1.1目的及意义

在汽车 100 多年的发展历史中，大部分汽车使用的是具有多个挡位的手动变速器（Manual transmission, 简称MT）。手动变速汽车不仅使驾驶员易疲劳操作，且不同驾驶习惯对整车动力性、经济性和舒适性的影响差异较大。近年来，随着能源危机和自动化时代的到来，人们迫切需要一种操纵简便、节能环保的汽车。装载自动变速器的汽车简化了驾驶员操作，保证了行车安全性和舒适性，且使发动机处于经济转速区域运转，具有高环保性和良好的燃油经济性。

机械式自动变速器（Automatic manual transmission, 简称AMT）属于自动变速器的一种，是在传统机械式变速器的基础上，应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元ECU为核心，根据换挡规律、离合器控制规律、发动机节气门自适应调节规律，控制离合器的分离与接合和发动机节气门来实现起步换挡的自动变速器 。AMT不仅保留了传统机械变速器传动效率高、体积小、结构简单优点，而且具有更好的燃油经济性，其平均节油率能达到 3%-5%。此外，AMT还具有使用可靠、成本低、技术门槛低、维护费用低、生产继承性好等优点。在我国AMT具有良好的市场前景。

换档过程的研究是自动变速器开发的核心之一，其研究对提高车辆的动力性、经济性，改善车辆的换档品质，实现车辆平稳，快速换档，推进自动变速技术的广泛应用具有十分重要的意义。因此，研究本课题的目的意义就在于，通过建立机械式自动变速换档过程的动力学模型，制定出即考虑经济性又考虑动力性的换档规律，进一步改善自动变速器性能，为现实自动变速系统最优性能提供理论基础、为更广泛的应用推广做些积累。

1.2国内外研究现状

尽管 AMT 具有很好的研究前景和价值，但由于其是在传统手动变速器的基础上改造而成，因此也具备了手动变速器的缺点。AMT换挡过程中存在动力中断的固有缺陷，影响整车加速动力性和换挡平顺性。此外，在陡坡起步和堵车工况下，由于频繁的起步或换挡，导致离合器主从动盘不断地分离接合，离合器一直处于滑磨状态，易出现局部温度过高而烧蚀损坏。以上问题均严重制约了AMT的发展和产业化空间。近年来，为解决以上问题，众多学者和企业对 AMT 进行了研究，并取得一定进展。

在国外，E. Galvagno等研究了运用辅助离合器代替第五挡同步器构成的动力辅助AMT结构，从而克服了传统 AMT 换挡过程动力中断的典型问题^[4]。C.-Y Tseng 等研究了无离合器AMT电动汽车的换挡控制，以提高驾驶性能和整车效率^[5]。B.Z. Gao 等研究了将干式离合器安装在变速器后端构成的新型两挡反式AMT结构，以解决传统AMT的动力中断问题^[6]。A. Sorniotti 等研究了装配单向离合器和摩擦式离合器的新型无动力中断的两挡 AMT，以改善换挡品质^[7]。

在国内，王云成等通过对发动机和换挡电机的调控，实现了重型载货汽车不分离离合器AMT技术，从而在保证了换挡平顺性的基础上有效地缩短了换挡时间^[8]。杜常清等提出了运用电机辅助调速实现带行星齿轮机构的 AMT 换挡控制策略，有效减小了变速器换挡过程中输出转矩的波动^[9]。钟再敏等通过总结目前国内外针对定轴式变速器动力中断问题的研究进展及方案，提出了有源动力补偿以及无源动力补偿的概念，并将各方案进行了总结^[10]。

可见，针对AMT缺陷进行的研究大多是在结构和动力传输方面，而换挡规律作为自动变速器研究的核心还有很大的研究空间和研究意义，本文就通过Matlab/Simulink建立自动变速器换挡过程的动力模型，对现有的换挡规律进行验证，并通过对影响换挡过程因素的分析，提出一个经济性和动力性都可以得到满足的换挡规律。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容