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汽车行业距今以有130多年的发展史,无论从动力性、经济性还是实用性来讲都有质的飞跃,现在更是向智能化方向发展。变速器作为汽车传动系统的一部分至关重要,可以说变速器的发展对整个汽车行业的发展都有推动作用。电控机械式自动变速器(AMT)是在传统的手动机械式变速器(MT)的基础上加装电子控制系统,控制执行机构完成自动换档过程。AMT传承了传统手动变速器传动效率高、油耗小优点的同时可以控制执行机构来完成选换档动作,实现自动换档。而控制器TCU能直接控制变速器的换档策略,可以说是整个变速系统的中枢,因此对控制器的开发研究有很大的实际意义和研究价值。本文从实际出发,将AMT控制器TCU的设计和应用作为研究目标,首先对AMT系统的结构及工作原理进行了研究,在此基础上以整车为对象进行了动力学分析,并搭建仿真模型,进而对换档策略进行仿真分析,验证策略的可行性。然后重点对控制器TCU进行了设计,控制器是整个自动换档控制系统的核心,也是本文研究的重要部分。为了实现平稳、快速、高品质的换档,首先对实现自动换档所需功能进行分析,确定了总体设计方案。在确定好设计方案之后又分别设计了最小系统、信号转换电路、驱动电路、通信接口等主要模块电路,对电路的布局进行详细规划,最终设计出完整的TCU电路。在此基础上对AMT经济性换档策略进行了分析研究,在原有换档策略的基础上进行修改,制定了新的经济性换档曲线,并基于MATLAB/Simulink平台在ADVISOR软件上进行仿真测试,验证了修改换档曲线的可行性和正确性。最后对设计的TCU进行台架实验,通过对实验结果的分析验证了本文设计的TCU实现自动换档控制的可行性。