2022款本田雅閣混動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理及控制策略(上)

◆文/江蘇 田銳

一、系統(tǒng)操作

1.一般說(shuō)明

電動(dòng)無(wú)級(jí)變速器(e-CVT)是一個(gè)電子控制變速器。e-CVT 提供無(wú)級(jí)前進(jìn)擋和倒擋。 e-CVT 能使車(chē)輛在電功率，發(fā)動(dòng)機(jī)功率，或兩者的組合電源情況下駕駛。兩個(gè)電源都通過(guò)變速器內(nèi)的齒輪傳遞動(dòng)力。

2.變速器

e-CVT總成包括4根平行的軸、齒輪、超速離合器、牽引電機(jī)和發(fā)電機(jī)電機(jī)。輸入軸連接至飛輪，再通過(guò)飛輪連接至發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。輸入軸也與超速離合器連接。當(dāng)輸入軸通過(guò)接合超速離合器與超速傳動(dòng)齒輪結(jié)合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)輸入軸傳送到超速傳動(dòng)齒輪和副軸，然后傳送至差速器的主減速器主動(dòng)齒輪以便提供驅(qū)動(dòng)力。電機(jī)軸連接至牽引電機(jī)，牽引電機(jī)動(dòng)力通過(guò)電機(jī)軸傳送到電機(jī)軸齒輪和副軸，然后傳送至差速器的主減速器主動(dòng)齒輪以便提供驅(qū)動(dòng)力。發(fā)電機(jī)軸連接至發(fā)電機(jī)電機(jī)。要使用發(fā)電機(jī)電機(jī)為高壓蓄電池充電，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)輸入軸和發(fā)電機(jī)軸進(jìn)行傳送。

3.電子控制

電子控制系統(tǒng)包括動(dòng)力系統(tǒng)控制單元(PCM)、傳感器、電磁閥和開(kāi)關(guān)。e-CVT在EV 駕駛模式、HV駕駛模式與發(fā)動(dòng)機(jī)駕駛模式三種駕駛模式之間無(wú)縫轉(zhuǎn)換。PCM 根據(jù)各傳感器和控制單元發(fā)送的信息決定駕駛模式。

4.液壓控制

閥體總成包括調(diào)節(jié)器閥閥體和換擋閥體。它們都安裝在飛輪殼體上。調(diào)節(jié)閥閥體包含 ATF泵A和B。ATF泵A由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 ATF泵B由差速器驅(qū)動(dòng)。這些泵向液壓回路提供液壓。變速器油壓力傳感器安裝在變速器外殼的外側(cè)。換擋電磁閥A和B安裝在飛輪殼的外側(cè)。 PCM驅(qū)動(dòng)換擋電磁閥來(lái)控制液壓和支配超速傳動(dòng)離合器。

5.擋位選擇

SBW系統(tǒng)(線控?fù)Q擋系統(tǒng))可電子驅(qū)動(dòng)執(zhí)行換擋操作，代替了使用控制拉線操作。SBW換擋器有4個(gè)位置/模式：駐車(chē)擋P，倒車(chē)擋R，空擋N和前進(jìn)擋D，如表1所示。

表1 擋位選擇

6.換擋位置指示燈

儀表控制單元的擋位指示器顯示哪個(gè)換擋位置/模式被選中，因此您不必向下看扶手箱。

7.超速傳動(dòng)離合器

超速離合器為液壓驅(qū)動(dòng)的離合器，位于輸入軸末端。e-CVT向超速離合器施加液壓，接合或分離超速傳動(dòng)齒輪。將液壓導(dǎo)入離合器鼓，離合器活塞移動(dòng)并按壓鋼片和離合器盤(pán)。然后，動(dòng)力通過(guò)接合的離合器組件傳送到安裝轂的齒輪上。同樣地，從離合器鼓卸去液壓時(shí)，活塞將釋放鋼片和離合器片。然后鋼片與離合器鼓一起轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器盤(pán)與安裝在轂上的齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。離合器盤(pán)與鋼片分離。這樣可以讓離合器盤(pán)單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)，而不傳輸動(dòng)力。

8.齒輪工作情況

(1)輸入軸上的齒輪：

①輸入軸齒輪集成在輸入軸上，將輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到發(fā)電機(jī)軸上。

②超速傳動(dòng)齒輪通過(guò)超速離合器與輸入軸接合/脫開(kāi)。

(2)電機(jī)軸上的齒輪：

①電機(jī)軸齒輪集成在電機(jī)軸上，將牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到副軸上。

②駐車(chē)齒輪通過(guò)花鍵與電機(jī)軸連接，并隨電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。

(3)發(fā)電機(jī)軸上的齒輪：

發(fā)電機(jī)軸齒輪集成在發(fā)電機(jī)軸上，將輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到發(fā)電機(jī)電機(jī)上。

(4)副軸上的齒輪：

①副軸齒輪集成在副軸上，將電機(jī)軸或超速傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到主減速器主動(dòng)齒輪上。

②主減速器主動(dòng)齒輪通過(guò)花鍵與副軸連接，并隨副軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

