0AM型7挡DSG变速器的控制系统由电子控制单元和电液控制单元两部分组成,该变速器将这两部分集成为一个机械电子模块,安装在变速器上。
电子控制单元中汇集了所有传感器信号和其他控制单元的信号,电子控制单元引导和监控所有部件的运行。电子控制单元中集成了11个传感器,只有变速器输入转速传感器G182位于该控制单元外。电子控制单元以液压方式控制和调节8个电磁阀,用以切换7个挡位和操纵离合器。
电子控制单元学习(适应)离合器位置和当前挡位时的挡位调节器位置,并在这些部件的后续工作中参考学到的信息。
机械电子模块有独立于机械变速器的机油循环回路,这种独立紧凑型单元具有以下优点:
(1)除了一个传感器外,所有传感器和执行机构都位于机械电子单元内。
(2)液压油专门针对机械电子单元的需求定制。
(3)由于采用单独的机油系统,故机械变速器的磨屑不会进入机械电子单元内。
(4)低温特性良好,因为无须满足变速器的黏度特性要求。
1.液压系统
0AM型7挡DSG变速器有两个彼此独立的液压油循环回路,使用不同的液压油工作,如图4-19所示。
图4-19 0AM型7挡DSG变速器液压系统
机械变速器使用齿轮油,通过飞溅方式对机械变速器的齿轮、轴及轴承润滑,机械变速器内油容量为1.7 L。
机械电子模块使用液压油,油泵输送规定压力的液压油,以实现挡位变化和促动离合器,机械电子模块内的油容量为1.1 L。
0AM型7挡DSG变速器液压控制系统由蓄压器、双齿轮油泵、油泵驱动电动机、变速器压力调节电磁阀、挡位调节器电磁阀、离合器调节器电磁阀以及限压阀、单向阀、G270压力传感器等组成,如图4-20所示。
图4-20 0AM型7挡DSG变速器液压控制系统
1)液压泵单元
液压泵单元安装在机械电子模块内,由一个液压泵和一个电动机组成。液压泵电动机是无电刷式直流电动机。电动机由机械电子单元的电子控制单元根据压力需求控制。电动机通过插接式联轴器驱动液压泵,如图4-21(a)所示。
(1)液压泵。
液压泵按齿轮泵原理工作,如图4-21(b)所示。液压泵抽吸液压油,然后以大约70 bar[1]的压力将液压油压入油循环回路。液压油在泵壳壁与齿隙之间从抽吸侧输送至压力侧。
图4-21 0AM型7挡DSG变速器液压泵
(a)液压泵实物;(b)液压泵工作原理
(2)液压泵电动机V401。
液压泵电动机为无电刷式直流电动机,由定子和转子组成,转子由6对永久磁铁构成,定子由6对电磁铁构成,如图4-22所示。
图4-22 液压泵电动机V401结构
无电刷式直流电动机的整流由机械电子单元的电子控制单元执行,是非接触式的。定子线圈中产生旋转磁场,从而实现定子线圈的控制,这个磁场随转子转动。由于采用非接触式整流,因此除轴承磨损外,直流电动机完全不存在磨损情况。
当系统压力达到60 bar时,电动机停止工作,依靠蓄压器维持压力;当压力降到40 bar时,电动机恢复工作。
如果电动机不能被激活,则系统油液压力下降,并且离合器在压力盘弹簧的作用下断开。
2)压力传感器G270和限压阀
液压泵将液压油压过滤清器压向限压阀、蓄压器和液压压力传感器方向。限压阀和液压压力传感器上的液压油压力达到大约70 bar时,控制单元关闭电动机和液压泵。
旁通阀能够保证滤清器通道堵塞时的系统功能。
3)蓄压器
蓄压器是按照气压存储器形式设计的,在液压泵关闭时为液压系统提供油压,其存储容量为0.2 L。
4)变速器压力调节电磁阀N436/N440
变速器压力调节电磁阀调节子变速器1和2的油压。如图4-20所示,电磁阀N436调节离合器K1和换挡操纵机构一/三、五/七的压力;N440调节离合器K2和换挡操纵机构二/四、六/R的压力。
如果识别出某个子变速器出现故障,压力调节电磁阀可以关闭相应的子变速器。
5)挡位调节器电磁阀N433/N434/N437/N438
挡位调节器集成在机械电子单元内,如图4-23所示,挡位调节器活塞与换挡拨叉连接。换挡时,换挡拨叉活塞在油压作用下移动,带动换挡拨叉和接合套挂入挡位。
