本书所研究的EVT模式切换过程,涉及系统工作状态的重构和功率流的重组。由于发动机、电机A、电机B以及离合器和制动器均要参与工作,发动机与两个电机通过功率耦合机构连接形成复杂的耦合关系,电机从发电(电动)模式转换到电动(发电)模式,且离合器接合过程中“同步-滑摩-锁止”三种工作状态具有不连续性,如果按照常规的控制策略,那么由于发动机和电机动态特性的差异,从当前转矩向目标转矩过渡时,发动机和电机的输出转矩会产生剧烈变化,从而在功率耦合机构输出端直至车轮处产生较大冲击。因此,在模式切换过程中,需要对发动机、电机A、电机B以及离合器进行瞬态协调控制,以改善模式切换的切换品质,保证机电复合传动系统的驾驶性能。
通过改变功率耦合机构中操纵元件的分离状态和电机转速的调控可实现EVT模式切换过程。首先,切换过程中涉及离合器C1和制动器BK的操纵时序问题,以EVT1模式切换到EVT2模式为例,是选择先分离制动器BK还是先接合离合器C1?具体分析如下。
(1)选择先分离制动器BK、后接合离合器C1时,模式切换过程的功率流传递形式如图8.1(a)所示。可以发现,当切换过程中离合器和制动器同时处于断开状态时,第三个行星排空转且不受制动力矩的作用,此时断开了发动机和两个电机与变速机构之间的动力传输,当接合离合器后,重新实现动力的传输。
图8.1 模式切换过程功率流传递形式
(a)先分离制动器BK、后接合离合器C1;(b)先接合离合器C1、后分离制动器BK(www.daowen.com)
(2)选择先接合离合器C1、后分离制动器BK时,模式切换过程的功率流传递形式如图8.1(b)所示。可以发现,当切换过程中离合器和制动器同时处于接合状态时,传动系统的动力传输不会中断。
由于本书研究的对象对车辆的动力性要求较高,模式切换过程要求快速平稳地进行,同时需要避免动力中断的延长和动载冲击频次的增加等问题,因此,先接合离合器C1、后分离制动器BK的操纵时序更适合本书所研究的系统。
其次,相比于传统车辆的换挡通常采用对离合器油压的缓冲控制来完成离合器的接合,本书所研究的机电复合传动系统是由电机转矩控制,具有调节灵活和响应时间快的特点,因此在模式切换过程中采用电机进行主动调速,能够快速减小离合器主、被动端的速差,缩短离合器的充油时间和减少滑摩功,提高模式切换的响应速度。但是由于电机的调速精度限制,不能将离合器的速差精确控制为同步,只能调节到一定的范围之内,因此当离合器主、被动端的速差调节到设定的阈值后,需要进行离合器的充油控制,实现离合器主、被动端 同步。
最后,针对离合器接合过程中油压的缓冲控制和制动器分离过程中放油控制问题,由于相关的研究已经成熟,具体的设计过程不再累述。这里只给出离合器和制动器的充放油曲线,为后文基于规则的模式切换控制策略提供依据,如图8.2所示。
图8.2 离合器和制动器的充放油曲线
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