柴油机和机械变速器是车辆动力传动系统的两大有机组成部分。电子技术的应用为这两个系统的一体化控制创造了条件，从而形成了动力传动一体化控制系统。本文所研制的动力传动一体化控制系统是在传统的分立的柴油机电子控制系统和自动变速系统的基础上发展起来的、集动力和传动为一体的综合控制系统。

　　1控制原理从系统工程的角度来看，动力传动一体化控制系统的控制原理是对柴油机控制原理和机械变速器自动变速原理的有机综合。所以，分析动力传动一体化控制系统的控制原理，首先需要对柴油机和机械变速器的控制原理进行分析，然后再根据二者的控制原理得出动力传动一体化控制系统的一体化控制原理。

　　1.1柴油机控制原理柴油机的电子控制包括很多内容，但国内目前研究比较多、技术上比较成熟的还是以位置控制式的油量控制为主，也就是常说的电子调速器。因此，本文研究的柴油机控制系统以柴油机的转速控制为主，即以数字式电子调速器取代机械调速器，满足车辆驾驶对柴油机调速特性的需要，并在此基础上实现柴油机的综合控制。如果以油门踏板作为输入信号，柴油机转速作为输出信号，整个柴油机控制模块的传递函数包括调速器、执行器、喷油泵和柴油机等环节，可以建立柴油机控制模块的位置控制式油量控制原理框图（。

　　从图中可以看出，柴油机的转速控制，实质上是根据输入的油门位置信号、柴油机转速和齿杆位置，通过调整喷油泵的齿条位置来改变供油量，从而达到合理控制柴油机转速以适应车辆使用要求的目的。

　　1.2机械式自动变速器控制原理机械自动变速器的自动操纵主要包括起步控制和变速控制，根据控制对象的不同，可以把这些控制功能化分为离合器控制、换档控制和油门伺服控制三个部分，如。2所示。

　　从图中可以看出，机械式自动变速器的控制思想是微控制器根据驾驶员的驾驶意图（油门踏板和动力传动一体化控制对提高车辆加速性能的研究。2自动变速操纵系统控制结构。3动力传动一体化控制原理动力传动一体化控制系统以柴油机和机械式变速器组成的动力传动系统为控制对象。为了减少传感器的使用数量和相同电路的复用，提高系统的可靠性，系统采用单MCU的控制方式，系统的结构组成如。4所示。

　　动力传动一体化控制系统的很多性能优于传统分立的柴油机电子控制系统和自动变速系统，尤其在改善提高车辆加速性能上表现出了优良的性能。

　　2加速过程的控制方法的控制方法。

　　2.1有离合器操纵的换档过程分析1所示的固定轴式机械变速器为例，说明机械变速器换档过程的几个阶段：换档前的旧档主离合器处于接合状态，变速器按该档速比传递转矩。

　　W2变速器输出轴转速，*Me柴油机转矩，M1变速器输入轴转矩，i.旧档速比。

　　旧档转矩相主离合器开始分离，离合器摩擦片传递的转矩逐渐减小，车辆的牵引转矩逐渐减少，柴油机转速开始变化，但是车速还没有明显变化。

　　速器输出轴的角速度变化率，《20.惯性相主离合器进一步分离，不再传递摩擦转矩，车辆完全靠自己的惯量克服路面阻力继续行驶，车速开始下降。同时，同步器开始摘旧档，摘档过程结束后，进行挂新档的操作。

　　摘旧档之前挂新档之后加速性（这里指原地起步加速时间）主要受起步在挂新档的过程中，新档速比与旧档速比不同，时间和换档时间两方面因素的影响。下面以换档过伴随着挂档过程的结束，变速器输入轴转速由叫=程为例9说明动力传动一体化控制系统对加速过IblisA‘货逐渐过渡1r=SeWed2当变速器输入轴转速与in2相等以后，变速器便挂上了新档。

　　新档转矩相同步器已经挂上了新档。主离合器开始传递摩擦力矩，车辆的牵引转矩开始增加，柴油机转速和离合器从动轴转速逐渐开始同步，柴油机转速和车速之间接近新档速比。

　　由于变速器从旧档换至新档，而在整个换档过程中，车速下降不是很多，因此，按照新档速比将车速换算至变速器输入轴转速后，柴油机转速和变速器输入轴转速之间存在很大的速差，而主离合器的接合过程，正是要消除这个速差，后达到柴油机和变速器输入轴之间完全同步。

　　新档主离合器的接合到达第阶段末尾。

　　柴油机转速和离合器从动轴转速完全同步，接合过程结束，车辆进入新档，按照新档速比行驶。

　　2.2换档过程控制由动力学分析可知，在换档过程的扭矩相阶段，由于主离合器分离，不再传递扭矩，车辆完全由自己的惯量克服地面阻力继续行驶，使得车速开始下降。

　　所以，为了减小动力损失，提高车辆的加速性能，应尽量减小换档时间。由于动力传动一体化控制系统对柴油机的转速控制缩短了在换档过程中柴油机转速与输入轴转速的同步时间，从而减少了换档时间。

　　换档过程的软件流程图见。2所示。

　　3试验结果加速性是车辆的一项非常重要的性能指标，常常用来评价发动机和传动系统的匹配与整车的动力性能。动力传动一体化控制系统对柴油机和机械变速器进行一体化控制，其控制效果的好坏更是直接反映在加速性上。

　　加速性试验测试的是车辆0~ 32km/h的加速时间。试验车辆为装载满员以后的某特种车辆，试验路面为铺面路。采用机械调速柴油机和手动机械变速器时，该车型满员以后的0~32km/h加速时间与驾驶员的操作技术有关，优秀驾驶员好情况下能够做到13~14s之间。

　　试验过程中，驾驶员把选档手柄置于“5*位，将油门踏板踩到底，车辆以2档起步，全力加速到32km/h，中间的换档过程由动力传动一体化控制系统自动完成。后由采集得到的数据获得车辆从0km/h加速到32km/h所用的时间，时间越短，加速性能越好，车辆的综合动力性能也就越好。为了证明0~ 32km/h加速性试验结果的一致性，在同一路面上3次加速性试验数据为11.79、12.00、12.01s，平均约为11.93s，比优秀驾驶员提高了为了进一步说明动力传动一体化控制系统提高了车辆加速性，以同一辆特种履带车辆为试车对象，进行了动力传动一体化控制系统与加装自动变速系统的0~ 32km/h加速性的对比试验。试验曲线见。1所示，其中（a）是该车加装自动变速系统的众加速性试验曲线，而（b）是动力传动一体化控制系统的加速性试验曲线。根据变速箱输出轴转速n2和车速的换算关系，可以算出n2为1对应的车速为32km/h，如图中标记所示。

　　从图中可以看到，只加装自动变速系统的实车试验的0~32km/h加速时间为13. 2s；而动力传动一体化控制系统由于采用了一体化控制使得换档时间缩短，动力损失减少，整个换档过程又快又稳（好结果为11.79s）。

　　4结束语由于动力传动一体化控制系统将柴油机和变速器看作动力传动系统的有机组成部分，使用一个电子控制器完成对两大控制对象的综合控制，所以，它可以根据柴油机运行工况和变速器速比的不同，优选出合适的柴油机喷油量和变速器的工作档位，从而提高了车辆的动力性能。而且动力传动一体化控制技术也是改善燃油经济性和排放等性能的有效途径之一。