商用车液力自动变速器的控制功能研究及前景

陈文+樊波涛

摘 要：商用車的运行会受到诸多因素的影响。为了保证商用车驾驶员的人身安全，降低交通事故的发生概率，可以将液力自动变速器应用在商用车中。本文从液力自动变速器的自动空挡功能入手，对商用车液力自动变速器的控制功能及发展变化前景进行分析和研究。

关键词：商用车；液力自动变速器；控制功能；前景

前言：液力自动变速器的控制功能是通过变更齿轮组合以及液力传递的方式实现的。在商用车的行驶过程中，液力自动变速器的应用可以显著提高车辆换挡的稳定性水平，为乘客带来更加舒适的乘坐体验。但这种变速器的维修难度较高，燃油消耗量相对较大。

一、商用车液力自动变速器的控制功能类型

从整体角度来讲，商用车液力自动变速器的控制功能主要包含以下几种：

（一）自动空挡功能

液力自动变速器的自动空挡功能的使用条件主要包含以下几种：第一，驾驶员在驾驶商用车的过程中产生空挡运行的要求。传统换挡流程需要花费较多的时间，此时，驾驶员可以直接通过商用车的操作面板，将商用车从前进挡状态或倒挡状态，快速转换成空挡状态。第二，在行驶过程中，当商用车停止运行时，驾驶员可以快速从商用车操作面板中找到自动空挡功能，以实现空挡状态下的商用车静止[1]。液力自动变速器自动空挡功能的启用流程为：商用车驾驶员启用这一功能之后，对车辆变速器的输出轴实际转速参数进行合理判断。如果转速参数小于预先设定参数，则商用车的变速器会在该功能的作用下自动由其他挡位变更为空挡挡位。在这种情况下，为了缩短商用车驾驶员移出空挡的时间，可以在液力自动变速器中预先设计一种合理的移出条件。例如，可以将商用车的空挡移出条件设定为脚制动。

（二）PTO功能

这种功能是指，在商用车中安装液力自动变速器之后，液力自动变速器可以对商用车中变速器控制器的输出信号产生良好的控制功能，使得控制转移到液力自动变速器的PTO直接进行工作。以消防车这种商用车为例，液力自动变速器可以通PTO功能合理控制车辆云梯的张开与收缩。结合PTO功能的实践应用经验可知，当商用车的变速器输出轴转速、发动机转速超出对应的阈值时，PTO会受到损害，进而无法正常动作。为了避免出现这种现象，驾驶员在使用PTO功能之前，应该合理判断商用车发动机、变速器输出轴的转速参数是否符合PTO功能的使用要求。

（三）挡位保持功能

在商用车驾驶过程中，驾驶员可以利用液力自动变速器的挡位保持功能，将变速箱稳定保持在当前挡位水平上[2]。当变速器的挡位为前进挡时，驾驶员可以利用液力变速器的保持开关启动这一功能，进而将商用车的挡位合理保持在最高挡位状态。

（四）空挡换挡抑制功能

结合商用车驾驶过程的分析可知，在商用车的驾驶过程中，由于某些突发因素的影响，驾驶员可能会将商用车的挡位误从空挡状态中移出。这种现象可能会引发交通事故，威胁驾驶员的人身安全。液力自动变速器的应用可以为商用车提供良好的空挡换挡抑制功能。在实际驾驶过程中，驾驶员可以根据自身的需求，在商用车面板中以如下方式使用空挡换挡抑制功能：第一，禁止商用车挡位从空挡状态转换成倒挡状态；第二，抑制商用车挡位由空挡状态变更为前进挡状态[3]。第三，同时禁止商用车挡位从空挡状态转化成前进挡以及倒挡状态。

