4.3三行星排混合动力功率分流系统与传动控制
4.3.1功率分流变速机构组成
通用、宝马SUV双模混合动力功率分流变速机构由发动机、3个行星排、、2个电机和4个离合器组成,具有2个动力分配模式和4个固定挡位。其中,电机A的转子与1号行星排的太阳轮及2号行星排的齿圈连为一体,电机B的转子与2号、3号行星排共用的太阳轮相连,如图7所示。
4.3.2传动控制
汽车行驶时,控制单元依据相关信号,控制发动机、电机、离合器工作,使车辆以纯电动驱动模式、高/低速混合动力驱动模式、1/2挡低速、3/4挡高速驱动模式等交互切换行驶。三行星排传动模式与离合器工作见表2,三行星排功率分流传动模式如图8所示。
1)低速输入分配模式:汽车低速行驶时,离合器(CI接合,C2、C3、C4分离,3号行星排因齿圈被固定,太阳轮驱动行星架减速输出。发动机动力由1号前行星排齿圈输入,经公用行星架至2号行星排,一部分动力经后太阳轮至3号行星架以机械方式减速输出,一部分动力由2号齿圈至电机A转变为电力流,向电机B提供电能,使发动机转速处于最佳油耗点,改变电机A的转速和控制电机B的输出转矩,可使车速在一定变化范围内上升或下降。
2)1挡传动模式:在输入分配模式下,保持发动机转速不变,降低电机A (2号齿圈)转速,车速随之提升,后太阳轮转速相应升高,当与2号齿圈接近同步转速时,C4接合,形成1挡传动,动力传递变为纯机械方式。当车速进一步提升,发动机转速升高,逐渐偏离经济运行区域时,C4分离,系统切换回输入分配模式,通过降低电机A和发动机转速,在车速提升的同时,使发动机回到经济区运行。
3) 2挡传动模式:输入分配模式下,随着车速的进一步提升,电机A转速下降至0,即转入电动制动状态,当后行星架转速与公用行星架接近同步转速时,在C1接合基础上,C2接合,将公用行星架与输出轴直接相连,形成2挡传动,发动机的动力再次以机械传动形式驱动车轮。