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汽车工业100多年的历史，主要是动力系统的技术史 ［14］ ，驾驶更方便、乘坐更舒适一直是汽车技术发展所追求的目标。由于车辆驱动力所需扭矩、转速与发动机所能提供的扭矩和转速有偏差，这种偏差通过传动系统改变传动比来将动力传递给车轮。变速器是传动系统中的关键组成，其技术发展对整车技术起到非常重要的作用。根据变速器的发展历程，主要分为机械式变速器和自动变速器两个阶段。机械式变速器能满足车辆行驶基本要求，结构简单、可靠性高、制造和维护成本低，是变速器发展初期的主要形式，目前仍有较大的使用市场。自动变速器具有降低驾驶难度、减轻驾驶员疲劳、换挡时机精确而挡位选择合理、降低燃油消耗从而减少污染的优点。随着汽车行业发展，绿色环保与智能化成为目前的发展趋势，自动变速器虽然技术难度与成本更高，但因其具备的上述优点符合车辆发展趋势，使其成为变速器行业发展的潮流与方向。乘用车对使用舒适度有较高要求，最早开始装备自动变速器，虽然我国汽车制造和使用晚于国外，但在2000年左右时国内高档轿车的自动变速器装车率也几乎达到100％ ［15］ 。卡车因为较为重视购车成本和维护成本，对自动变速器的应用落后于乘用车。手动换挡要求驾驶员有较熟练的驾驶技术，大型车辆挡位数量多，频繁地换挡操作导致驾驶员紧张与劳累程度远高于乘用车，随着经济发展和自动变速器技术的提高，近几年自动变速器在卡车上的装车率也有了大幅提升 ［16］ 。
1.2.1.1 自动变速器的分类
自动变速器可以分为四种类型 ［17，18］ ：液力自动变速器（automatic transmission，AT）、电控机械式自动变速器（automated mechanical transmission，AMT）、机械式无级变速器（continuously variable transmission，CVT）和双离合器式自动变速器（dual clutch transmission，DCT）。
液力自动变速器（AT）由液力变矩器实现发动机和传动系之间的柔性连接和传动，能够使汽车起步和换挡时平稳、柔和、加速均匀，因而车辆舒适度高。但是AT变速器对速度变化反应较慢，变矩范围有限，并且机构复杂、成本较高，目前多应用于轿车。
机械式无级变速器（CVT）采用金属带式的传动方式，传动比可以连续变化因而动力性好，同时具有结构紧凑、质量轻的优势。由于CVT传递扭矩范围小、金属带或链条强度较低，此类变速器一般应用于中小排量车辆上。
电控机械式自动变速器（AMT）是在机械式变速器（MT）基本结构基础上加装自动操纵机构，取消了人工离合器以及选换挡操作，代之以电脑控制系统根据一定的控制策略自动实现换挡动作。这种变速器成本较低，虽然换挡过程动力中断，但动力传递效率高，是目前在卡车上应用的主要自动变速器类型。
单离合自动变速器换挡过程中动力中断，双离合器式自动变速器（DCT）正是为解决该问题而在其基础上发展而来的。DCT通过两个离合器的交替接合、分离来实现动力切换，消除了AMT单个离合器换挡过程中的动力中断。DCT机械变速箱同样能够继承手动变速箱低成本的优势，因此具有非常好的市场前景。但DCT的控制系统较为复杂，在目前的使用和发展过程中经常出现一些问题，目前一般应用于轿车。
1.2.1.2 自动变速器在卡车上的应用
国内AMT重卡的研制比国外晚，中国重汽集团（以下简称“重汽”）是较早开展自主研发的公司。2005年重汽与WABCO公司合作开始自动挡卡车的产品开发工作，2008年推入市场的豪沃A7系列重型卡车配置了16挡AMT自动变速器。之后，重汽进行了大量产品试验和技术提升，再次于2013年推出豪沃T7H系列AMT重卡，目前成为国内重卡AMT技术与市场的领先者 ［19］ 。
