电控机械式自动变速器(Automated Mechanical transmission,AMT)是在传统手动机械变速箱的基础上,加装电控操纵系统和控制系统组成的。它在干式离合器和固定轴式机械变速器的基础上,运用电控技术,通过变速器电子控制单元(Transmission Control Unit,TCU)实现了动力传动系(包括发动机、离合器、变速器)相关部件的协调控制。TCU是AMT系统的核心,通过气压、液压或电机控制离合器和选换档执行机构的动作,实现汽车起步与换档过程的自动操作。AMT具有液力机械式自动变速器(Automatic Transmission,AT)自动变速的优点,又继承了传统机械式变速器传动效率高、结构紧凑、成本低的长处,在重型商用车领域得到了快速的发展,因此,开发重型车AMT系统符合我国汽车产业的发展要求。选换档执行机构的设计和优化是开发重型车AMT系统的重点和难点之一。执行机构系统特性的好坏直接影响汽车起步与换档品质以及整个系统的可靠性。本文以解放骏威卡车配备的CA6T123手动机械变速箱为基础,进行全电式AMT选换档执行机构的设计开发与系统特性研究。本文的主要研究内容如下:1)分析了国内外电控机械式自动变速器的发展历程、结构原理以及关键技术,剖析了以电控电动式选换档执行机构为代表的三种选换档执行机构优缺点。2)对AMT换档过程各个阶段进行了动力学分析,详细剖析了同步器的工作原理,在此基础上建立了同步器动力学模型。讨论了换档品质及其三个评价指标,并分析了选换档执行机构的特性对换档品质的影响。3)以解放骏威卡车CA6T123手动变速箱为原型,设计开发了全电式选换档执行机构。确定执行机构的结构方案后,按照已知的换档规律计算出变速器在各个档位切换时选换档执行机构受到的最大阻力,作为其参数化设计和电机选型的依据。对步进电机和直流电机进行比较,根据AMT选换档执行机构的设计要求,选择控制精度高、响应速度快的直流电机作为其动力源,并确定电机型号和参数。4)对选换档执行机构建立了仿真模型,包括电机动态模型,电机负载模型和控制系统模型。其中,在建立电机负载模型时详细讨论了摘档阻力模型和换档阻力模型,并仿真出负载曲线。在分析电机调速特性的基础上,选用三闭环控制系统作为执行机构控制系统控制模型。5)根据选换档执行机构的系统特性,设计了基于自适应模糊PID算法的三闭环控制器。应用建立的仿真模型,结合整车及变速器相关结构参数,对选换档执行机构进行仿真。通过与常规PID控制方法仿真结果对比,验证了自适应模糊PID控制方法的优越性。选取了二档降一档和二档升三档两种工况进行仿真,仿真结果证明:采用本文提出的控制方法,选换档执行机构能够获得更好的动态特性,在一定程度上提高了换档品质。论文的研究,对进一步提高重型车AMT的选换档执行机构动态特性及换档品质具有一定的理论与实际意义。