电控机械式变速器（Automatic Mechanical Transmission，AMT）是在原机械变速器结构不变的情况下，通过加装由微处理器控制的自动操纵机构，实现换档过程的自动化。AMT的基本控制原理是：ECU根据驾驶人的操纵（对加速踏板、制动踏板、转向盘、档位选择器等的操纵）和汽车的运行状态（车速、发动机转速、节气门开度、离合器位置等）进行综合判断，选择合理的控制规律，发出控制指令，借助于相应的执行机构，对汽车的动力传动系统进行操纵。相对于AT和CVT而言，AMT是由现有的机械变速器进行改造而成的，保留了原来绝大部分的总成部件，仅改变了其中的手动换档操纵部分，加装自动换档执行机构，生产继承性好，改造费用少，通用性好。

手动机械式变速器的特点是效率高，工作可靠，结构简单，制造和维修成本低。AMT在此基础上改装，保留了干式离合器与手动变速器的绝大部分总成部件，只将其中的变速杆操纵部分、离合器操纵部分以及节气门操纵部分改为电子控制的自动变速操纵系统（Automatic Shift Control System，ASCS）。

图4-5所示为AMT的结构组成示意图，该图说明了AMT的结构演化及ASCS的组成。

图4-5 AMT结构组成示意图

配置电驱动系统与AMT的纯电动客车动力传动系统的工作原理如图4-6所示，AMT控制器根据操纵手柄位置、制动信号、电机转速和加速踏板位置计算合适的档位，当需要进行换档操作时，AMT控制器向驱动电机控制器发送换档过程所需的电机工作模式，进而实现换档操作。换档过程对汽车的平顺性有很大影响，只有换档过程中对电动选换挡执行机构和整车驱动电机进行准确控制，才能保证整车的舒适性和平顺性。

通过电机控制系统与传动控制系统一体化控制技术，纯电动客车AMT动力传动系统中可以省去离合器，牵引驱动电机与变速器直接相连。

图4-6 纯电动客车动力传动系统工作原理图

动力传动系统简化模型如图4-7所示，J₁为换算至变速器输入轴（无离合器时等同于电机转子）上的转动惯量；J₂为换算至变速器输出轴上的转动惯量；ω_e、ω₁和ω₂分别为电机、变速器输入轴角速度和输出轴的角速度， 、 、 分别是各个角速度的变化率；M_e、M₁和M₂分别为电机的输出转矩、变速器输入轴转矩及输出轴转矩；M_s为同步器在滑摩状态时传递的摩擦转矩，即同步力矩；M_d为地面阻力矩；i_g为变速器传动比；i_go为变速器原档位传动比；i_gn为变速器目标档位传动比；i_o为主减速器传动比。如果无离合器，则M_e=M₁，ω_e=ω₁， ，换档过程分为下述几个阶段。

图4-7 动力传动系统简化模型

1.换档前

此阶段电机动力输出端至车轮间的运动学和动力学关系是确定的，即

2.摘空档

此阶段电机动力输出端至车轮间的运动学和动力学关系仍如式（4-1）所示，但通过主动控制，控制电机输出转矩减小至0，此时变速器的输入轴力矩较小，输入轴和输出轴齿轮间啮合力较小，可以实现摘空档操作。(www.daowen.com)

3.空档

此阶段电机与汽车间的动力传递完全被切断，在此阶段对驱动电机进行调速，调速的目标是使得同步器主、从动部分的转速满足新档位传动比的要求，这时才可以进行换档，目标调速值的计算值为

在空载状态下，驱动电机可实现转速的快速调整，通过电机控制器主动控制ω₁达到期望的ω_aim，即通过电机控制器控制电机转速实现主动同步，摘空档后还应同时进行选档操作。

4.换档

当电机转速接近目标调速值后，再次控制电机输出转矩为0，进行换档操作，换档阶段可以分为同步器同步阶段和换入目标档阶段。在同步阶段有

式中，λ为符号函数的值，λ=sgn（i_gn-i_go），sgn（x）为符号函数，升档时λ=-1，降档时λ=+1。显然，如果J₁足够小，同步力矩M_s就可以实现快速同步；如果电机调速后达到的转速与目标转速越接近，同步力矩M_s也就越小。

当转速完全同步后，可顺利挂入目标档位，此时有

图4-8 电动客车换档控制流程

5.换档后

此阶段与换档前相同，汽车恢复正常行驶状态。通过AMT控制器和电机控制器的一体化控制，可以实现无离合器换档，但这对电机控制器的控制提出了更高的要求，如要有短的调速时间和精准的调速转速，以保证换档速度，减小换档冲击和同步器滑摩等。其换档控制流程如图4-8所示。

在2008年北京奥运会、2010年上海世博会等得到了广泛应用的纯电动客车便采用了一个三档的AMT系统，其外形图如图4-9所示。得益于该系统的优良表现，该类型的电动汽车加速时间较同类型的配置传统变速器的车辆缩短了18%。