机械式自动变速器(AMT)能够减轻驾驶员劳动强度,同时有效地提高汽车动力性与经济性,已获得日益广泛的研究与应用。本课题研究对象为某重型特种越野车辆,装备电子调速式发动机和手自一体机械式自动变速器。在长陡坡道、起伏道路、沙土道路等复杂道路工况下,由于电子调速式发动机的限制,不能获取精确的扭矩值,难以实现车辆的自动挡位判断,且在自动模式下,由于车辆不能准确获取复杂路况信息,行驶时会出现频繁换挡的现象;或由于自动模式的顺序降挡策略,变速器在复杂道路工况下不能跳选到合适挡位,实时挡位与复杂路况不匹配。为保证车辆在复杂道路工况下行驶安全性,驾驶员多采用变速器手动模式行驶。为实现重型特种越野车辆在复杂道路工况利用自动模式正常行驶,本课题依托“某6×6重型轮式特种越野车辆传动系统”在研重点型号项目,建立了装有AMT的重型越野车辆在复杂道路下的车辆动力学模型,分析了实车在复杂道路工况下自动模式行驶出现问题的原因。基于AVL Cruise联合Matlab/Simulink,依次对整车发动机、变速器、离合器等建模,利用原换挡策略进行仿真,与实车问题数据作对比,验证仿真模型的准确性。基于车辆动力学,提出了以下3种优化方法:(1)通过坡道传感器识别坡道角度并求解坡道阻力,通过增加坡道角度这一参数对换挡策略进行优化,实现车辆在长陡坡道和起伏路上在自动模式下以合适的挡位正常行驶;(2)对于沙土路等困难路况,根据车辆动力学求解出广义道路阻力,结合坡道传感器求解的坡道阻力,计算出滚动摩擦阻力,实现坡道工况下坡道阻力和困难道路工况下滚动摩擦阻力之间的解耦,并据此进行挡位决策;(3)为缩短复杂道路工况下的动力中断时间,通过发动机和变速箱之间换挡时序匹配控制,优化了发动机和变速箱一体化控制策略,改善了换挡品质,提高了车辆的可驾驶性。基于以上提出的换挡优化控制策略,通过仿真分析,验证控制策略的可行性。选用合适的倾角传感器,通过实车实验,与车载惯性导航仪数据作对比,验证倾角传感器识别坡道的准确性。基于Freescale系列MPC5466A单片机,采用C语言编程实现控制策略软件开发,应用VB开发上位机数据采集调试系统,用于数据采集分析与调试,通过实车试验,验证发动机与变速箱换挡时序匹配控制提高车辆可驾驶性的可行性。