从驾驶员的角度而言,主动变速器共有7个前进挡位。在变速器内部,这7个前进挡位通过4个固定的基本挡位和具有可变传动比的两个模式实现。在4个固定的基本挡位中,发动机与变速器输出轴的转速比固定不变。而具有可变传动比的模式则不同,发动机和变速器输出轴的转速比可以进行连续可变调节,这种模式称为CVT。 因为E72主动变速器具有两个CVT模式,所以通常也称为双模式主动变速器。通过集成在主动变速器内的两个电动机对传动比进行电动调节,所以这两种模式也称为ECVT,其中“E”代表“电动”。电动机作为混合动力驱动装置的主要组成部分还用来为发动机提供支持(助力)以及回收利用制动能量。4个固定的基本挡位与两个ECVT模式通过3个行星齿轮组和4个片式离合器连接。
从狭义角度而言,主动变速器主要包括2个电动机、3个行星齿轮组、4个片式离合器等部件。E72主动变速器剖面图如图5-6所示。
从广义角度而言,扭转减振器、包括电动泵/机械泵和冷却循环回路在内的供油系统、电液控制模块、混合动力驻车锁等附加组件也属于整个主动变速器系统主动变速器组件如图5-7所示,其结构和手动变速器车辆所用的部件类似。在此使用个双质量飞轮作为扭转减振器。飞轮位于内燃机和主动变速器之间。E72的发动机不通过独立的起动机启动,但是仍然装有一般情况下与起动机嵌接在一起的齿轮。该齿轮在E72上只用于获取曲轴转速。
虽然主动变速器没有液力变矩器,但变速器组件仍需要润滑。所以,同时也是为了操控片式离合器,在变速器输入端上安装一个机油泵,该机油泵既可通过发动机也可通过电动机驱动。同时,机油回路还用于对变速器组件进行冷却。
与当前其他自动变速器相同,混合动力电子变速器控制系统是电液控制模块的组成部分,布置在变速器油底壳内。E72上的混合动力电子变速器控制系统简称TCM。
与其他自动变速器不同,主动变速器的混合动力驻车锁并不是液压操控式,而是通过个电动机操控。该电动机和相关电子控制单元集成在一个壳体内,称为直接换挡模块(DSM),该模块安装于变速器壳体外侧。与传统自动变速器不同,主动变速器无液力变矩器。而且,主动变速器也没有顺序式手动变速器内自动操控的离合器。起步过程中,发动机转速与输出转速差异较大,需要通过电动机补偿这一转速差异。在利用发动机起步的过程中,发动机开始时只驱动两个电动机中的一个。该电动机产生电能进而驱动第二个电动机,同时产生变速器输出轴上的转矩,从而最终使车辆运动起来进行换挡时也需要电动机进行工作,它能够为发动机转矩提供支持并保证在片式离合器分离和接合时换挡过程舒适顺畅。只依靠电动机还不足以降低发动机的运转不平稳性,所以在发动机与变速器之间安装了双质量飞轮。
(1)电动机(图5-8)2个电动机都是永磁式同步电动机,既可以作为电动机使用,也可以作为发电机使用。
电动机是高电压组件,因此通过橙色高电压导线供应能量。因为三相导线横截面较大,所以没有组合而是单独连接。
电动机的定子和转子都有变速器油经过,主要是为了进行冷却。在每个电动机定子的绕组中均装有一个温度传感器(NTC电阻)。温度传感器的信号分析用作在绕组温度过高时降低相应电动机的转矩从而避免其过热。这种根据温度降低转矩的功能从约160℃时起开始执行。另外,每个电动机还有一个电动机位置传感器。电动机位置传感器的信号用来实现准确的转速调节以及电动机的最佳效率控制。电动机位置传感器根据旋转变压器原理工作,在转子的一个线圈上存储规定的交流电压,定子上的线圈错开90°,感应电压可说明转子位置。
特别提示：
电动机位置传感器的偏置情况必须借助一项服务功能进行和存储。更换过主动变速器或供电电控箱后必须进行这一过程。
2个电动机各有一个带有供电电子装置的执行机构控制单元—混合动力电动机控制装置A与B(电动机控制器套件A/B,MCPA/B),它们均安装在供电电控箱内。混合动力主控控制单元规定两个电动机的额定转矩和额定转速。混合动力电动机控制装置执行这些规定值并且产生所需的相电压。另外,它们还负责分析电动机内温度传感器和电动机位置传感器的信号。也就是说,上述在高温情况下降低转矩、调节转速以及确定电动机位置传感器偏置情况都由混合动力电动机控制装置执行。
(2)行星齿轮组(图5-9)主动变速器包括3个行星齿轮组,这些行星齿轮组也在变速器油中运动。行星齿轮组用于产生不同的基本挡位以及主动变速器内的各种状态。
(3)片式离合器(图5-10)片式离合器的连接部件见表5-1。
通过这四个片式离合器可使主动变速器实现下列所需状态:2个ECVT模式中的一个;
4个固定的基本挡位中的一个;“没有动力传输”的状态。
片式离合器以液压方式操控。通过相应控制电动机可使片式离合器在几乎没有转速差的情况下接合。所以主动变速器状态切换和换挡时几乎不会出现牵引力中断。
没有液压压力时,所有片式离合器都处于断开状态,这与空挡/驻车时的变速器状态相符。在4个固定的基本挡位下,始终存在2个片式离合器接合,其他2个断开。在2个ECVT模式下,始终有1个片式离合器接合,其他3个断开。
