尊瑞、普锐斯车主们都能体会到，丰田混动车无级变速系统起步的迅速，及提速、减速、再加速的平顺性，是其它各种装备有级变速器的车辆无法与之比拟的。混动ECVT变速系统不论你怎么加速、减速、再加速，都能始终保持车速变化的直线性，不会产生有级自动变速器常见的车辆加、减速时的迟滞、顿挫。即使是使用双离合变速器的车辆，理论上可以近似认为其速度变化接近线性，但实际使用中，由于操纵自动换挡的机电装置无法做到尽善尽美，还是使其经常发生换挡时的顿挫，而急加速时减档形成的迟滞，更是所有有级自动变速器车辆无法避免的。开惯了丰田混动无级变速车，你会很不习惯有级变速器的那种顿挫和迟滞。

那么，我们所说的混动变速系统的速度变化直线性是什么意思呢？它的工作原理又是怎样的呢？

下面我们讨论这个问题。

大家都知道，常规汽车的发动机和驱动轮传动轴之间有一个变速齿轮箱，其作用是根据车辆不同的行驶状态，改变齿轮的传速比，变化发动机的输出扭矩，以适应行驶阻力的变化。以汽车起步为例：起步时，车辆处于静止状态，为克服车辆惯性及静摩擦力，车轮需得到较大的转矩，因此我们用一档起步，此时的变速器齿轮减速比最大，车轮可得到较大的扭矩，随着车速的提高所需的转矩会下降，我们可逐步换至二档、三档直至最高档。在车辆自动变速箱变换传动齿轮换挡的时间间隙，车轮也有个失去动力的间隙，车辆速度会有所下降，直至完成换挡动作才能继续提速。若用“车速-时间”为纵、横坐标，这个有级变速箱起步、均匀提速的车速-时间的几何图形应是一个阶梯状的曲线。双离合变速器能大幅缩短这个换挡时间间隙，使换挡变得平顺，在匀加速换挡的过程中,让这个速度-时间曲线更接近直线,但急加速、减速再加速,是肯定不能完全做到直线型的，换挡时总是会有顿挫感的,特别是急加速时的减档造成的迟滞,是不可避免的。

用最简单的数学模型描述，即： N₂=i×N₀ ，其中N₂为变速箱输出轴转速，i为变速箱速比，N₀为发动机转速。

由于变速比i是个阶梯型的变量，所以输出轴的转速不是连续线性变化的。

我们再来看丰田混动车ECVT变速系统。还是以我上篇帖子中给出的混动差速器数学模型入手,来研究无级变速问题。

上篇帖子的链接：http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-110-26218907-1.html

混动差速器三个转速变量之间的数学模型为：N₂=1.38N₀-0.38N₁    [1]

其中： N₂为齿圈转速，正比于车速和MG2转速；N₀为行星架转速，也就是发动机转速；N₁为太阳轮转速，即MG1转速。

虽然尊瑞和普锐斯没有转速表，但我们都能体会到混动车的车速并不与发动机转速直接相关。上述公式[1]也表明了这种关系。那无级变速又是怎样实现的呢？

这里实现无级变速的关键部件就是连接在动力分配部件混动差速器上的MG1电机。从公式可看出，在发动机启动之后，齿圈转速受发动机转速和MG1转速共同的影响。我们都知道，发动机启动之后，即有72%的扭矩作用于齿圈，且与齿圈的转速大小无关，另有28%的扭矩作用于MG1。混动差速器的齿圈是混动车的动力输出齿轮,类似于常规有级自动变速箱的动力输出轴。只要发动机开始工作,齿圈上就有发动机输出扭矩的72%。这一点和有级自动变速箱有很大不同，因为有级自动变速箱输出轴得到的发动机输出轴扭矩是100%（忽略传动效率）或者是零(空档)，且经过变速箱齿轮放大或缩小。丰田混动ECVT是由大功率电机MG2来提供起步和急加速的大扭矩，MG2与齿圈直接连接，且有减速比2.64，尊瑞MG2的最大扭矩为270nm，经减速放大可在齿圈上施加超过700nm的扭矩；再加上发动机施加在齿圈上的扭矩，能使混动车的起步和急加速迅猛、平稳、无顿挫。

下面我们以尊瑞为例,看看混动车从静止提速到80km/h的过程。预设前提条件是：电池组暂不需充电，也不需热车，轻踩油门平稳提速。

轻踩油门起步，发动机未启动，MG2作为电动机转动，带动齿圈并推动车轮前进，此时MG1反向空转，车速提高到20km/h。在这段纯电起步加速过程中，只有电动机出力，车速提高过程的直线性，显然没有疑问。继续慢踩油门加速，车辆会由纯电行驶转为发动机驱动继续加速。假设为使发动机具有较大的提速扭矩，混动控制ECU把发动机的转速调制在2000转/分，此时MG1作为发电机正转，为MG2提供电力、为电池组充电。车辆若想继续提速，混动控制ECU只要调整MG1的转速即可。若此时车速在20km/h左右，经测试，MG1转速可在5000转/分左右。根据公式[1]只要降低MG1转速就可继续提高车速。而且，从公式N₂=1.38N₀-0.38N₁可以看出，当发动机转速N₀为一常数时，齿圈转速N₂和MG1转速N₁呈连续线性变化关系。当MG1转速降低到零时，还要继续提速的话，则此时MG1变为反转的电动机（此时MG2同时变为发电机，为MG1供电也为电池组充电），即N₁变为负值，才可使车辆继续提速至80km/h以上。