一汽解放于2001年开始轿车、城市公交客车的AMT研发，2004年进行重型卡车AMT研制并于2008年首次上市解放J6 ［20］ 。该车型配置了与BOSCH合作电控系统的AMT自动变速器，2015年正式进入市场推广阶段。
此外，国内市场还有很多品牌选择配置第三方产品的模式 ［21，22］ 。2010年在东风物流签约仪式上亮相的东风天龙搭配了ZF公司的AS Tronic自动变速箱，2010年参加北京车展的集瑞联合卡车配置了ZF的自动变速器。国产重型车手动变速器厂商法士特也进入AMT市场 ［23，24］ ，2016年北京车展上展出的徐工汉风G900、东风柳汽T7牵引车等即使用了法士特公司的AMT自动变速器。
国外重卡车辆自动化程度高，自动变速器的应用也非常早。占据欧洲卡车市场绝大部分份额的欧洲七大卡车主流品牌奔驰、达夫、依维柯、MAN、雷诺、斯堪尼亚、沃尔沃的产品一定程度上代表了欧洲的车辆发展情况 ［25-28］ 。其中，达夫、依维柯、MAN、雷诺配套传动系统巨头采埃孚（ZF）提供的产品，而其他3家都有自己的AMT自动变速器产品。国外自动变速卡车早已经完成变速器底层执行机构品质控制和优化阶段，“人、车、环境”相结合的换挡策略发展也较为成熟，目前的发展趋势是寻求新的智能技术、传感技术与换挡策略的结合与应用，以提高车辆智能化程度，减少车辆燃油消耗与燃油排放。而从上述国内卡车AMT的发展状况来看，国内自动变速技术发展远不及国外，目前变速器执行机构的控制品质基本完成，而换挡策略急需完善和提升，更多发展重心仍在智能换挡策略对各种工况的适应性阶段。由于国外的换挡策略技术保密性非常高，不同公司间的策略也各不相同，因此国内换挡策略研究需要通过理论与实践上不断摸索才能做到自主创新。
1.2.2.1 换挡策略的分类
不论哪种自动变速器，都需要配有相适应的换挡规律才能发挥自动变速器在恰当时机准确换挡的目的。换挡策略可以分为单参数换挡规律、二参数换挡规律、三参数换挡规律和智能型换挡规律四种类型。
单参数换挡规律一般选取相对稳定的车速作为换挡控制参数，其控制系统虽然结构简单，但换挡不能体现驾驶员意愿。因此，除少数城市公交车、军用车为了减少换挡次数而使用这种换挡规律外，目前较少有车辆使用。
二参数换挡规律控制参数除了车速参数，也可以是泵轮转速和涡轮转速、发动机转矩和由驾驶员控制的油门等参数，能根据车型特点做出有针对性的设计并能一定程度地反映驾驶意图，是目前应用最为广泛的换挡规律 ［29］ 。
针对车辆起步、换挡时的非稳定状态，葛安林教授 ［30］ 提出了以油门、车速和加速度控制的三参数换挡规律。三参数换挡规律的制定建立在大量发动机非稳态实验基础上，需获取多种发动机角加速度下转矩和油耗特性曲线以形成三维的变化规律，虽然理论上该换挡规律较两参数换挡规律其加速性能和车辆燃油消耗性能更佳，但实际应用较少 ［31］ 。
智能型换挡规律考虑汽车的行驶环境、驾驶者的驾驶意图，将驾驶者、车辆和环境作为一个整体，力图真正实现既适合当前行驶环境又能体现驾驶意图的换挡。智能型换挡规律实际上是基于此目的的一类换挡规律的概括，是目前换挡策略研究的较新阶段。
综上所述，自动换挡策略的发展趋势是将人、车、环境作为整体考虑，根据车辆自身参数，能够自动适应当前行驶环境和驾驶者特点。挡位决策过程中首先要将对换挡有影响的因素做出识别，然后依据一定原则设计对应换挡策略。其中，识别系统的准确性与及时性关系、换挡策略的有效性，是自动换挡策略中非常重要的部分。
