主动变速箱可提供2个ECVT模式、4个固定挡位以及一种没有动力传输的状态。从驾驶员的角度来说,宝马X6混合动力汽车有7个前进挡、1个倒车挡以及空挡和驻车挡,前进挡内部状态如表4-2所示。下面介绍从驾驶员角度来说的挡位变化时主动变速箱的内部状态。
(1)前进挡只有在运动模式或手动模式下起步或以极低车速行驶时才会用到前进挡1,在驾驶模式下始终以前进挡2起步。
前进挡2、4、6通过主动变速箱内的ECVT模式实现。但是
使用这些挡位时,主动变速箱并不像CVT变速箱那样工作,从而使发动机转速和车速彼此独立变化。在所有前进挡位下,主动变速箱的工作状态从外部看来就像带有多个挡位的传统自动变速箱一样。也就是说即使在ECVT模式下也可以通过相应控制电动机调节出恒定传动比。这一特性加深了宝马X6混合动力汽车的动感印象,因为车辆的油门非常敏感,如图4-15所示。
在传统动力装置车辆上也利用发动机制动效果(发动机制拖力矩)使车辆减速,例如在滑行状态下或操作行车制动器时。此时在下坡行驶时就需要变速箱换低挡,因为发动机制拖力矩会随发动机转速升高而增大。这样可使传统行车制动器承受较小的热负荷。但就混合动力车辆而言,在车辆减速时达到较高发动机转速却并不适宜。这种车辆并非主要利用发动机制拖力矩,而是通过电动机来使车辆减速,同时还能通过电动机回收利用制动能量。因此进行制动时,运行策略会调节尽可能低的发动机转速。车速较高时,宝马
X6混合动力汽车的主动变速箱可为此提供另一个挡位,即“第8挡”。该挡位在ECVT2模式下实现,负责将发动机转速降至第7挡水平以下。但是“第8挡”仅用于滑行模式和制动过程,因为在驱动情况下,电动机的损失会使总效率低于第7挡。
(2)纯电动行驶方式X6可实现纯电动行驶方式,即发动机保持静止状态,仅通过电动机驱动车辆。
这种纯电动行驶方式只能在特定条件下实现,例如只有在最高60km/h的较低车速下、只有在高电压蓄电池电量充足时、只有在驾驶员的加速要求适中时。以电动方式行驶时,主动变速箱处于ECVT1模式(通过电动机B驱动)或ECVT2模式(通过两个电动机驱动)。
驾驶员松开加速踏板或操作制动踏板时,电动机作为发电机工作。电动机产生电能并将其存储在高电压蓄电池内。
(3)启动和关闭发动机无法继续满足纯电动行驶条件时,例如驾驶员猛踩加速踏板时,就必须启动发动机。为使发动机加速到启动转速,电动机A会进行制动并作为发动机工作。同时电动机B继续驱动车辆而且必须提供额外转矩,该额外转矩用于补偿电动机A所产生的用于启动发动机的转矩,如图4-16所示,其动力传动路线表示行驶期间启动时的情况。
如果在车辆静止期间启动发动机,电动机A会吸收电能受控工作。电动机B提供转矩支持。但变速箱必须为此处于没有动力传输的状态,因为只有这样才能使变速箱输出轴没有转矩。只要发动机达到启动转速,就会启用点火开关和燃油喷射装置。然后发动机便不再吸收任何转矩,而是将其输送给主动变速箱。通过发动机和电动机B共同驱动车辆。启动发动机不必达到某一特定车速。发动机启动和电动行驶均可在整个车速范围内实现,如图4-17所示。
发动机不仅可在车辆静止期间而且还能在行驶过程中关闭。这可在减速阶段仍处于较高车速时(高于加速时的速度)或匀速行驶时实现。发动机可在燃油喷射装置和点火开关关闭后通过电动机A达到零转速,如图4-18所示。
相对于传动动力装置车辆而言,由于产生的振动和噪声减少因此发动机关闭过程舒适度明显增高。
为了实现引导型发动机关闭,主动变速箱必须处于某一种ECⅤT模式。车速较高时为ECVT2模式。如果驾驶员从较高车速逐渐减速直至车辆静止,主动变速箱就必须重新返回ECVT1模式。只有这样才能在驾驶员需要时立即重新提供充足的驱动功率。
从ECVT2模式无法直接过渡到ECVT1模式,因为无法在片式离合器2断开的同时使片式离合器1接合。因此需要短时挂入固定的基本挡位2,以便两个片式离合器1和2接合,随后立即转换为ECVT1模式。
这样虽然会使发动机短时加速,但是马上就会将其关闭。由于
该过程非常迅速,因此驾驶员的舒适感不会受到任何影响。
(4)倒车挡主动变速箱没有机械倒车挡。而是在ECVT1模式下实现倒车行驶。为此电动机B吸收电能受控工作,且旋转方向与向前行驶时相反。根据高电压蓄电池的充电状态可以实现纯电动方式倒车行驶。需要时还会接通发动机,从而通过电动机A为电动机B提供充足电能。倒车行驶时也会形成从发动机至变速箱输出端的驱动路径。但以此方式传输的发动机转矩会驱动车辆向前行驶,由电动机B进行抵消。因此,在发动机接通的情况下进行倒车行驶时,主动变速箱以功率分支式混合动力驱动方式工作。
(5)空挡和驻车挡空挡和驻车挡这两种选挡杆位置在主动变速箱内均通过没有动力传输的状态实现。选挡杆处于空挡位置时,混合动力驻车锁并未接合,因此车轮可以自由滚动。选挡杆处于驻车挡位置时,混合动力驻车锁接合,以此防止车辆自行移动。
