通过机械电子单元的作动器、压力调节阀和电磁阀N88控制换挡元件(制动器、离合器)。驻车锁磁铁N486用作电动液压驻车锁的功能。分离离合器K0是一种干式离合器,在静止状态下为动力接合。它不是由机械电子单元促动的,而是利用分离离合器作动器V606操纵。所以分离离合器的操纵与ATF供电的系统压力无关。当处于行驶挡N或P时可以通过接合分离离合器K0启动发动机,并以发电机模式驱动电动机。如果在发动机运转且分离离合器K0接合时从牵引模式切换到减速滑行模式,则混合动力管理系统会根据情况判断分离离合器K0是否保持在接合状态。在这种情况下,可以在分离离合器K0接合的同时进行能量回收。
(一)换挡矩阵图
换挡矩阵图显示执行器和换挡元件在各个运行状态和挡位中的相互作用,如图6-54所示。
1.压力调节阀N215、N216、N217、N218、N233、N371、N433。
压力调节阀也称作EDS(电动调压阀),将控制电流转换成液压控制压力。它们由变速器控制器促动,并控制属于换挡元件(制动器和离合器)的液压阀门(滑动调节器)。存在2种类型的压力调节阀:
·具有上升特性线的压力调节阀
·具有下降特性线的压力调节阀
(1)具有上升特性线的压力调节阀。
自动变速器压力调节阀1 N215制动器A、自动变速器压力调节阀2 N216制动器B、自动变速器压力调节阀4 N218离合器D、自动变速器压力调节阀5 N233离合器E和自动变速器压力调节阀6 N371液力耦合器都具有上升特性线的压力调节阀,特性曲线如图6-55所示。
如果给具有上升特性线的阀门通电,则控制压力随着控制电流的增大而升高。受促动的换挡元件(制动器、离合器)接合。在不通电状态下,换挡元件的阀门打开,即换挡元件没有动力接合。
(2)具有下降特性线的压力调节阀。
自动变速器压力调节阀3 N217离合器C和自动变速器压力调节阀7 N443系统压力为下降特性线的压力调节阀,特性曲线如图6-56所示。
如果给具有下降特性线的阀门通电,则控制压力随着控制电流的减小而下降。受促动的离合器C打开,系统压力下降。在阀门不通电状态下,离合器C接合并且系统压力最大。
图6-54
1.激活(通电)0.未激活(少量的基本控制电流始终存在)0~1.根据运行状态激活/未激活 ×.激活控制电流与运行状态有关 EDS.电动调压阀 MV.电磁阀
2.电磁阀N88打开/关闭。
电磁阀N88控制驻车锁阀门。驻车锁阀门控制着通往驻车锁滑阀的系统压力,如表6-5所示。
图6-55
图6-56
3.驻车锁电磁铁N486。
驻车锁电磁铁N486用于将驻车锁滑阀固定在“驻车锁已松开”位置上,如表6-6所示。
表6-5
表6-6
(二)运行模式
1.汽车处于行驶准备就绪状态,行驶挡P或N(如图6-57所示)。
图6-57
RS1(2、3、4).行星齿轮组 1(2、3、4)PT1(2、3、4).行星齿轮架 1(2、3、4)S1(2、3、4).行星齿轮组 1(2、3、4)的中心轮 P1(2、3、4).行星齿轮组1(2、3、4)的行星齿轮 H1(2、3、4).行星齿轮组1(2、3、4)的空心轮 TD.扭转减震器EM.电动机(电驱动行驶电机 V141)A、B.多片式制动器 C、D、E.多片式离合器 WK.液力耦合器 K0.分离离合器
汽车处于行驶就绪状态下,只要组合仪表中显示“e-tron READY”,就会被驾驶员看到,ATF压力供应得到保证,已选中行驶挡P或N。
2.电动行驶(起步,液力耦合器已打开/行驶,液力耦合器已调节)。
此变速器示意图(图6-58)显示电动起步或1挡行驶时的动力传递。起步过程通过变矩器实现。液力耦合器在起步时打开,以便利用变矩器的扭矩升高。行驶时液力耦合器受到调节。分离离合器K0在电动行驶时打开,发动机已关闭。电动行驶的前提是混合动力蓄电池有足够电量。在电动行驶时,电动机或电驱动行驶电机V141提供最高94kW的功率。可通过激活换挡元件对其他挡位进行切换。