图4-23 挡位调节器和挡位调节电磁阀
挡位调节器电磁阀调节挡位调节器的油量,每个挡位调节器都可以换到两个挡位。如果未换挡,则油压使挡位调节器保持在空挡。选挡杆置于位置“P”且点火开关关闭时,则挂入一挡和R挡。
工作原理(以换一挡为例):
初始位置状态时,电磁阀N433控制油压,使换挡活塞处于N位置,不挂任何挡位,如图4-24(a)所示。
换挡时,挡位选择电磁阀N433提升左侧活塞腔的油压,挡位选择活塞被推向右侧,与活塞连接的换挡拨叉和换挡滑套随换挡活塞一同向右侧移动,滑动齿套移动到一挡位置,齿轮接合,形成挡位,如图4-24(b)所示。
图4-24 换挡控制过程
(a);不挂挡位;(b)形成挡位
6)离合器操纵机构
离合器K1和K2的操纵以液压方式实现,在机械电子单元中有两个离合器调节器。
离合器操纵机构由离合器工作缸和离合器活塞组成。离合器活塞操纵离合器的接合杆。离合器调节器活塞上有一个永久磁铁,离合器行程传感器识别活塞位置时需要这个磁铁,如图4-25所示。
图4-25 离合器操纵机构
7)离合器电磁阀N435/N439
N435控制离合器K1,N439控制离合器K2。(www.xing528.com)
电磁阀N435打开,在回油方向,来自电磁阀N43的压力油流入滑阀单元的油底壳,离合器触动活塞在空闲位置。
如果离合器K1需要接合,电磁阀N435由电子控制单元激活,当其被激活时,接通了到离合器触动器的油道,油压在离合器触动活塞的后方被建立,离合器触动活塞移动并推动离合器接合杆,离合器K1接合。
控制单元根据离合器行程传感器的精确位置信号控制离合器电磁阀。
断电时,电磁阀打开且离合器分离。
2.0AM型7挡DSG电子控制系统
0AM型7挡DSG电子控制系统如图4-26所示。根据输入信号,实现换挡控制、离合器控制、驱动油泵、系统压力调节和安全保护等功能。
图4-26 0AM型7挡DSG电子控制系统
1)传感器
电子控制单元中集成了11个传感器,只有变速器输入转速传感器G182位于该控制单元外,如图4-27所示。
图4-27 0AM型7挡DSG变速器传感器
(1)离合器行程传感器G617/G618。
离合器行程传感器位于机械电子单元内离合器调节器上方。控制双离合器需要可靠精确地获知离合器的当前操纵状态。
非接触式传感器获取离合器行程。非接触式获取位置信息能够提高传感器功能的可靠性,并能够避免磨损和振动造成的测量误差。
控制单元根据该传感器信号来控制离合器的触动装置。
如果离合器行程传感器G617失灵,则关闭子变速器1,无法换到一、三、五和七挡。
如果离合器行程传感器G618失灵,则无法换到二、四、六挡和R挡。
(2)变速器输入转速传感器G641。
该传感器安装在变速器壳体内,是唯一在滑阀箱单元外的传感器。传感器以电子方式探测起动机齿圈,从而获取变速器输入转速。
控制单元需要变速器输入转速信号来进行离合器控制和离合器滑转率计算。为此,将离合器前的变速器输入转速传感器G182信号与输入轴转速传感器G612和G632的信号进行对比。
信号缺失时,控制单元将发动机转速信号作为替代信号。
(3)输入轴1转速传感器G632和输入轴2转速传感器G612。
这两个传感器均安装在机械电子单元内。传感器G632探测位于输入轴1上的脉冲信号轮,控制单元根据该信号计算输入轴1的转速。传感器G612探测输入轴2上的齿轮,控制单元根据该信号计算输入轴2的转速。
控制单元将输入轴1和2的转速信号用于控制离合器和计算离合器滑转率。
如果传感器G632失灵,则关闭子变速器1,只能换到二、四、六挡和R挡。如果传感器G612失灵,则关闭子变速器2,只能换到一、三、五和七挡。
(4)控制单元温度传感器G510。
该温度传感器直接安装在机械电子单元的电子控制单元内,用以检查滑阀箱单元的温度。热的液压油不断流向控制单元,因而持续加热控制单元,过多的热量可能降低电子元件的功能。传感器直接测量元件的临界温度,所以可使降低油温的方法能够尽早地介入,以避免产生过热。