（五）缓速功能

当商用车在山路的上下坡路况行驶时，商用车的动能即势能被转化成热能。在这种情况下，商用车的制动系统会处于较高的热负荷状态下运行。由于制动系统释放热量的及时性较差，制动盘温度参数的显著增加可能引发商用车的制动效能受损。液力自动变速器可以通过自身的缓速器实现对商用车某些行驶过程速度的控制。当前商用车中常用的缓速器主要包含以下几种：第一，液力缓速器。当商用车的制动电路开启之后，液力缓速器将会开始动作，为商用车的变速器施加一定的压力。在压力作用下，变速器将会产生一定参数的阻尼，进而实现商用车制动的目的[4]。与其他缓速器相比，这种缓速器的应用优势在于：其使用过程中不会出现磨损问题。但这种缓速器要求商用车增加自身的散热能力。第二，电磁缓速器。在商用车中应用电磁缓速器之后，当驾驶员需要减速时，可以利用仪表盘上的开关触发电磁缓速器进行动作。此时，商用车中的传动轴（电磁缓速器增设位置）的运行将会受到电磁缓速器所产生电磁阻力的影响，间接促进商用车制动目的的实现。在实际应用过程中，这种缓速器的大体积常常会干扰其在商用车中的正常运用。

二、商用车液力自动变速器的前景

随着液力自动变速器的不断更新和变化，其控制功能也会随之产生一些变化。根据我国当前商用车液力自动变速器的应用情况进行推断，未来的商用车液力自动变速器将朝向以下几个方向发展：

（一）鲁棒性优化方向

液力自动变速器的鲁棒性与传感器性能、控制器算法的计算质量等因素有关。结合我国目前情况而言，人们在传感器、控制器算法等方面逐渐获得了诸多新成果。因此，随着液力自动变速器的不断发展，其鲁棒性将变得越来越好，在商用车中的应用价值会随之发生增高。

（二）智能化方向

自动化与智能化之间的联系较为紧密。从本质角度来讲，液力自动变速器的智能化功能需要通过信息的智能化收集、信息的智能化处理等环节产生。GPS技术、大数据技术等相关技术的出现和发展为液力自动变速器智能化的实现奠定了良好的基础。以GPS技术为例，在液力自动变速器中引入这种技术之后，无论商用车处于哪个位置，驾驶员都可以利用液力自动变速器预先识别分析前方的道路是否存在阻碍或意外情况，并根据实际路况事先作为挡位的适宜调整对策，以此保证行驶安全[5]。从本质角度来讲，智能化功能的产生可以显著降低液力自动变速器所需的油耗。

（三）小体积方向

商用车容许安放液力自动变速器的空间是有限的。随着处理器、电子工艺的不断发展，液力自动控制器中各类组成要素的体积将不断减小，因此，液力自动变速器的体积也会变得越来越小。这种发展方向有利于液力自动变速器应用范围的扩展。

（四）高精度方向

随着商用车液力自动变速器应用经验的不断增加，人们对液力自动变速器精度的了解也将变得越来越透彻。在这种情况下，自适应技术、人工神经网络等先进的分析技术、计算方法开始逐渐被应用到液力自动变速器中，使得液力自动变速器控制功能的精度发生显著提高[6]。

结论：商用车液力自动变速器的控制功能主要包含自动空挡功能、空挡换挡抑制功能、挡位保持功能以及缓速功能等。随着相关技术的不断发展，液力自动变速器将会朝向高精度、小体积、智能化等方向发展。对于人们而言，这些发展前景的实现将显著改善液力自动变速器的燃油消耗，为商用车乘客带来更加平稳、舒适的乘坐体验。

参考文献：

[1]孙炜. 商用车液力自动变速器的控制功能研究及前景分析[J]. 汽车维修，2014，11：4-5.

[2]张红亮. 湿式双离合器自动变速器液压控制系统分析与优化[D].吉林大学，2014.

[3]胡博钦. 大功率液力机械式自动变速器换挡控制策略研究[D].吉林大学，2016.

[4]董军红. 基于AMT自动变速箱控制系统设计实现和试验分析[D].西安电子科技大学，2011.

[5]孔慧芳. 电控机械式自动变速器中传动与控制的关键技术研究[D].合肥工业大学，2008.

[6]余荣辉. 基于dSPACE的电控机械自动变速传动系统控制软件及实验研究[D].重庆大学，2006.