1.2.2.2 换挡策略影响因素的行驶环境识别研究
二参数换挡规律适合稳定的平直路况，在一些特殊工况可能会出现坡道换挡循环、弯道降速反而升挡、下坡时至高挡等问题，这是换挡策略系统不清楚车辆当前行驶环境造成的，解决这类换挡问题的办法是要识别出车辆所行驶的路况环境。
坡道行驶时由于坡道阻力的出现，自动换挡车辆较之平路行驶会出现一些换挡问题，因而坡道识别是自动变速车辆能够实现自动、智能换挡的重要环节之一，也是目前的一大技术难题 ［31］ 。卡车由于发动机后备功率低，道路坡度对换挡影响尤为严重。坡度识别基本有基于传感器的方法和不使用传感器而依靠车辆纵向动力学或车辆行驶参数辨识的两类方法。较早时受传感器精度、使用条件以及车辆控制器处理能力的限值，利用车辆自身行驶参数进行识别的方法研究较多。其中，张小龙等 ［32］ 提出一种基于支持向量机的道路坡度实时检测方法。王玉海等 ［33］ 通过SAE J1939协议获取CAN总线中发动机信号，根据发动机信号计算发动机输出转矩和车辆加速度，最终根据车辆动力学原理计算得到道路坡度。金辉等 ［34］ 将车辆节气门开度、车速、加速度等与坡道的对应关系通过实验获取然后写入识别库中，通过检测车辆行驶参数即可识别出当前坡度。何忠波 ［35］ 则提出根据换挡时离合器接合过程中的发动机转速进行坡道识别。
由于车辆质量也是影响换挡规律的参数之一，利用纵向动力学进行识别时，经常将坡度与质量两个参数同时进行识别。史俊武 ［36］ 设计改进最小二乘法，将车辆载荷和坡度赋予不同的遗忘因子并对其进行了辨识。雷雨龙 ［37］ 使用扩展卡尔曼滤波（kalman filtering）方法对车辆质量和道路坡度进行估计。阿达兰·瓦希迪等（Ardalan Vahidi et al.） ［38］ 基于车辆的纵向动力学模型，提出了递归最小二乘估算法识别车辆载荷与道路坡度的方法。史蒂芬·曼根等（Stephen Mangan et al.） ［39］ 使用CAN通讯读取的车辆行驶数据，基于车辆纵向动力学方法进行了坡道和载荷识别，并在捷豹XKR车上进行了路上实验。彼得·林曼等（Peter Lingman et al.） ［40］ 使用卡尔曼滤波方法对车辆质量和道路坡度辨识进行了研究。
随着传感器技术发展和成本降低，越来越多的汽车上较少使用到传感器，从而大大提高车辆智能化程度。传感器识别方法精度高、识别速度快，利用传感器直接测量或间接识别坡道的方法近几年在国内得到很多研究。杨志刚等 ［41，42］ 采用多个传感器进行动态测量，使用信息融合以识别道路坡度角。钱立军等 ［43］ 采用纵向加速度传感器并利用车辆加速度信号对行驶坡道进行了识别。国外使用传感器方法更为多见，肯·约翰森（Ken Johansson） ［44］ 利用斯堪尼亚重型车上安装的标准传感器，如GPS、压力传感器和扭矩传感器进行坡度识别，以车辆纵向动力学为基础，使用扩展卡尔曼滤波进行道路坡度估计，这种方法当车辆位于山区等偏远地区GPS系统出现信息失效后会影响识别有效性。T.马塞尔等（T.Massel et al.） ［45］ 人在车辆上安装了垂向加速计、纵向加速计以及轮速传感器，结合最小二乘法进行上坡坡度和车辆仰俯角的估计，不过该方法的使用前提为车辆处于直路爬坡状态，而且道路坡度为恒定值，因此需要与其他方法结合使用。张凯山等 ［46］ 使用激光雷达数据通过二元回归法进行道路坡度估计。尤西·帕尔维艾宁等（Jussi Parviainen et al.） ［47］ 则利用压力与高程的对应关系原理，使用气压计测量方法对坡度进行估计。
