概述

如今，商用车气控AMT市场发展迅速，AMT自动变速箱在商用车整车安全系统中有着重要的作用。除了需要与整车制动系统深度集成，AMT自动变速箱也需要考虑自身系统的安全性。

赢动变速箱的系统设计非常注重安全性，在功能设计上会与整车制动系统深度集成，同时也考虑各种极端工况下的安全策略，比如变速箱故障、整车通讯丢失以及其他可能存在的失效情况，通过增加系统冗余性设计以及对应的安全策略，确保整车驾驶安全。这些安全策略包括怠速限扭和紧急停车功能（目前国内、外AMT中独有的），自动回空挡功能、发动机超速保护、自动起步与防碰撞系统的集成等。

一、赢动AMT变速箱与整车安全系统的集成

（一）与液力缓速器的集成

根据液力缓速器工作特性，自动变速箱在液力缓速器工作时会适当提高降挡点，提升发动机转速为缓速器提高冷却能力，以保证缓速器工作能力。当缓速器水温或油温过高时，变速箱还会进一步提升发动机转速，最大化提高发动机转速，让缓速器工作能力快速恢复，确保制动安全。

（二）与发动机缸内制动的集成

发动机缸内制动的工作特性是转速越高制动功率越大。自动变速箱在缸内制动工作时会提高降挡点，提升发动机转速，从而提高发动机缸内制动功率。除此以外，在赢动变速箱的Low模式（低速挡）下，变速箱会最大化提高发动机转速，充分发挥发动机缸内制动的制动能力，保证在大坡上的车辆制动安全。

（三）与防碰撞系统或AEBS的集成

赢动变速箱具有跟乘用车一样的自动起步功能，司机松开脚刹后，车辆自动缓慢起步蠕行，让司机有更舒适的驾驶感受。但在防碰撞系统或者AEBS激活时，为避免与制动系统冲突，自动起步功能会暂停激活，直到司机踩油门起步或者回空挡后再进挡。另一方面，从安全性角度考虑，当防碰撞系统或者AEBS有故障时，自动起步功能也会被禁用。

二、赢动AMT变速箱的安全功能设计

（一）紧急停车功能

在整车行驶过程中，如果出现传动系无法断开的故障，比如离合器无法打开并且变速箱无法回空挡同时发生，司机需要停车就需要克服发动机的怠速扭矩，造成制动停车距离长甚至停车困难的情况，存在潜在的安全风险。

（1）SAE标准

为了解决这种情况下车辆紧急停车的问题，伊顿康明斯引领开发了与发动机系统的深度安全集成。在美国汽车工程学会（SAE）讨论确定了一组报文和规范，由SAE J1939发布确定，其中定义了在紧急状态下的安全报文接口，包括四个信号（见表1）。

表1 紧急停车功能相关报文和信号

伊顿康明斯是第一家根据规范全面实施这些功能的公司。北美的所有OEM（比如PACCAR / Peter bilt / Kenworth，Navistar / International，DTNA / Freightliner和Volvo）已同意为赢动AMT执行此功能。伊顿康明斯在实施该功能方面处于领先地位，其他AMT制造商目前也在努力开发实施该功能，虽然目前尚未见其他AMT实现此功能，但在不远的将来，在北美，这一特征将被视为先进的关键的技术，并将成为：防止所有气控AMT意外出现车辆非正常移动的技术规范。实现该功能，将提升整车在紧急情况下的安全等级，体现安全为本的产品特性。

在国内，伊顿康明斯已率先与所有匹配的发动机实现此功能，并克服重重困难将此功能作为新车匹配量产验收指标之一。由此可见，伊顿康明斯推行安全功能的决心和力度，以及秉承安全第一的理念。

（2）如何实现

紧急停车功能考虑了两种情况下的紧急停车：一种是整车通讯正常情况下的传动系无法断开故障，比如变速箱供气源断开；另一种是传动系无法断开并且变速箱跟整车的通讯断开，比如TCU意外断电。