9.變速器剖視圖

變速器剖視圖如圖1所示。

圖1 CD5E E-CVT

二、動(dòng)力流向

1.P和N位置/模式

牽引電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)動(dòng)力未傳送到副軸。當(dāng)蓄電池單元 SOC 值較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將工作。飛輪傳送的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輸入軸和發(fā)電機(jī)軸，但液壓未施加至超速離合器。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳送到發(fā)電機(jī)電機(jī)。在 P 位置/模式，互鎖電機(jī)軸上駐車(chē)齒輪的駐車(chē)制動(dòng)器棘爪會(huì)鎖止電機(jī)軸(圖2)。

圖2 P和N位置模式動(dòng)力流

2.D 位置/模式

在D擋時(shí)，從EV駕駛模式、HV駕駛模式和發(fā)動(dòng)機(jī)駕駛模式自動(dòng)選擇最佳的駕駛模式。

(1)EV驅(qū)動(dòng)模式下(圖3)

圖3 D位置模式 EV模式驅(qū)動(dòng)下動(dòng)力流

①發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)；動(dòng)力未從飛輪傳送出。

②牽引電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)力傳送到電機(jī)軸。 ③電機(jī)軸將電機(jī)動(dòng)力傳送到副軸和主減速器主動(dòng)齒輪上，并驅(qū)動(dòng)主減速器從動(dòng)齒輪。

(2)HV駕駛模式(圖4)

圖4 D位置模式HV駕駛模式下動(dòng)力流

①發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；動(dòng)力從飛輪傳送出。

②牽引電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)力傳送到電機(jī)軸。

③飛輪傳送的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輸入軸和發(fā)電機(jī)軸，但液壓未施加至超速離合器。

④發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳送到發(fā)電機(jī)電機(jī)。

⑤電機(jī)軸將電機(jī)動(dòng)力傳送到副軸和主減速器主動(dòng)齒輪上，并驅(qū)動(dòng)主減速器從動(dòng)齒輪。

(3)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下(圖5)

圖5 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下動(dòng)力流

①發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；從飛輪傳送出的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輸入軸。

②液壓施加至超速離合器，然后超速離合器使超速傳動(dòng)齒輪與輸入軸接合。

③輸入軸通過(guò)超速傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)副軸。

④動(dòng)力從副軸傳送到主減速器主動(dòng)齒輪上，并驅(qū)動(dòng)主減速器從動(dòng)齒輪。

3.R 位置/模式

在R位置/模式(圖6)，車(chē)輛僅在牽引電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下行駛。倒擋時(shí)變速器動(dòng)力流與D位置/模式時(shí)相同。倒擋操作通過(guò)使?fàn)恳姍C(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

圖6 R位置模式 EV驅(qū)動(dòng)模式下動(dòng)力流

(1)EV驅(qū)動(dòng)模式下

①發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)；動(dòng)力未從飛輪傳送出。

②在 D 位置/模式，牽引電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)力傳送至電機(jī)軸。

③電機(jī)軸將電機(jī)動(dòng)力傳送到副軸和主減速器主動(dòng)齒輪上，并驅(qū)動(dòng)主減速器從動(dòng)齒輪。

(2)HV駕駛模式(圖7)

圖7 R位置模式下 HV駕駛模式下動(dòng)力流

①發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行；飛輪傳送的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輸入軸和發(fā)電機(jī)軸，但液壓未施加至超速離合器。

②發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳送到發(fā)電機(jī)電機(jī)。

③在D位置/模式，牽引電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)力傳送至電機(jī)軸。

④電機(jī)軸將電機(jī)動(dòng)力傳送到副軸和主減速器主動(dòng)齒輪上，并驅(qū)動(dòng)主減速器從動(dòng)齒輪。

4.再生制動(dòng)

再生制動(dòng)動(dòng)力流如圖8所示。

圖8 再生制動(dòng)動(dòng)力流

(1)當(dāng)車(chē)輛減速時(shí)，前輪驅(qū)動(dòng)主減速器從動(dòng)齒輪。

(2)主減速器從動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)副軸和電機(jī)軸。

(3)動(dòng)力從前輪傳送到牽引電機(jī)。

三、電子控制系統(tǒng)

1.功能

電子控制系統(tǒng)由 PCM、傳感器、開(kāi)關(guān)和換擋電磁閥組成，其功能如圖9所示。PCM 從傳感器、開(kāi)關(guān)和其他控制單元中接收輸入信號(hào)，處理數(shù)據(jù)，并輸出信號(hào)到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和擋位控制系統(tǒng)。擋位控制系統(tǒng)包括離合器壓力控制。PCM 根據(jù)各傳感器和控制單元發(fā)送的信息決定駕駛模式。PCM 驅(qū)動(dòng)換擋電磁閥 A 和 B 使超速傳動(dòng)離合器運(yùn)作。

圖9 功能圖

通過(guò)減小特定頻率的陷波濾波器過(guò)濾由管理系統(tǒng)計(jì)算的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力，將抑制由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共振產(chǎn)生的電機(jī)扭矩指令值中的波動(dòng)，并且將產(chǎn)生流電機(jī)扭矩指令值。

(未完待續(xù))