汽车无级变速动力传动控制策略分析

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1、汽车无级变速动力传动控制策略分析1无级变速动力传动控制策略就无级变速动力传动系结构来说，根据所采用的部件不同，结构有所差异。图1为木文所研究的CVT动力传动系统尽管当前冇大量的文章研究无级变速动力传动控制策略，但是它们都是根据自己研究CVT结构和条件來开发控制策略，下文将在详细地总结前人开发的控制策略基础上，提出发动机最大功率工作模式。就当前已冇的无级变速动力传动控制策略來说，人致上可以分为6类：目标发动机转速控制、最优燃油经济性控制、运动模式控制、等节气门控制、授人节气门控制利发动机最大功率控制模式。下文将

2、分別以发动机速度、力矩和节气门控制方式来分类阐述上述6种控制策略。n从动帯轮匸飞轮行星甘倒撷动器WO合器图1无级变速动力传动系统结构示意图2基于发动机转速的控制策略丛J：发动机转速的控制策略就是在控制无级变速动力传动系统时，通过控制CVT的速比，实现发动机的卜1标转速。此方案也被Pfiffner称为速度跟踪控制策略，它的原理就是：在车辆行驶过程屮，调节CVT速比，以在相同的节气门开度和车速情况下，尽可能的降低发动机转速，最终实现最优的发动机燃油消耗。因此，这个目标发动机转速极人地影响着发动机的燃油经济性和车辆

3、的操纵性。如图2所示，细实线是发动机放优燃汕经济性工作模式，粗实线是为了提高乍辆操纵性的运动控制模式，细虚线是发动机处丁•制动反拖状态的燃汕经济工作曲线，粗虚线是发动机处于制动反拖的运动工作曲线。图2上面的点划线是当CVT速比最大时，受车速限制的发动机最高转速；下面的双点划线是CVT速比最小时的发动机最小转速。图2基于发动机转速控制模式图解图3给出了CVT传动系发动机目标转速控制策略结构，其中，目标发动机转速由发动机最优燃汕经济工作曲线决定，而根据驾驶员不同的踏板输入，可以在该曲线上查得-个发动机最优工作转速

4、，此转速就是当前车辆状态下的发动机11标转速。将上面发动机11标转速除以在减速器大齿轮上测得的CVT从动带轮转速,就得到当前车辆状态下的CVT目标速比，如下式:Imar"JVhnin>fmar■/fmtn、np.v匸仃心□d

5、动力传动系统的主要控制方式。3基于发动机力矩的控制策略皋于发动机力知的控制策略就是以发动机输出力矩作为中间控制变量，最终实现无级变速动力传动系统控制II标的策略，其包括最佳燃油经济性控制和运动模式控制两种模式。如图4所示，最佳经济性控制与运动模式控制不同Z处在于：两者所采用的目标力矩不同，但是最终的发动机目标工作状态是相同的。在图4屮，A点是假定的发动机初始工作状态点，T是发动机目标工作状态点，最住燃油经济性控制模式是通过调节CVT速比,使发动机的工作状态轨迹扫过曲线A-H-T,II点就是在当前发动机转速条件

6、厂发动机的最佳燃汕经济工作点；而运动模式控制却是通过调节CVT速比，使发动机工作状态轨迹扫过Illi线A-Q-T,Q点的确定根据具体车烈不同，仃所变化。在图4和6中，最上部的点线是发动机节气门全开工作状态轨迹，点划线是发动机等节气门工作曲线,双点划线是发动机等燃油效率工作曲线，粗虚线是传动系驱动阻力曲线[2]图4基于发动机力矩控制的图解图5给出了基于发动机力矩控制模式的流程框图，从图中可以看出来该控制策略中的CVT速比控制方案与上面所阐述的基于发动机转速控制策略一样。不同的地方是，一个力矩控制器被设计來控制发

7、动机，使发动机实现动力传动系控制器给出的目标发动机输出力矩.

8、动力传动系力矩控制器控制器厶发动机管理图5基于发动机转速控制的架构在CVT动力传动系统控制中，运动模式控制可以使车辆得到较好的动力性能；而最佳燃汕经济性控制虽然能够使车辆燃油消耗较少，却导致动力传动系后备功率较小，对车辆的动力性能影响较大，实际控制中较少采用。4基于节气门开度的控制策略现代汽车普遍采用电子节气门系统，驾驶员操纵加速踏板，加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入节气门控制单元，控制单元首先对输入的信号进行滤波，以消除坏境噪声的影响，然

9、厉根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员盘图，计算出对发动机扭矩的基木需求，得到相应的节气门转角的基木期里值。然后再经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获収其他匸况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调能耗等等，

10、打此计算出整车所需求的全部扭矩，通过对节气门转角期望值进行补偿，得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到驱动电路模块，驱动控制电机使节气门达到最佳的开