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通用凯迪拉克CT6轿车电动变速器开发介绍(下)
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2021-08-21 13:26:31

    在模式转换过程中,驱动电机工作同时,需要使即将接合的离合器上的滑移尽可能接近零,然后基于离合器充油量预测离合器打滑速度模型,相应的电磁阀接通向换挡阀发送高压信号。然后打开换挡阀行程,允许高压油加注到相应的离合器活塞上,使离合器接合。控制系统设计包括一个通向离合器上游的流量孔换挡阀。这样可以控制离合器的流量,同时通过广泛开放阀口流动路径,保持快速的离合器释放和回油时间。控制系统的设计使其对于离合器行程的所有变化均具有较强的鲁棒性。
    阀体和电磁阀组件的特点是估计泄油量,该泄油量还可用于优化泵电机的运行速度。泄油的一部分用作驱动电动机定子的被动冷却流。热模型估算驱动电动机定子的温度,当模型估算电动机需要额外的主动电动机冷却时,命令第6个通断电磁阀接通,这会向换向阀提供高压信号油,从而允许来自主油箱的额外流量通过管路压力回路来冷却驱动电动机的定子。
    在正常车辆运行期间,“前进后退”操作时的离合器状态相同。由电动机控制车辆的行驶方向。对于倒车,电动机B在EVT1中提供反向的转矩和动力,其中电动机的转矩乘以P2和P3齿轮组扭矩。由于无需离合器正反转供油,因此简化了液压控制系统。
    电磁阀全部由安装在变速器外部的变速器控制模块(TCM)控制。离合器电磁阀和管路压力电磁阀由连续电流控制驱动器控制,而电机冷却电磁阀由脉冲宽度调制(PWM)驱动器控制。在故障期间,失效保护模式下,TCM将默认系统为空挡,因为所有离合器电磁阀通常都处于低压状态,即使管路压力默认为最大。
 
十二、性能与效率
    EVT系统通过在整个车辆加速过程中提高发动机的峰值功率运行来改善车辆性能。图7显示了在模拟全开节气门运行过程中的组件速度。借助两个电动机,发动机速度可以迅速提升至最大功率,并在车辆加速时保持在该速度和最大功率。控制离合器操纵变速器从一种EVT模式到另一种EVT模式的同步换挡,且保持最小化输出扭矩扰动。
    如图7所示,同步换挡由电动机速度轨迹中转弯处的折角表示,在这折角处电动机的加速度下降。EVT1或“模式1”从开始运行到大约45mile/h(1 mile/h=1.609344km/h)的速度运行。然后,由系统控制自动执行同步换挡,平稳地改变机械状态。虽然电动机速度急剧改变,但是,输出组件速度变化没有终断,而且感觉很平滑。同步换挡后,EVT2或“模式2”以大约45.90mile/h的速度运行,与传统变速器相比较,此时,需要经过几级齿轮传动比,而EVT则由于发动机平稳连续地以高效区功率输出,保持了车辆性能。大约90mile/h,另一个同步换挡达到EVT3或“模式3”,以继续加速至最高速度。
    通过使用PHEV电池电量进一步提升了车辆性能。图8所示为在节气门全开运行期间的组件功率曲线图,其中发电机和电池放电为负值。随着电动机速度的变化将最大的发动机动力传递给车轮,电动机从PHEV电池中可以接受的功率量也发生变化,尤其是当其中一台电动机的速度降至其基速以下时,就会跟踪电池动力电量踪。
    PHEV电池具有非常好的能量容量,即使将其充电状态(SOC)降低到了维持电荷的水平,也具有很好的功率容量。电池供电能力的这种均匀性使车辆在整个SOC窗口中都能获得稳定的电量支持,并且在其加速中是可重复实现的。
    在低速模式下,EVT还提供了很高的电机与车轮扭矩倍增比。该比率可在发动机达到其峰值扭矩之前提供出色的初始启动扭矩辅助。较高的初始扭矩辅助有助于车辆快速驶离,尤其是在车辆爬坡时。
    由于这些性能促成因素,EVT可提供卓越的输出扭矩,比传统变速器更强大,更平稳。如图9所示,借助高电机输出比,EVT在低速启动时具有强大的初始启动扭矩能力。通过转换为高速模式,它可以使发动机在车速增加时继续产生其峰值功率。EVT功能使输出功率稳定平稳,消除了自动变速器换挡期间发动机转速下降的情况。因此,EVT能够产生快速响应和平稳的加速感觉。另一方面,EVT变速器通过提供连续可变的传动比来提高发动机的效率,从而提高了系统效率。这两个电动机允许在任何给定的工作功率条件下自由地控制发动机运行,使其接近最有效的点。图10所示为在模拟CT6 US06燃油经济性驾驶循环期间的发动机工作点。该仿真结果是实际系统最终结果的目标,目前仍在进行校准。对于发动机扭矩与发动机转速,更位于接近发动机最佳外特性工作线。
 

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