在通讯正常的情况下，系统通过怠速熄火功能实现安全停车。当司机踩刹车停车发动机转速降低到怠速以下，TCU会通过ESR报文发出怠速熄火指令，ECU将直接断油停喷，避免发动机怠速扭矩继续输出，从而让车辆没有风险地停车。如图1所示，发动机AEPT（实际扭矩百分比）在收到怠速熄火指令后降为0%。

图1 怠速熄火功能

当变速箱与整车通讯断开的时候，系统通过怠速限扭功能实现安全停车。由于发动机ECU无法收到TCU发出的报文指令，这个时候需要发动机限制怠速扭矩到最低水平，该扭矩值在上电之初变速箱通过TCFG2报文广播出来，由于发动机的怠速扭矩能力大大减小，可以确保该紧急情况下的停车安全。如图2所示，发动机怠速下的AEPT（实际扭矩百分比）限制在了10%。

图2 怠速限扭功能

（3）集成该功能的主要作用和好处

该功能的目的不仅仅是减少车辆的制动距离。好处之一是可以让司机轻松自信地停止车辆非正常移动。在较高挡位下执行时，停车距离并不是很重要，因为从发动机到整车制动器的扭矩倍增量要小得多。当通过较高挡位的变速箱倍增时，制动器通常可轻松克服发动机扭矩。驾驶员可以在高速挡时更轻松地停止发动机和制动。但此功能最主要的作用是当传动系以低速完全接合且变速箱在其低挡时（1挡速比：14.43，倒挡速比：16.92），此时从发动机到整车制动器的扭矩倍增量（乘以14.43或16.92）要大得多，以及整车在其他未知的移动环境下需要紧急停车时（比如低速倒车入库，后方有人指挥时，如果整车停不下来，就会比较危险）。在这些情况下，整车停车距离可能是无法预估的。但整车集成此功能后，低速紧急停车距离制动距离可以缩短1.5m左右，这样司机可以轻松应对发生的意外情况，避免安全事故产生。

（4）为什么紧急时不采用关整车钥匙电来进行发动机熄火

整车意外出现故障时以及在某些特殊情况下，驾驶员的行为反应以及反应时间是不同的，无法100%保证每位驾驶员及时、正确地做出关钥匙动作，潜在危险因素依然存在，相比来说，软件内部进行自动保护（此功能）会更可靠。

（5）是否安全

赢动AMT在激活此功能前会自行多次尝试断开传动系（如打开离合器、变速箱回空挡），只有当TCU完全确定传动系统无法正常断开时才会激活此功能。一旦发动机扭矩与车辆制动器发生冲突，由于变速箱被传动扭矩锁紧，此时变速箱会更难回空挡来断开传动系，TCU必须执行此功能（发动机怠速熄火）。所以，TCU与发动机ECU正常通讯时，不存在误报此功能的行为；而对于TCU离线或断电这种故障模式，则更不会产生误报行为，因为此时需要发动机ECU自行限制怠速扭矩，实现停车保护。

（二）自动回空挡功能（Auto Neutral）

在变速箱停车在挡（前进挡或者倒挡）状态下，司机拉起手刹后，变速箱会自动回空挡，避免传动系异常结合，确保车辆安全。

当自动回空挡激活后，仪表会提示变速箱自动回空挡（AN)，需要司机将换挡手柄切回N挡，再次行车时重新选择D挡。

（三）发动机超速保护功能

在各种模式下（D/M/L/R)，如果发动机转速非常高超过了高怠速，变速箱会强制升挡降低发动机转速，保护发动机，确保行车安全。

（四）冗余设计

为确保系统在某些部件出现故障的情况下仍能正常驾驶，赢动变速箱有多处冗余设计。包括输入轴传感器、备用CAN通讯、两路电源设计以及换挡手柄支持PWM硬线信号，他们在系统相关零部件产生故障的情况下，仍能使得变速箱以跛行模式运行，最大程度让司机安全方便驾驶回服务站进行维修。

总结:

如今，商用车AMT市场接受度越来越高，赢动自动变速箱在为卡友带来舒适驾驶感受的同时，也无时无刻不关注着整车的系统安全。赢动下一代控制器还会再次提高系统安全等级，带来更完善的安全策略。