当车辆在弯道行驶时，驾驶员松开油门降速准备入弯，由于车速下降滞后于油门，此时使用普通换挡规律的车辆可能会出现短暂升挡，然后短时间又降回原挡位的情况。这显然是驾驶员意料外的一种换挡 ［48-50］ ，为杜绝这种意外现象，需要对弯道工况进行识别然后做出对应的换挡策略。
弯道识别方法与坡道识别类似，基本也分为使用车辆自身参数或行驶参数方法和借助传感器或辅助设施提供信息的方法两种。第一类方法中，王玉海等 ［51］ 根据转弯时车辆油门开度、油门开度变化率，以及车速、制动踏板信号等进行推断，但很难将弯道前的减速与直线路段的减速相区分。借助传感器等辅助设备的方法中，装有电控电动助力转向系统（EPS）的车辆能够通过读取车辆侧向加速度识别车辆弯道工况 ［31］ 。刘洪波 ［52］ 则研究证明侧向加速度变化率能够表征弯道的缓急程度，其值的正负情况还可反映车辆转弯的不同阶段。花彩霞 ［53］ 提出利用GPS系统的定位信息和电子地图的道路信息获得弯道路况，并利用弯道行驶时转向盘操作对导航系统的定位精度进行了校正。对于安装了机器视觉辅助设施（疲劳检测系统或车辆安全行驶智能辅助操作系统等）的车辆，其车载视觉识别系统能够通过预瞄点处道路识别得到道路曲率 ［54］ ，实现入弯预判和弯道半径估算。
1.2.2.3 换挡策略影响因素的车辆参数识别研究
车辆参数中，车辆载荷变化是影响换挡规律的一个重要因素 ［55，56］ 。卡车载荷变化比普通乘用车比重大，对换挡规律的影响也大，在交通运输业中，从行车安全和道路设施使用方面考虑，车辆载荷识别有利于卡车载重的管理和车辆使用。由于车辆载荷经常与行驶坡度一起识别，在前文进行了论述，这里研究单独识别车辆载荷的方法。
乔格·格里瑟（Joerg Grieser） ［57］ 在其申请的机动车质量估计方法专利中，利用ESP系统获取车轮制动压力等信息计算得到车轮力，然后利用纵向动力学考虑车辆驱动力、车辆转动惯量、风阻等计算得到车辆质量。该专利目的是使得机动车制动系统控制能够获取车辆质量参数。由于该方法建立在ESP系统基础上，没有配置ESP系统的车辆则无法使用。何萨姆·K.法特希等（Hosam K.Fathy et al.） ［58］ 提出了一种利用递归最小二乘法的不使用外加传感器的车辆质量实时估计方法，对于车辆纵向动力学中存在的坡道阻力，利用Bachman-Landau规则消除了道路坡度和空气阻力的影响。但是该方法需要车辆的持续激励如急加速、急减速工况，才能保证质量估计精度。因此，在实际应用中当车辆处于长时间稳定工况行驶时，识别会出现较大的误差。
1.2.2.4 换挡策略影响因素的驾驶意图识别研究
驾驶人操纵车辆的过程就是将自己的驾驶意愿以车辆操纵器（油门、刹车、方向盘、车灯等）的动作传达给车辆使车辆完成一定运动状态的过程。自动换挡系统必须识别出驾驶人的驾驶意图才能做出准确恰当的换挡指令。
对换挡有明显影响的几种驾驶意图可归纳为巡航、加速、减速、超车、停车、冲坡等 ［59-61］ 。驾驶意图主要体现在车速、油门踏板开度、刹车踏板开度、油门踏板变化率即刹车踏板变化率上。这些不同的分类只是研究者对可观测参数的描述与定义的不同，不论如何定义，其目的是根据自身定义做出识别并设计合理的对应换挡策略。在识别研究中，孙以泽 ［60］ 从驾驶员的操纵特征中提取环境和车辆运行状态的信息，使用模糊推理方法对驾驶意图进行识别。王庆年等 ［62］ 首先把驾驶意图分为动力模式和经济模式，对行驶模式的识别主要是通过汽车加速度均值和汽车加速度均方差两个参数完成的；然后用加速踏板开度和加速踏板开度变化率来进行加速紧急程度的识别；最后用加速度均值和车速参数进行巡航意图的识别。宗长富等 ［63］ 构建了一种代表复合工况下的驾驶意图的双层隐式马尔科夫模型，能够辨识单一和复合工况下的驾驶意图。
