汽車自動變速器新技術(shù)的發(fā)展趨勢(下)

◆文/北京 薛慶文

(接上期)

5.創(chuàng)新型溫度管理功能

在過去，自動變速器的冷卻控制系統(tǒng)只能解決自動變速器ATF過熱問題，通過ATF油液循環(huán)來帶走金屬表面的熱量，然后再通過外循環(huán)借助空氣流動及發(fā)動機冷卻液的作用，使自動變速器ATF保持在一個合理工作溫度?，F(xiàn)如今，技術(shù)飛速發(fā)展，自動變速器的冷卻控制系統(tǒng)不能再局限于高溫的控制，還需考慮低溫控制，因低溫時ATF流動性差、黏度高、換擋阻力大等問題，會帶來換擋效率低下，低溫時自動變速器內(nèi)部密封件處于收縮狀態(tài)，因此帶來系統(tǒng)的泄漏，電腦只能提升系統(tǒng)壓力來彌補泄漏帶來的不足。如何處于低溫環(huán)境中的ATF快速達到標準正常工作溫度，除了在自動變速器本身的冷卻油路使用節(jié)溫器等部件控制以外，借助于發(fā)動機冷卻液的加熱成為更多廠家的技術(shù)亮點。它不僅解決ATF熱的問題，還要解決冷的問題，因此創(chuàng)新型溫度管理系統(tǒng)功能就出現(xiàn)了。

在奧迪A8轎車4.2L發(fā)動機上就有了ITM創(chuàng)新型熱量管理功能，第一快速提升發(fā)動機冷卻液工作溫度，第二利用熱的冷卻液為變速器ATF加熱，第三用冷卻液為變速器ATF冷卻。這一功能的出現(xiàn)大大提高了整車的燃油經(jīng)濟性，降低排放更加環(huán)保，同時還延長了變速器ATF的使用壽命。

在比較寒冷的地區(qū)車輛停在室外時，這種ITM創(chuàng)新型熱量管理功能是非常有效的，參與的系統(tǒng)有發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、變速器冷卻系統(tǒng)、空調(diào)/暖風系統(tǒng)等，帶有電子節(jié)溫器的發(fā)動機冷卻管理系統(tǒng)，能夠快速將發(fā)動機缸體缸蓋內(nèi)的冷卻液實現(xiàn)快加熱，根據(jù)CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的交換，發(fā)動機熱的冷卻液就會接通給兩個系統(tǒng)：空調(diào)/暖風系統(tǒng)就會快速給駕駛室內(nèi)提供一個舒適的環(huán)境，其次給變速器熱交換系統(tǒng)，為變速器ATF油液加熱，在一定程度上還要給ATF冷卻，整個控制實現(xiàn)了4個過程。ITM創(chuàng)新型熱量管理功能的系統(tǒng)組成如圖11所示。

圖11 奧迪A8L轎車ITM系統(tǒng)組成

初始狀態(tài)時，發(fā)動機/變速器都處于冷機狀態(tài)，變速器控制單元將其所需熱量報告給發(fā)動機控制單元1)(ATF溫度必須盡快得到提高)。發(fā)動機首先試圖盡快使自身變熱。因此在這個初始狀態(tài)，電磁閥N509(通電)和N488(斷電)是閉合的見圖12。N488電磁閥斷電時，來自發(fā)動機缸體內(nèi)的冷卻液不能接通至變速器交換器上，同時N509電磁閥通電時，來自發(fā)動機冷卻器的冷卻液管路不能接通至變速器交換器上，此時發(fā)動機在執(zhí)行者自身的快速加熱功能，在這個狀態(tài)下發(fā)動機冷卻液僅能在缸體和缸蓋內(nèi)做小循環(huán)，因此冷卻液很快就會得到加熱。

