一、CVT传动系的控制问题
  汽车上采用金属带式无级变速器的主要目的,就是在满足动力性的要求下,使燃油消耗降到最低。在控制CVT速比时,不仅需要充分考虑汽车的各种运行工况,还应根据加速踏板的变化情况,及时调节至发动机的经济或动力性目标转速。由CVT控制装置形成一个给定加速踏板开度下,对应发动机目标转速的最佳传动比,即发动机转矩、转速与功率,达到最佳匹配。因此CVT传动系统的两个主要任务是:① 把发动机输出动力可靠地传递到驱动轮,并尽可能减小功率损失。② 根据汽车的运行条件,按驾驶员选定的工作模式自动改变传动速比,使发动机维持在其特性场内的理想的工作点上。
  因此CVT的控制问题可归结为如下三个目标:
  (1)离合器的控制。可靠地传递发动机最大转矩,保证接合时发动机不熄火、不空转,分离时彻底迅速,保证汽车起步平稳,不溜坡
溜坡
  (发生溜坡时首先,在坡上拉手闸,将车固定在坡上,然后,挂一挡,离合踩到底,同时手放在手闸上准备松手闸.第三,慢慢踩油门,同时慢慢抬离合,和你起步一样,油离配合。最后,当离合松到连动点的时候(此时车头开始上翘),松开手闸,车子开始爬坡。)
起步和刹车时发动机不熄火。
  (2)金属带夹紧力控制。夹紧力过小,则金属带在轮上滑转,这不仅降低传动效率,导致发动机高转速下加速性能的丧失或不良,还加快金属带与轮的磨损,缩短带与轮的使用寿命;而夹紧力过大,将增加不必要的摩擦损失,同样也会降低传动系的效率。同时,还会导致金属带的张力过大,缩短带的使用寿命。根据汽车的运行条件,始终把夹紧力控制在适当的范围内,是CVT传动系的第一个控制问题。
  (3)速比控制。在汽车的所有运行工况,为了满足它的经济性和动力性要求,应使传动系的速比在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间,按驾驶员的意图实现动态最佳匹配,把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态,这就是CVT传动系的第二个控制问题。

二、无级变速传动系统速比的匹配规律
  (1)概述 由发动机试验数据可得出发动机的燃油消耗模型,将发动机每个等功率输出条件下最小燃油消耗点连接起来,得出发动机最佳燃油经济性曲线。 加速踏板开度变化,间接反应了驾驶员对发动机输出功率的需求,通过发动机柔性控制(Drive-by-wire
Drive-by-wire
  (电传线控,其实Drive by Wire正是完全摆脱传统的 油门控制依靠钢缆这种机械结构 。 Drive-by-Wire其实就是把钢缆的机械动作改为电子讯号,这里的Wire指的是传输电子……)
) ,使发动机的油门开度与加速踏板之间间接关联,发动机的输出转矩与加速踏板之间也有耦合关系。即加速踏板开度、发动机输出功率和转速之间具有一一对应的关系。在每个油门踏板开度下,为保证汽车以不同车速在任意道路阻力下行驶,均应有相应的速比保证发动机在所要求的最优工作点工作。
  图5-21给出了发动机最佳经济性和最佳动力性目标速比,为CVT速比控制规律的实现提供了控制依据。
图5-21 最佳经济性和动力性目标速比
  (2)不同工况下速比控制规律
  汽车上应用CVT的主要目的就是在满足动力性要求下使燃油消耗率降到最低。在控制CVT速比时,不仅需要充分考虑汽车的各种运行工况,还应根据加速踏板的变化情况,及时调节至发动机的经济或动力性目标转速。这时,由CVT控制装置形成一个给定加速踏板开度下,对应发动机目标转速的最佳传动比,即发动机转矩、转速与CVT传动比之间的关系,形成了系统的速比控制策略,使发动机输出功率与汽车行驶阻力功率达到最佳匹配。
  根据汽车运行时采集的加速踏板开度、车速、发动机转速等信号,判断出汽车当前所处运行工况,进入相应的工况控制程序,按照CVT速比控制规律对CVT速比进行控制,保证汽车满足动力需求的同时,发动机尽可能的运行在经济曲线附近。
  (3)广州本田飞度CVT的电子控制系统
  ①电子控制系统的控制功能
  广州本条无级变速器的电子控制系统由传感器、动力控制模块(PCM)和执行器组成。传感器包括CVT主动带轮转速传感器、CVT从动带轮转速传感器、中间齿轮转速传感器、档位传感器。动力控制模块(PCM)同时控制发动机和无级变速器工作。执行器包括CVT主动带轮压力控制阀、CVT从动带轮压力控制阀、CVT起步离合器压力控制阀、限制装置电磁阀。广州本田飞度无级变速器电子控制系统部件位置如图5-22~5-24所示。
  ②电子控制系统的控制功能
  广州本田无级变速器的控制功能包括换挡控制、带轮侧压力控制、起步离合器控制倒挡控制、自诊断
自诊断
  (系统自身的故障诊断和故障定位功能)
功能、失效保护
失效保护
  (在今天的车身控制模块(BCM)设计中,有见识的工程师机都尽可能不再使用机电式继电器。他们的下一个发展方向是停用熔断器。但是,停用熔断器是一个非常必要的解决方案吗?是一个用更加复杂的解决方案取代一个简单而且高效的元器件吗?
  今天的BCM由大量的固态开关和熔断器组成。某些BCM有多达8-12个蓄电池馈路,为60-80个负载提供电源,每个电池馈路都装有熔断器,这就是说,BCM负载(车灯、门锁等)是由驱动器组驱动的,每个驱动器都有一个熔断器。为了安全起见,或只是因为负载电流太大,无法均衡分配,有些负载需要单独配备熔断器。据说,还有些 BCM只有一个或两个熔断器。万一输出失效时,这些模块依靠固态开关提供“熔断”保护功能)
控制制。
  A.换挡控制
  动力控制模块(PCM)将实际动力控制模块(PCM)将实际行驶条件与存储的行驶条件进行比较,进行换档控制,并连续改变主、从动带轮的传动比,以满足发动机目标转速的要求。换挡控制原理如图5-25所示。
  a.发动机目标转速控制

