2022款本田雅阁混动变速传动系统工作原理及控制策略(上)

◆文/江苏 田锐

一、系统操作

1.一般说明

电动无级变速器(e-CVT)是一个电子控制变速器。e-CVT 提供无级前进挡和倒挡。 e-CVT 能使车辆在电功率，发动机功率，或两者的组合电源情况下驾驶。两个电源都通过变速器内的齿轮传递动力。

2.变速器

e-CVT总成包括4根平行的轴、齿轮、超速离合器、牵引电机和发电机电机。输入轴连接至飞轮，再通过飞轮连接至发动机曲轴。输入轴也与超速离合器连接。当输入轴通过接合超速离合器与超速传动齿轮结合时，发动机动力通过输入轴传送到超速传动齿轮和副轴，然后传送至差速器的主减速器主动齿轮以便提供驱动力。电机轴连接至牵引电机，牵引电机动力通过电机轴传送到电机轴齿轮和副轴，然后传送至差速器的主减速器主动齿轮以便提供驱动力。发电机轴连接至发电机电机。要使用发电机电机为高压蓄电池充电，发动机动力通过输入轴和发电机轴进行传送。

3.电子控制

电子控制系统包括动力系统控制单元(PCM)、传感器、电磁阀和开关。e-CVT在EV 驾驶模式、HV驾驶模式与发动机驾驶模式三种驾驶模式之间无缝转换。PCM 根据各传感器和控制单元发送的信息决定驾驶模式。

4.液压控制

阀体总成包括调节器阀阀体和换挡阀体。它们都安装在飞轮壳体上。调节阀阀体包含 ATF泵A和B。ATF泵A由发动机驱动。 ATF泵B由差速器驱动。这些泵向液压回路提供液压。变速器油压力传感器安装在变速器外壳的外侧。换挡电磁阀A和B安装在飞轮壳的外侧。 PCM驱动换挡电磁阀来控制液压和支配超速传动离合器。

5.挡位选择

SBW系统(线控换挡系统)可电子驱动执行换挡操作，代替了使用控制拉线操作。SBW换挡器有4个位置/模式：驻车挡P，倒车挡R，空挡N和前进挡D，如表1所示。

表1 挡位选择

6.换挡位置指示灯

仪表控制单元的挡位指示器显示哪个换挡位置/模式被选中，因此您不必向下看扶手箱。

7.超速传动离合器

超速离合器为液压驱动的离合器，位于输入轴末端。e-CVT向超速离合器施加液压，接合或分离超速传动齿轮。将液压导入离合器鼓，离合器活塞移动并按压钢片和离合器盘。然后，动力通过接合的离合器组件传送到安装毂的齿轮上。同样地，从离合器鼓卸去液压时，活塞将释放钢片和离合器片。然后钢片与离合器鼓一起转动，离合器盘与安装在毂上的齿轮一起转动。离合器盘与钢片分离。这样可以让离合器盘单独转动，而不传输动力。

8.齿轮工作情况

(1)输入轴上的齿轮：

①输入轴齿轮集成在输入轴上，将输入轴的转动传递到发电机轴上。

②超速传动齿轮通过超速离合器与输入轴接合/脱开。

(2)电机轴上的齿轮：

①电机轴齿轮集成在电机轴上，将牵引电机的转动传递到副轴上。

②驻车齿轮通过花键与电机轴连接，并随电机轴转动而转动。

(3)发电机轴上的齿轮：

发电机轴齿轮集成在发电机轴上，将输入轴的转动传递到发电机电机上。

(4)副轴上的齿轮：

①副轴齿轮集成在副轴上，将电机轴或超速传动齿轮的转动传递到主减速器主动齿轮上。

②主减速器主动齿轮通过花键与副轴连接，并随副轴转动。

9.变速器剖视图

变速器剖视图如图1所示。

图1 CD5E E-CVT

二、动力流向

1.P和N位置/模式

牵引电机不转动；电机动力未传送到副轴。当蓄电池单元 SOC 值较低时，发动机将工作。飞轮传送的发动机动力驱动输入轴和发电机轴，但液压未施加至超速离合器。发动机动力传送到发电机电机。在 P 位置/模式，互锁电机轴上驻车齿轮的驻车制动器棘爪会锁止电机轴(图2)。

图2 P和N位置模式动力流

2.D 位置/模式

在D挡时，从EV驾驶模式、HV驾驶模式和发动机驾驶模式自动选择最佳的驾驶模式。

(1)EV驱动模式下(图3)

图3 D位置模式 EV模式驱动下动力流

①发动机不运转；动力未从飞轮传送出。

②牵引电机转动；动力传送到电机轴。 ③电机轴将电机动力传送到副轴和主减速器主动齿轮上，并驱动主减速器从动齿轮。

(2)HV驾驶模式(图4)

图4 D位置模式HV驾驶模式下动力流

①发动机运转；动力从飞轮传送出。

②牵引电机转动；动力传送到电机轴。

③飞轮传送的发动机动力驱动输入轴和发电机轴，但液压未施加至超速离合器。

④发动机动力传送到发电机电机。

⑤电机轴将电机动力传送到副轴和主减速器主动齿轮上，并驱动主减速器从动齿轮。

(3)发动机驱动模式下(图5)

图5 发动机驱动模式下动力流

①发动机运转；从飞轮传送出的发动机动力驱动输入轴。

②液压施加至超速离合器，然后超速离合器使超速传动齿轮与输入轴接合。

③输入轴通过超速传动齿轮驱动副轴。

④动力从副轴传送到主减速器主动齿轮上，并驱动主减速器从动齿轮。

3.R 位置/模式

在R位置/模式(图6)，车辆仅在牵引电机的驱动下行驶。倒挡时变速器动力流与D位置/模式时相同。倒挡操作通过使牵引电机反向转动实现。

图6 R位置模式 EV驱动模式下动力流

(1)EV驱动模式下

①发动机不运转；动力未从飞轮传送出。

②在 D 位置/模式，牵引电机反向转动；动力传送至电机轴。

③电机轴将电机动力传送到副轴和主减速器主动齿轮上，并驱动主减速器从动齿轮。

(2)HV驾驶模式(图7)

图7 R位置模式下 HV驾驶模式下动力流

①发动机运行；飞轮传送的发动机动力驱动输入轴和发电机轴，但液压未施加至超速离合器。

②发动机动力传送到发电机电机。

③在D位置/模式，牵引电机反向转动；动力传送至电机轴。

④电机轴将电机动力传送到副轴和主减速器主动齿轮上，并驱动主减速器从动齿轮。

4.再生制动

再生制动动力流如图8所示。

图8 再生制动动力流

(1)当车辆减速时，前轮驱动主减速器从动齿轮。

(2)主减速器从动齿轮驱动副轴和电机轴。

(3)动力从前轮传送到牵引电机。

三、电子控制系统

1.功能

电子控制系统由 PCM、传感器、开关和换挡电磁阀组成，其功能如图9所示。PCM 从传感器、开关和其他控制单元中接收输入信号，处理数据，并输出信号到发动机控制系统和挡位控制系统。挡位控制系统包括离合器压力控制。PCM 根据各传感器和控制单元发送的信息决定驾驶模式。PCM 驱动换挡电磁阀 A 和 B 使超速传动离合器运作。

图9 功能图

通过减小特定频率的陷波滤波器过滤由管理系统计算的目标驱动力，将抑制由驱动系统共振产生的电机扭矩指令值中的波动，并且将产生流电机扭矩指令值。

(未完待续)