3.停车断耦(带和不带停车断耦起步)。
当发动机运转时,可以在车辆静止时通过停车断耦断开发动机和变速器之间的动力接合。由此断开传动系的噪音传递,降低车辆的噪声。此外降低了发动机的扭矩负荷,因为它不必再为抵消变矩器自动变速器上普遍存在的变矩器扭矩而做功。
图6-58
(1)第1挡中的停车断耦。
只要汽车处于行驶准备就绪状态且ATF压力供应得到保证,就会闭合制动器A并操作制动器B(咬合点)。停车断耦在此时尚未被激活(行驶挡P或 N)。当条件满足时,驾驶员踩下制动器并选中行驶挡D,则停车断耦被激活。如果选中了行驶挡D,那么先不会接合1挡的离合器C。一旦驾驶员松开制动器,制动器B和离合器C闭合。同时利用快速上升的压力闭合已挂入的制动器B,利用缓慢上升的压力接合离合器C。通过这种方式可以舒适地恢复动力接合。接下来的起步过程由液力变矩器完成。
(2)自动起停运行模式激活时的停车断耦。
如果发动机在自动起停运行模式下被停机,然后要求重新启动,则当挂入行驶挡D时重新激活停车断耦。为了加速ATF的建压,变速器油辅助液压泵1 V475辅助制动器A的闭合和制动器B的操作。其他过程遵照停车断耦的上述功能。
(3)带停车断耦的停车。
奥迪Q7 e-tron quattro上不提供仅靠发动机驱动的奥迪Q7(4M车型)那样的停车断耦功能。
(4)允许激活停车断耦的条件。
①发动机运行。
②换挡元件的完全调校(制动器、离合器)。
③ATF温度>约20℃。
④坡度<4%(坡度通过制动电控系统的纵向加速度传感器探测)。
⑤已挂入行驶挡D。
⑥加速踏板未踩下。
⑦制动踏板已踩下。
(5)切断条件。
①已选中行驶挡S、R或tiptronic模式。
②制动器已松开(这种情况例如通过电控机械式驻车制动器固定汽车,或起步辅助系统被激活)。
③加速踏板已踩下。
4.换挡矩阵图(如图6-59所示)。
换挡矩阵图说明了1挡换挡元件的促动。停车断耦可以利用车辆诊断仪通过有针对性的匹配来激活或停用。
5.通过牵引启动、滑行启动或舒适启动并入发动机。
图6-59
发动机根据驾驶员的功率请求,在选择行驶挡S(奥迪驾驶选择模式动态)时启动,或者由混合动力管理系统根据混合动力蓄电池的电量启动。驾驶员的功率请求通过主动式加速踏板告知系统。从电动机的转速0开始,电动机在牵引启动时,在分离离合器K0接合时启动发动机(nMot=0;n电动机=0)。为了在滑行启动时平稳地启动并入发动机,在分离离合器K0接合时将电动机的扭矩提高到启动过程所需的扭矩值。由此将发动机提高到点火所需的转速并使其点火。当发动机和电动机的转速同步时,分离离合器K0被完全接合。在舒适启动时,通过分离离合器K0牵引发动机直至达到电动机的转速,并且在分离离合器K0完全接合后才点火。根本的启动方式选择取决于驾驶员的功率请求和转速条件。汽车静止传动示意图如图6-60所示。
图6-60
6.通过启动机发电机 C29 启动发动机(12V启动)。
装备了3.0L V6 TDI发动机的汽车安装有一台启动机发电机。在规定条件下,发动机通过启动机发电机启动。通过启动机发电机C29启动也被称作12V启动。12V启动时,分离离合器K0分离。
7.混合动力行驶:使用两个驱动系统行驶,超加速功能。
图6-61所示的是在1挡中使用两个驱动系统行驶时的动力传递。分离离合器K0接合。可通过激活换挡元件对其他挡位进行切换。
8.使用两个驱动系统行驶。(www.xing528.com)
奥迪Q7 e-tron quattro通常以电动行驶开始。当发动机在特定条件下启动并入时,就可以通过两种驱动系统行驶,这种行驶方式被叫作“混合动力行驶”。
9.功率表。
图6-61
RS1(2、3、4).行星齿轮组 1(2、3、4)PT1(2、3、4).行星齿轮架 1(2、3、4)S1(2、3、4).行星齿轮组 1(2、3、4)的中心轮 P1(2、3、4).行星齿轮组 1(2、3、4)的行星齿轮 H1(2、3、4).行星齿轮组1(2、3、4)的空心轮 TD.扭转减震器 EM.电动机(电驱动行驶电机 V141)A、B.多片式制动器 C、D、E.多片式离合器 WK.液力耦合器 K0.分离离合器