1.2.2.5 对应换挡策略研究
在确定了车辆的行驶环境、车辆自身参数和驾驶人的驾驶意图后，换挡控制系统就能够有针对性地做出换挡决策。其中，针对行驶环境的换挡策略方面，金辉 ［34］ 在识别出坡道之后，在平路两参数换挡规律基础上，以油门开度和坡度角为依据对换挡速度增加一个修正量，能够解决上坡行驶过程中出现频繁换挡的问题。这种方法通过实验获取修正量，有一定的特殊性，但在换挡控制系统处理器中比较容易实现。史俊武等 ［36］ 将发动机输出转矩以一定油门开度下的发动机转速进行拟合，然后根据动力性换挡规律制定原则，计入坡道阻力解析得到对应坡度下的坡道换挡规律，能够有效解决上坡行驶时的循环换挡的问题。李磊 ［64］ 则将各种特殊路面等效为一定坡度路面，通过绘制车辆各挡驱动力与不同坡度阻力图，得到克服一定坡度阻力所需要的挡位，从而制定出各等效坡度下的换挡规律。车辆弯道换挡策略主要是解决入弯减速时挡位反而上升的问题，刘洪波 ［57］ 提出根据弯道缓急程度设置门限值，在限值区域内不得换挡，否则无法使用正常换挡的方法。王玉海 ［51］ 则以减速或停车意图等效为弯道行驶环境的识别，使用模糊推理技术以及神经网络与模糊逻辑相结合 ［65-69］ 对换挡点进行修正，能加快规则的建立并缩短挡位调整时间。
在针对车辆参数的换挡策略方面，张泰 ［70］ 将空载、满载换挡规律以MAP图格式存储于车载计算机中，然后根据车辆载荷识别情况、起步油门开度、车速和加速度计算出对应载荷时的换挡规律。张泰首先制定了载荷最大与标注工况时的换挡规律，同理，制作了最大坡度和标准工况、最大滚动阻力系数和标准工况下的换挡规律，然后提出车辆负荷度概念并做出车辆不同负荷度下的换挡规律，将质量、坡度、滚动阻力系数改变都转化为负荷度的改变，从而选择合适的换挡规律。赵璐 ［71］ 制定出车辆空载和满载下的升挡规律曲线，然后根据估算的整车质量以插值方式得到对应载荷下的换挡速度。
在针对驾驶意图的换挡策略方法上，虽然各研究者对驾驶意图的分类不完全相同，但其分类的目的是制作对应的换挡规律。基本上在超车等加速类意图下，换挡规律使用动力性换挡，并且根据情况做一定的降挡提前 ［72］ ；减速工况为了与弯道减速相区别，经常是先做一定的延迟处理，确认是普通减速工况后，根据路况选择动力性或经济性换挡规律，否则采用弯道换挡策略；而弯道减速的换挡策略是减速换挡策略的一种特例，基本上是弯道抑制升挡，同时适时降挡 ［50，52］ 。
还有一类将各种条件综合考虑的智能型换挡策略，通常采用模糊逻辑方法 ［73-77］ 和神经网络方法 ［68，69］ 进行挡位决策。使用模糊逻辑方法的挡位决策基本原理是采集车辆行驶中的各类数据进行环境、驾驶人、车辆参数识别，然后进行模糊化处理，经由优秀驾驶员驾驶习惯建立的模糊规则库进行模糊推理，最终得到相应行驶工况下的挡位决策。基于模糊逻辑的决策技术适应性强且具有较好鲁棒性（稳健性），日本的三菱和尼桑、德国的宝马等公司使用此类模糊逻辑推理技术，其车辆自动换挡决策基本上可适应典型路况和驾驶员意图 ［78］ 。基于神经网络的决策方法则是利用神经网络在不能获得精确数学模型的非线性系统中能达到最优控制的特性，通常首先使用车辆状态与最佳挡位之间的对应数据对人工神经网络进行离线训练，然后在使用过程中对车辆行驶实时数据做出最佳挡位判断。
1.2.2.6 换挡策略模式研究