1-CVT转速传感器 2-CVT从动带轮转速传感器 3-变速器档位开关
4-CVT主动带轮压力控制阀 5-CVT从动带轮压力控制阀 6-CVT起步离合器压力控制阀
7-无级变速器主动带轮转速传感器 8-限制装置电磁阀
图5-22 电子控制系统部件位置(一)

图5-23 电子控制系统部件位置(二)
  在D档时,传动比在0.407~2.367范围内变化。在R档时,踏下加速踏板,传动比为1.362;松开加速踏板,传动比为2.367.无级变速器传动比主要是根据发动机的目标转速确定的,即在给定的车速和节气门开度下,根据发动机的目标转速确定变速器的传动比,按照不同的行驶条件使发动机获得最佳的经济性或动力性,或者兼顾动力性和经济性。因此,发动机目标转速是一个变化的数值。例如较大节气门开度下目标转速较高,以获得较好的加速性;在公路巡航速度
巡航速度
  (发动机每100公里消耗燃油最小情况下的速度称为巡航速度)
下行驶时,由于节气门部分开启,目标转速稍低,以获得较高的燃油经济性。此外,动力控制模块(PCM)在确定目标转速时还考虑选档杆的位置。与普通变速器不同,无级变速器在选档杆位于每个位置(D、S、L)时,均可在整个传动比范围内工作,只是对于同一车速和同一节气门开度,在不同的选档杆位置下其发动机目标转速不同。广州本田无级变速器在不同的选
图5-24 电子控制系统部件位置(三)
  档杆位置下的目标转速特性曲线如图5-26所示。
  b.基于发动机冷却液温度的调节控制
  发动机冷却液温度较低时,传动比被设定为低速速比(LOW SIDE),以使发动机迅速暖机
暖机
  (发动机工作时温度较高,各部件摩擦也达到平衡,主要是活塞与汽缸之间。暖机的意思就是先使机器运转起来,待机器温度和部件之间达到一定时,在使机器满负荷工作。暖机是保护机器的必要方法。否则,很有可能造成汽缸爆裂或者活塞磨损过大以及活塞杆断裂等人为事故)
催化转换器
催化转换器
(催化转换器(Catalytic Converter),又叫催化净化器。该装置安在汽车的排气系统内,其作用是减少发动机排出的大部分废气污染物)
尽早工作。
  c.基于无级变速器油温的调节控制
  汽车长时间高速行驶时,在持续高速运转状态下,无级变速器油温可能升高到限定值以上,动力控制模块(PCM)对发动机高速运转时的持续时间进行监测,并在必要时改变带轮传动比,直至变速器油温回到限定值内。
图5-25 换挡控制原理图
图5-26 特性曲线
  B.带轮侧压力控制
  动力控制模块(PCM)将进气歧管绝对压力传感器(进气歧管绝对压力传感器简称MAP传感器,MAP是英文Manifold Absolute Pressure Sensor的缩写。MAP的值是由大气压力值与进气歧管真空度合成的,或者说是进气歧管外大气压力与进气歧管内真空度的差值。MAP是相对于零压力(高真空)而讲的。大气压力、进气歧管真空度和MAP三者的关系为:MAP:大气压力一真空度)信号作为发动机负荷信号,根据该信号以及其他信号,PCM确定正确的带轮侧压力。
  在爬坡和加速等高负荷条件下,带轮应收到更高的侧压力,以防止V形钢带打滑。动力控制模块(PCM)将根据监测到的较大的节气门开度和较高的进气歧管压力确定带轮的侧压力需要提高多少。
  在中等巡航行驶等低负荷条件下,动力控制模块检测到较小的节气门开度和较低的进气歧管压力,并保持较低的带轮侧压力,以减少V形钢带磨损并改善燃油经济性。