随着地球不可再生能源的日益减少与人们环保意识的逐渐增强,节能与低排放已成为汽车业研究的重要课题。对于仍然采用传统能源的汽车,必须最大程度的提高其能量利用率。金属带式无级变速器作为汽车理想的变速装置,可以使被装备的汽车动力性、经济性及排放相对于装备其他自动和手动变速器的汽车更优。无级变速器通过采用电液控制系统,可以根据汽车任意运行时刻的行驶要求调节无级变速器的速比,使发动机工作在最佳的区域,有效改善发动机的燃油消耗及有害物排放。但对于目前装备金属带式无级变速器的汽车而言,其节油能力并未充分得到发挥,主要原因是由于Continuously VariableTransmission (CVT)自身传动效率不高。无级变速器的夹紧力控制是影响传动效率的决定性因素,当夹紧过大时,金属带承受的负荷变大,其内部组件的相互作用力增大,不但增加了不必要的摩擦损失,而且会降低金属带及带轮寿命,同时由于夹紧力由液压控制系统提供,对于单回路控制方式,过大的夹紧力将需要液压系统提供较大的系统压力,这直接导致油泵对发动机能量消耗的增加,降低了燃油经济性；当夹紧力过小时,金属带与带轮将会产生滑转,即打滑,当滑转达到一定程度时,发动机输出的转矩将不能被可靠传递,同时金属带与带轮接触面将会产生严重磨损。因此,只有根据汽车的行驶需求,合理确定夹紧力的大小,并通过控制系统使夹紧力始终处于最佳夹紧力状态,才能有效提高无级变速器的传动效率。以往常规的夹紧力控制策略根据发动机转矩与目标速比估算目标夹紧力,并在此目标夹紧力基础上乘以一个安全系数,以防止负载转矩峰值导致金属带与带轮产生滑转。常规的夹紧力控制中目标夹紧力的确定原则是防止滑转的产生,而近几年的研究表明,适当降低夹紧力使金属带与带轮产生一定量的滑转,不但不会降低CVT的转矩传递能力,还能提高传动效率,而且降低夹紧力也会降低系统压力,减小了油泵对发动机输出功率的消耗。本文在前人研究基础上,围绕夹紧力控制展开了以下研究：1、在阅读了国内外大量文献的基础上,介绍了无级变速器的发展历程,对常见的自动变速器进行了对比,分析了金属带式无级变速器的优点和关键控制技术。2、分析了金属带式无级变速器的结构组成及变速原理,分析了传动机构的损失和液压系统的损失,并且得出了CVT系统各部分转矩损失及总的转矩损失的数学模型。3、分析了CVT夹紧力的确定方法,并依据获得的转矩损失模型,通过MATLAB仿真,分析了当夹紧力一定时,不同输入转速下的转矩损失情况,分析了摩擦系数与安全系数对转矩损失的影响。对金属带与带轮间的滑转进行了研究,对比了常规夹紧力控制方法与以最佳滑转率为控制目标的夹紧力控制方法。4、利用MATLAB建立了发动机非稳态转矩输出数值模型,利用AMESim建立了夹紧力控制阀模型,设计了夹紧力控制的专家PID控制器,建立了夹紧力控制的AMESim_Simulink整车联合仿真模型,并选取典型工况对常规夹紧力控制进行了仿真,结果表明,在专家PID控制器的作用下,从动带轮油缸压力始终跟随目标压力变化,跟踪效果理想。5、在无级变速器试验台上对基于滑转率的夹紧力控制进行了试验。对夹紧力控制阀和速比控制阀进行了标定,得出了拟合结果。确定了滑转率的测量方法,初步采用PID控制器对滑转率控制进行了试验,在此基础上进一步试验了专家PID控制器对滑转率的控制,并对负载转矩突变工况时滑转率控制进行了试验。试验结果表明,所设计的专家PID控制器在滑转率控制上是可行的。