由于发动机动力、经济性较佳及转速区域的不同，为了使车辆具有最佳动力性能或最佳经济性能，根据发动机特性可设计出使得车辆动力性能最好或者经济性能最好的换挡规律。卡车为了兼顾不同的使用条件，一般设计有经济性/动力性换挡模式来突出某种性能。乘用车为了满足不同性格驾驶者对车辆动力或燃油消耗的需求，也设计有经济/动力性换挡模式供驾驶员选择。而根据行驶环境的需要，如拥堵路况、雪地行驶、坡道上起步需要等，换挡策略还可以设计为蠕行模式、雪地模式、坡道起步模式、下坡辅助制动模式等。这些不同的行驶模式被设计为按钮、开关由驾驶者自主选择。虽然此类设计目的明确，但并不符合驾驶操作越来越简化的发展趋势，选择恰当与否也与驾驶者驾驶技术高低有关，因此自动换挡系统如何智能地自主决定适合行驶环境和驾驶者驾驶习惯的换挡规律，是自动换挡策略需要解决的问题。目前许多先进汽车厂家对各种智能换挡策略模式进行了深入研究并运用到实车中。德国大众AG4自动变速器 ［79］ 即取消了运动、经济模式选择按键，由自动变速系统根据行驶坡道、驾驶员的驾驶习惯及交通环境等综合判断后自动选择挡位。BMW和ZF公司合作推出的5HP-30五挡自动变速器 ［80］ ，能够识别出阻力值的增大从而解决由行驶阻力增大和速度波动造成的换挡循环问题。此后BMW、ZF和BOSCH公司合作推出的5HP-24能通过驾驶员的油门踏板操作推断驾驶员的驾驶特点，然后自动赋予预先设定的四种模式之一。三菱公司的“fuzzy shift 4AT”系统 ［81，82］ 引入“模糊控制”概念，该系统收集车辆行驶状况信息，通过模糊逻辑判断后自动选择适当的换挡方式。因此使用该系统车辆能够在上坡或弯道路况上避免换入高挡，也可以在下坡时由高挡换入低挡。西门子VDO公司开发的SAT自动变速器 ［83］ 能够自动识别出驾驶人的驾驶风格，可以识别出车辆载荷，并且具有雪地路面检测等功能，具有较高的智能程度。
综上所述，由于车辆行驶环境的复杂性以及驾驶人性格的多样性，换挡策略无法使用单一方法来适应实际行驶中的多种工况，目前的汽车换挡策略通常是多种方法的集合运用，而对这些有针对性的换挡策略的研究是综合性换挡策略制定的基础。
全球定位系统（global positioning system，GPS）是由美国研发主导的卫星定位系统，国外汽车行业对GPS技术使用较早，在进行坡度识别、车辆载荷识别时也有借助GPS信息的研究方法 ［84，85］ 。2000年美国取消“选择可用性”（selective availability，SA）政策，不再人为降低普通用户利用GPS进行导航定位的精度，由此GPS民用误差可以限制在20米内（数据来源不一，一般10～14米）。在我国，近几年以GPS为主的卫星定位技术不断发展，基于惯性制导的航位推算设备精度也在不断提高，基于上述两者的混合定位技术为各类运动载体提供了实时精确定位信息的可能。各种混合定位方法能够提供移动载体的连续而准确的三维位置信息、三维速度信息等，因此实时获取移动载体在运动过程中的当前位置及运动前方位置坐标成为可能。
车辆导航是GPS信息系统在车辆上的传统应用领域，近几年GPS信息在车辆的更多控制系统中得到应用，如辅助控制单元中的冷却系统、空气压缩机、油泵、方向盘助力系统，巡航控制中的车轮制动、发动机、辅助制动等，传动系控制中的变速器、离合控制 ［86］ 。由瑞典公路管理局和瑞典汽车公司制造商联合发起的智能车辆安全系统（intelligent vehicle safety systems，IVSS）和斯堪尼亚CVAB所赞助的“使用预见信息的车辆控制”项目于2005年建立，专门致力于资助博士生对预知性地理信息在车辆控制系统中的应用研究。埃瑞克·赫尔斯特罗姆（Erik Hellström）博士 ［87］ 在其2010年的学位论文中研究了如何使用预知地理信息规划车辆速度与挡位来降低重卡车辆的燃油消耗量，通过建立一个基于滚动时域控制（receding horizon control，RHC）的实时控制系统，将车辆行驶时其前方一定距离视为一个优化区间，用反复解决最优问题的方法来随车辆行驶进行实时控制。