温度达到139℃以上时会采取降低发动机扭矩的措施。
信号缺失时,控制单元采用内部存在的替代值。
(5)变速器液压压力传感器G270。
液压压力传感器集成在机械电子控制单元的液压油循环回路内,采用膜片压力传感器结构。
控制单元将信号用于控制液压泵电动机V401,液压油压力约为60 bar时,系统根据压力传感器信号关闭电动机,大约40 bar时再次接通。
信号缺失时,液压泵电动机一直运转,液压压力由限压阀决定。
(6)挡位调节器行程传感器1~4(G487~G490)。
挡位调节器行程传感器位于机械电子单元内,行程传感器结合换挡拨叉上的磁铁产生信号,控制单元根据该信号识别挡位调节器的准确位置。
控制单元需要挡位调节器的准确位置,来控制挡位调节器以进行换挡。
行程传感器失灵时,控制单元无法识别相应挡位调节器的位置,因此控制单元无法识别是否通过挡位调节器和换挡拨叉换到了某一挡位。为了避免造成变速器损坏,在这种情况下会关闭失灵行程传感器对应的子变速器。
(7)选挡杆E313。
选挡杆中集成了选挡杆传感器系统和选挡杆锁电磁铁控制系统,如图4-28所示。选挡杆位置由集成在选挡杆传感器系统内的霍尔传感器识别。选挡杆位置信号和Tiptronic信号通过CAN总线发送给机械电子单元和组合仪表控制单元。
图4-28 变速器选挡杆
控制单元根据信号识别选挡杆位置,并利用这些信号实现驾驶员意图D-R-S或Tiptronic功能以及控制起动机。
如果控制单元无法识别选挡杆位置,则使两个离合器分离。
2)执行器
变速器执行器有液压泵电动机V401、系统压力电磁阀N436、系统压力电磁阀N440、离合器1电磁阀N435、离合器1电磁阀N435、一/三挡拨叉电磁阀N433、二/四挡拨叉电磁阀N434、五/七挡拨叉电磁阀N437、六/R挡拨叉电磁阀N438等,主要执行油泵驱动、压力调节、离合器控制(见图4-29)和换挡等功能。
图4-29 离合器保护措施
3)功能保护策略
为了防止离合器损坏,当车辆由于频繁换挡及长时间大负荷运转造成离合器温度过高达到360℃时,车辆会出现仪表挡位闪烁,车辆有警告式前冲、颠簸,以提醒驾驶员降低车速或停车,以降低离合器温度。若温度持续上升到380℃,变速器控制单元则会切断离合器,出现车辆失去动力的现象。
若温度降低至340℃以下,车辆会结束前冲、颠簸或者重新接合离合器。因此,未将挡位置于P位置或发动机熄火的车辆,将会出现即使未踩油门也会重新加速的现象。
4)系统电路图
0AM-7DSG变速器系统电路图如图4-30所示。
图4-30 0AM-7DSG变速器系统电路图
E438—方向盘上的Tiptronic换高挡开关;E439—方向盘上的Tiptronic换低挡开关;F319—选挡杆P挡锁止开关;
G182—变速器输入转速传感器;G270—变速器液压压力传感器;G487—挡位调节器行程传感器1;
G488—挡位调节器行程传感器2;G489—挡位调节器行程传感器3;G490—挡位调节器行程传感器4;
G510—控制单元温度传感器;G612—变速器输入轴2转速传感器;G617—离合器行程传感器1;
G618—离合器行程传感器2;G632—变速器输入轴1转速传感器1;J119—多功能显示屏;
J285—组合仪表控制单元;J453—多功能方向盘控制单元;J519—车载电位控制单元;
J527—转向柱电子装置控制单元;J533—数据总线诊断接口;J681—总线端15供电继电器2;
J743—双离合器变速器机械电子单元;N110—选挡杆锁电磁铁;N433—子变速器1内的阀门1;
N434—子变速器1内的阀门2;N435—子变速器1内的阀门3;N436—子变速器1内的阀门4;
N437—子变速器2内的阀门1;N438—子变速器2内的阀门2;N439—子变速器2内的阀门3;
N440—子变速器2内的阀门4;V401—液压泵电动机;Y6—选挡杆位置显示器;E313—选挡杆
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