一旦發(fā)動機冷卻液溫度超過自動變速器ATF油液溫度5°以上時(通過信息交換)，即滿足了給變速器ATF加熱的條件，此時變速器進入第二個階段，也就是加熱階000段。此時N509繼續(xù)保持通電狀態(tài)，而N488也開始通電，這樣來自發(fā)動機缸體內(nèi)的熱的冷卻液便接通至變速器交換器上，因此變速器ATF開始被冷卻液加熱(見圖13)。

圖12 發(fā)動機自身加熱狀態(tài)

圖13 變速器ATF加熱階段

當加熱到一定階段后會停止加熱過程，當變速器ATF達到正常工作溫度后不再需要發(fā)動機冷卻液加熱時，變速器進入保持階段，此時電磁閥工作狀態(tài)又恢復到初始階段，通過給電磁閥N488再次斷電，來切段來自發(fā)動機內(nèi)的熱的冷卻液至交換器之間的管路(圖14)，發(fā)動機已經(jīng)進入大循環(huán)狀態(tài)，變速器ATF溫度保持一個合理范圍。

圖14 變速器保持階段

變速器在繼續(xù)運轉(zhuǎn)過程中，隨著ATF油液溫度在繼續(xù)上升的情況下，變速器ATF將進入冷卻階段，此時N509開始斷電(以上三個階段都是通電狀態(tài)目的是切斷至交換器的冷卻管路)，這樣來自冷卻器的冷卻液管路至交換器之間的管路便被接通(圖15)，因此冷卻器內(nèi)的冷卻液開始給交換器內(nèi)的ATF降溫，以確保變速器ATF不能繼續(xù)出現(xiàn)高溫情況。

圖15 變速器進入冷卻階段

6.智能匹配自適應(yīng)功能

目前大部分多擋AT變速器都屬于智能型控制的變速器，且具備相應(yīng)的匹配自適應(yīng)功能。其目的是在離合器或制動器使用壽命內(nèi)，都能夠按照控制要求提供最及時的、最舒適的動力傳遞結(jié)果。當元件狀態(tài)發(fā)生改變以及潤滑油狀態(tài)等發(fā)生變化時，電腦無法完成自適應(yīng)時(達到極限)相應(yīng)的故障碼將會出現(xiàn)，此時只能通過對硬件的修復來完成自動變速器性能的恢復，完成關(guān)鍵核心部件的更換或變速器的維修后必須執(zhí)行相應(yīng)的自適應(yīng)匹配，否則會影響換擋質(zhì)量。接下來我們通過奧迪0BK變速器自適應(yīng)的學習，來詳細理解自動變速器的匹配自適應(yīng)功能。

0BK自適應(yīng)：為了確保換擋平順，5個換擋元件(制動器 A、B 和離合器 C、D、E)需要相應(yīng)地完成自適應(yīng)。例如在軟件升級后刪除了自適應(yīng)值。在這種情況下必須完成一次自適應(yīng)行車，并用車輛診斷測試儀進行監(jiān)測。這個流程在引導型功能和引導型故障查詢中有詳細規(guī)定，無需解釋。

自適應(yīng)方法如下：換擋自適應(yīng)(當換高擋或換低擋時)換擋自適應(yīng)主要用于快速自適應(yīng)(起步自適應(yīng))?；钛a償(打滑自適應(yīng))和脈沖補償(對換擋元件進行連續(xù)補償)也就是脈動自適應(yīng)。

(1)快速自適應(yīng)-換擋自適應(yīng)(要求ATF溫度40℃以上)

制動器A是在6擋升7擋、制動器B是發(fā)生在降擋過程發(fā)動機怠速時6擋降5擋、離合器C是在2擋升3擋、制動器D是在3擋升4擋、離合器E是在1擋升2擋和5擋升6擋。

(2)快速自適應(yīng)-滑差補償：(ATF溫度40℃以上)

空擋怠速功能運行時，還需要通過滑差補償使制動器 B 完成額外的自適應(yīng)。這個自適應(yīng)過程約7s(N-D和N-R)?？焖僮赃m應(yīng)和脈沖補償同時進行。即看哪個條件先滿足就先進行自適應(yīng)，最多能進行4次快速自適應(yīng)。