经测试，在平稳踩油门的前提下，MG1由正转转为反转的时机大约在70-80km/h范围。

这个速度正好是有级自动变速箱换挡至最高档时的车速。比如迈腾的6档DSG变速箱，平稳提速时，车速超过70km/h即可达到6档，此时的变速箱减速传动比小于1，即输出轴扭矩缩小转速提高。

因此可以认为，丰田混动车在车速达到80km/h左右，MG1反转变为为电动机时，即完成了无级变速的任务。

有级自动变速箱在急加速时会减档，以提高变速箱输出轴扭矩，此操作会有一个时间上的迟滞，并带来突然提速的冲击顿挫感。而丰田混动ECVT变速系统，则不会有这种感觉。例如，在车速100km/h平稳行驶的情况下，突然猛踩油门，此时混动控制ECU会立刻变换两个电机的工作状态：MG2由发电机变为电动机，为齿圈提供高扭矩，与发动机共同推动车轮提速，发动机的转速也会瞬间提高,MG1则由电动机变为发电机为MG2供电，电池组同时也向MG2供电。由于逆变器电子元件的状态变化可在瞬间完成，因此就不会有提速的顿挫感。提速结束，两个电机恢复原来的工作状态。

车辆收油门减速时，若车速低于约70km/h,则发动机熄火停转，此时N₀=0，MG1反向空转，MG2发电实施再生制动，直至停车，始终会保持平稳顺滑的行驶，绝不会有任何顿挫感；若车辆处于中高速行驶时收油门减速，则发动机会先停止喷油以牵制车速，MG1则继续反转并改为发电机，待发动机转速降至1000转/分时恢复供油，维持发动机低转速牵制车速，MG1则改为反向空转，同时MG2发电实施再生制动，到车速低于70km/h时，发动机熄火停转，MG1继续反向空转，直至停车，这一过程也可保证车辆平稳顺滑行驶。

上面我假设的加速行驶情况较简单，主要是为了说明问题。而实际情况要复杂些，即加速过程中，发动机转速和MG1转速都在变化之中，但车速变化仍呈线性规律。这是因为公式N₂=1.38N₀-0.38N₁是一个二元一次方程，其几何图形是一个由N₂、N₀、N₁构成的三维空间的一个平面，只要混动控制单元ECU的软件把发动机转速和MG1转速的取值始终保持在这个平面上的某一条直线上，就能保证混动车辆无级变速的直线型特征，这就是ECVT无级变速的秘籍所在。因此可以说，电子控制变速的的逻辑、控制软件才是丰田混动车的“核心科技”。国内有专门的科研机构拆解、剖析了普锐斯混动车，对该车的硬件有较深入的了解，网上也有相关的帖子介绍，但对属于核心技术的控制软件，应该说还是了解的很不够。

下面贴几张用Torque软件链接测试的数据照片。

说明：电机转速和其扭矩方向一致时（同号），电机工作在电动机工况；电机转速和其扭矩方向不一致时（不同号），电机工作在发动机工况。

图3217

轻踩油门，纯电起步。

图3221

 发动机启动，MG2与发动机共同推动车辆前进，双擎动力提速。MG1发电，5000+转/分

图3222

继续提速，发动机转速、MG1转速都有下降，但发动机由工作在白区降为浅蓝区，提高效率降低油耗。

图3223

继续提速，MG2转速正比于车速一直在提高并已转为发电机为电池组充电，发动机转速和MG1转速均在下降。

图3225

 
继续提速，MG1转速继续下降，和MG2共同向电池组充电。

图3227

继续提速，MG1转速小于1000转/分了。

图3228

车速提至70km/h了，MG1转速接近于0了。

图3229

MG1反转变为电动机，与发动机共同推动齿圈，MG2继续发电，提速过程完成。

以上照片的测试数据，是平稳行驶，缓慢加速的过程。若要大力踩下油门，发动机转速会很高，MG1转速会高至10000转/分以上，MG1转为电动机反转的时机也会延至90km/h。

图2986

大力加油提速，双擎动力，发动机转速高至4000+转/分，MG1转速超过10000转/分（最高转速可达约13000转/分）。

图3365

车速90km/h，巡航行驶。MG2发电，MG1反转电动机工况。

图3369

 
在90km/h巡航时加油提速，MG2立即改为电动机，MG1改为正转发电机为MG2供电，发动机也提高转速。

图3372

车速110km/h时收油门减速，发动机减少供油降低转速，MG2转为发电机，MG1变为反转的发电机，利用发动机牵制减速。

图3373

车辆继续减速，发动机维持低转速，牵制车速，MG1改为空转，MG2增加发电量产生再生制动。

图3375

 
继续减速，“EV”灯亮起，发动机要熄火了。

图3377

 
继续减速，发动机停转了，直至停车。

结束!

非常精彩！！

但我肯定有好多小伙伴看不懂

不明觉厉