杂。
2 电控自动变速器的工作原理
自动变速器传动系统的结构与手动档相比，在结构和使用上有很大的不同。手动档主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩;而AT传动系统是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中，液力变扭器是AT最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，它直接输入发动机动力，并传递扭矩，同时具有离合作用。泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率，液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。
3 电控自动变速器的控制系统
3.1传感器系统
车辆若想通过电控机械式自动变速器进行自动变速就必须先采集相关变速信号，完成这一工作的就是电控机械式自动变速器的传感器。电控机械式自动变速器中的传感器有车速传感器、节气门位置传感器等，其中车速用来检测车速的，气节传感器是用来检测车辆动力负荷。
3.2电子控制单元
(1)输人电路
电控机械式自动变速器的传感器主要用来收集信息，该信息要传给处理器才可以被处理，电控机械式自动变速器的输人电路就是这个过程中间的桥梁。输人信号一般为电信号，输人电路需要将电信号转换为数字信号，并将该数字信号输送给电控机械式自动变速器的中央处理器，进行计算处理。
(2)中央处理器与存储器
同一班计算机一样，中央处理器是电控机械式自动变速器电子控制系统的核心，能够感知传感器的信号，并能够对该信号进行处理，并发出相应的指令，完成车辆自动变速。而电控机械式自动变速器的存储器顾名思义就是存储电控机械式自动变速器系统的数据表格以及系统软件。
(3)输出电路
电控机械式自动变速器的处理器输出的信号在O至sv之间为低电平信号，该电压范围内的信号并不能直接驱动电控机械式自动变速器的执行机构。所以要想顺利的完成车辆自动变速就必须增设输出电路，将处理器的信号放大，进而通过执行机构完成变速。
3.3执行机构
电控机械式自动变速器的执行机构的职能就是依据电子控制元件将输人数据处理后的信息对油路进行开闭。电控机械式自动变速器的电子控制元件控制1号电磁阀和2号电磁阀的开关，
进而控制档位。车辆变速系统的3号电磁阀的开闭控制车辆离合，车辆变速系统的的4号电磁阀可以掌控各离合器和制动器油缸的油路出油速度，增设该电磁阀的目的是为了减小冲击力量，使各个档位切换平稳。当车辆需要进行变速处理时，计算机会根据传感器收集的参数进行计算处理，然后发布相应得命令指令给控制器的4个电磁阀，进而控制档位、油门、离合。并保证该过程进行顺利、平稳、有序、高效，并且节约资源，安全有效。
4 控制程序的设计
软件设计是电控机械式自动变速器运行的灵魂所在，与其他自动化机械一样简化硬件结构、丰富软件功能是电控机械式自动变速器的发展趋势，因而如何提升298系统的可靠性和自动化，并有利于车辆变速系统功能的扩展成为研究的重点。根据电控机械式自动变速器软件设计方案，依据分模块设计思想，电控机械式自动变速器的软件设计应该满足车辆变速系统以及各个模块实现的需要。电控机械式自动变速器控制系统软件分为数据采集处理、自动换挡控制、通讯、人机交互和强制挡保护等模块。在电控机械式自动变速器的实际操作时，换挡控制是按照预先设计的放在RoM中的数据执行的。在汽车行驶过程中，电控机械式自动变速器会根据系统接收到的数据，按照事先设计好的方案选择升挡或者降挡。
5 自动变速器智能控制研究
5.1 智能控制系统的特点
在电控机械自动变速器控制系统中，容易受到控制对象非线性以及时变特性的影响，从而不能够实现对电控机械自动变速器的控制。
从控制理论来讲，智能控制处于一个高级阶段，它主要是解决传统控制方法难以解决的复杂问题。智能控制主要是指以知识表示的非数字广义模型和以数字模型表示的混合控制过程。智能控制具有以下几个特点：能够模拟人类感知环境、模拟人类学习和适应环境的变化、逻辑思维、推理以及记忆联想。智能控制的特点使得它能够适用于不确定性模型复杂的控制系统中。在控制的过程中，以当前偏差以及偏差变化率的大小和方向为基础，不断改善控制系统的性能。
5.2 智能控制体系的基本结构
智能控制系统主要分为智能控制器以及外部环境这两大部分。智能控制器主要是由智能信息识别与处理模块、数据库、控制决策、知识库以及认知学习等相关部分组成。近几年，在研究车辆控制系统的过程中，智能控制成为主要的方法。目前，智能控制方法的种类是多种多样的，主要有模糊控制、神经网络控制以及遗传算法等控制方法。然而每一种控制方法从某一个方面去模拟人在控制过程中的智能行为，并且每一种控制方法都具有各自的特点，并且也存在一些缺点。在实际应用的过程中，要从被控对象的特点、控制目的以及要求来出来，选择合适的智能控制方法。
5.3 自动变速器的智能控制
模糊控制主要是模拟人类处理一些不确定的对象的时候而采用的不精确的定性方法的一种技术。模糊控制主要是研究人的控制行为以及功能。模糊控制并不需要有准确的控制对象模型从而能够实现人的某些智能。模糊控制系统主要采用数值的方法来表达结构性的知识，促进电控机械自动变速器的发展。模糊控制方法不仅适用于简单的控制对象，而且使用于复杂的被控过程。由于模糊具有较强的推理性以及较强的适应性，并且方便计算机的控制，所以在电控机械自动变速器中使用模糊控制方法具有一定的可行性。
参考文献：
[1]苏玉刚，曹长修.电控机械自动变速器的故障自诊断和容错控制[J].重庆交通学院学报.2016（10）：60-62.
[2]杨志刚.智能控制技术在汽车AMT中的应用[J].重庆交通学院学报.2017（01）：115-116.