(3)脈沖補償(ATF溫度50℃～110℃)

制動器A是在手動模式6擋承受扭矩：80～180Nm，渦輪轉(zhuǎn)速1 200～2 100r/min(注油壓力/快速注油時間)；制動器B在手動模式下7擋進行的，承受扭矩：80～180Nm，渦輪轉(zhuǎn)速1 200～2 100r/min(僅快速注油時間，制動器B的注油壓力在發(fā)動機怠速并且6擋降5擋時進行自適應(yīng))；離合器C是在手動模式的4擋承受扭矩：30～100Nm，渦輪轉(zhuǎn)速1 200～1 700r/min(注油壓力/快速注油時間)；離合器D是在3擋承受扭矩：30～100Nm，渦輪轉(zhuǎn)速1 200～1 700r/min(注油壓力/快速注油時間)；離合器E也是在7擋承受扭矩：80～180Nm，渦輪轉(zhuǎn)速1 200～2 100r/min(注油壓力/快速注油時間)。

自適應(yīng)結(jié)果：必須對換擋是否平順進行評價。自適應(yīng)次數(shù)可以根據(jù)相應(yīng)的測量值(例如針對制動器A 注油壓力自適應(yīng)的分析3)進行控制(圖16)。計數(shù)器讀數(shù)每次應(yīng)至少達到3。必要時，可以對各個換擋元件分別進行自適應(yīng)。原則上，如果有一個或者多個換擋元件還未完成自適應(yīng)，不得將車輛交給客戶。

注意：在換高擋時，如果承受扭矩不超過150Nm，可以利用換擋自適應(yīng)對換擋元件進行4次自適應(yīng)。任何時候都要注意“一般臨界條件”。也就是說自適應(yīng)值也會有極限要求。

圖16 奧迪0BK自適應(yīng)值極限范圍

如果超出了自適應(yīng)極限值，就可能對換擋質(zhì)量帶來負面影響。只要不出現(xiàn)換擋質(zhì)量方面的抱怨，就不必采取任何措施。另一方面在某些型號變速器上，自適應(yīng)值較大也是正常的(圖17、18)。那么都有哪些原因會導致自適應(yīng)值偏大從而接近自適應(yīng)極限值呢？換擋元件磨損嚴重(只涉及到單獨的某個離合器)，換擋元件油路泄漏或者供油管路泄漏(只涉及到單獨的某個離合器)，換擋元件機械故障或錯誤安裝(只涉及到單獨的某個離合器)，ATF臟污、老化或者變速器加注了劣質(zhì)及不符合標準的ATF(此時可能會涉及多個離合器)，自適應(yīng)值接近極限值，軟件、硬件或應(yīng)用故障。

無論在奧迪A8L轎車還是Q5越野車所搭載的0BK變速器，當我們利用診斷電腦去讀取自適應(yīng)值時，總是會發(fā)現(xiàn)B制動器的啟動學習計數(shù)器過大，這是正常的，因為B制動器具有變速器的停車回空擋功能(空擋怠速功能)，因此只要滿足學習條件，那么B制動器便執(zhí)行它的學習過程，特別是在變速器的打滑自適應(yīng)階段(D、R擋位都是反復控制B來實現(xiàn)的)。

自動變速器技術(shù)的快速發(fā)展，不僅在軟件上實現(xiàn)一些智能化的控制策略，同時硬件變化也是比較大的。從目前一些混動變速器的結(jié)構(gòu)來看，未來AT變速器不排除利用濕式離合器來取代原有的液力變扭器，因為在很多混動車型上我們卻是見證了這一點，比如奧迪的非插電混動、路虎、捷豹等匹配的就是采埃孚的8AT，且沒有液力變扭器；另外就是自動變速器的機械油泵將被電動泵取代。未來自動變速器會朝著更加智能化程度的發(fā)展，維修技術(shù)任重而道遠。

圖17 奧迪0BK正常的自適應(yīng)值-1

圖18 奧迪0BK正常的自適應(yīng)值-2