国外很多汽车企业较早开始了借助GPS系统实现预见性控制的研究，目前，通过挡位车速等的调节实现燃油消耗的降低，更加准确的换挡操作技术等已经应用到实车中。2013年在日内瓦车展首发的劳斯莱斯魅影（Wraith） ［88］ 采用了卫星辅助传动系统（satellite aided transmission，SAT）来处理GPS数据，与导航系统一起预测前方路况，从而自动选择最佳挡位，同时避免不必要的换挡。2014年汉诺威车展上 ［89，90］ ，德国曼恩（MAN）展出了其配置名为高效巡航（efficient cruise）系统的重卡，该系统使用GPS和三维地图技术，预测车辆前方上、下坡路况，通过对坡道速度的预测性调整，可使40吨卡车节省最高6％的燃油消耗。此次展览中，斯堪尼亚也推出其基于GPS的智能换挡系统，通过动能滑行系统（eco-roll）、智能辅助换挡系统（opticruise）与斯堪尼亚主动预见性巡航控制系统（scania active prediction）的配合来节省车辆燃油消耗。
在国内汽车行业并未有换挡系统使用预知性地理信息的实例，但已初步具备应用所需的技术条件。目前，车辆导航、地理信息采集与测量等领域中，通过定位信息与电子地图中路网相结合的方式以确定车辆在地图中具体位置的地图匹配技术已经十分成熟。而换挡系统需要地理环境的三维信息（如坡度等参数），这种三维地图技术发展也非常迅速。2014年，华为与高德地图联合推出立体导航产品 ［91］ 。在研究领域，吉林大学范铁虎 ［92］ 针对道路参数获取以及在AMT换挡策略中应用的问题进行了研究。主要根据换挡控制系统的特点提出了一种便于道路信息提取和定位信息匹配的道路参数库，并对地图匹配方法进行了研究，是国内较早研究GPS道路信息如何在换挡系统中应用的范例。北京科技大学的赵鑫鑫 ［93］ 研究了矿用工程车辆在固定行驶轨迹中的换挡策略。根据车辆前方道路信息设计换挡策略，与GPS信息在换挡策略中的应用原理相似，其换挡策略设计方法具有可借鉴性。随着高速计算芯片和小体积、大容量、高可靠性的存储介质的出现，定位信息在完备的数字地图中的精确匹配、相关数据获取和相关信息的逻辑分析与识别可以在极短时间内完成。这些为基于地理信息预知的换挡策略发展提供了可靠的技术基础，而换挡策略对此类技术提出的明确需求也会促进相关配套技术的快速发展。
目前，自动换挡策略在乘用车上的应用和发展较为成熟。卡车由于载荷大、挡位多、发动机后备功率低、行驶环境广泛、更加注重车辆经济性能等因素，其换挡策略研究具有一定的特殊性。而目前在信息技术、车辆智能技术发展条件下，卡车换挡策略也有新发展的可能。综上所述，卡车换挡策略研究目前存在以下几个主要问题：
（1）车辆载荷变化与坡道工况对换挡策略影响比乘用车更大，如何利用预见性地理信息完成坡道换挡，是研究的一个侧重点。
（2）使用车辆自身行驶参数或传感器进行路况识别的方法对某些换挡策略的实施存在路况识别滞后，如何引用可行性识别技术予以解决的问题。
（3）与乘用车以驾驶人为中心解决车辆动力性和经济性之间的矛盾不同，卡车在力求燃油经济性的前提下，需要根据车辆载荷和行驶环境对动力性的需求来解决动力性、经济性的平衡问题。而动力需求随车辆行驶路况改变即时变化，换挡策略如何解决这种实时变化的问题。
（4）目前，弯道换挡策略研究中的识别方法落后于换挡策略实施，借助预见性地理信息如何制定有效换挡策略避免降速升挡的问题。