图6-62
功率表显示了不同运行模式的区域,如图6-62所示。发动机根据混合动力管理系统的规定是在启动许可区域内进行启动并入。但最晚当驾驶员的功率请求超过功率表功率数据的50%且达到黄色区域时启动并入。启动并入区域在功率表中用绿色虚线标记。它根据混合动力管理系统的运行策略,在0%和50%之间变化。混合动力管理系统在计算启动并入区域时将混合动力蓄电池电量等参数和e-tron 模式都纳入考虑范围。
10.增压功能。
超加速功能从某个混合动力蓄电池绝对电量(由混合动力管理系统确定)起可用。通过超加速功能可以使用混合动力驱动系统的最大系统功率。当超过主动式加速踏板操作行程中的某个已定义的压力点时,超加速功能被激活。在超加速功能下,电动机和发动机根据转速曲线输出其最大功率并相加得出一个总数值。例如奥迪 Q7 e-tron quattro 的3.0L V6 TDI发动机的最大功率为190kW,它能够输出600N·m的最大扭矩,电动机能够输出94kW的瞬时最大功率,电动机的最大扭矩达350N·m。因为这两个驱动系统在不同的转速区段中达到最高性能,所以产生的系统功率不是期望的284kW,而是略小的275kW的最大系统功率。两台发动机的最大扭矩的转速区段相互重合。纯理论来说,可以实现950N·m的系统扭矩。但是由于8挡自动变速器0D7只能承受700N·m的扭矩,所以最大系统扭矩被限制在这个数值,从约1250r/min起提供最大系统扭矩。装备了3.0L V6 TDI发动机的奥迪 Q7 e-tron quattro的功率数据如图6-63所示。
11.发动机处于怠速,电动机处于发电机模式,行驶挡处于P或N。
静止时充电,分离离合器K0已接合,如图6-64所示。
12.利用发动机行驶且电动机处于发电机模式。
图6-63
1.发动机扭矩(N·m)2.电动机扭矩(N·m)3.系统扭矩(N·m)4.发动机功率(kW)5.电动机功率(kW)6.系统总功率(kW)
图6-64
图6-65
此变速器示意图如图6-65所示,显示使用发动机行驶时在1挡中的动力传递。分离离合器K0接合。可通过激活换挡元件对其他挡位进行切换。利用发动机行驶时,只要电动机未被用作辅助驱动,混合动力蓄电池就会充电。为此,电动机用作发电机,并被发动机驱动。蓄电池调节控制单元J840将混合动力蓄电池的电量告知发动机控制单元内的混合动力管理系统。混合动力管理系统在必要时为发电机模式激活发动机。在充电时,发动机可以另外提供最高20kW的发电机功率。当达到蓄电池调节控制单元J840规定的绝对电量上限时,发电机模式关闭。保证发电机功率的方法是,在最节省燃油的情况下相应提高发动机负荷。发动机控制单元中的混合动力管理系统此时不断地通过有针对性的负荷点推移来选择一个带尽可能低的油耗(g /kWh)的负荷范围。发电机功率可由所有当前用电器的用电负荷和蓄电池的充电功率得出。当前用电器包括12V车载电网的所有用电器、电动空调压缩机和高压加热装置(PTC)Z115。蓄电池包括混合动力蓄电池A38以及12V蓄电池A。12V车载电网的供电和12V汽车蓄电池的充电是通过电驱动的功率和控制电子装置JX1中的变压器A19实现的。
13.自由滑行模式(自由滑行,Coasting)。
此变速器示意图如图6-66所示,显示自由滑行模式下3挡中的动力传递。分离离合器K0已分离,发动机已关闭。液力耦合器已接合。电动机以与变速器输入轴同步的转速运转,向变速器输入轴输出<5N·m的极低的滑行扭矩。这是为了降低噪声,并由此提高舒适性。挡位指示中只剩下显示行驶挡D或E,挡位被隐藏。变速器根据车速切换挡位。
图6-66
一旦驾驶员松开加速踏板但未制动,则会在以下汽车设置和运行条件下进入自由滑行模式:
(1)车辆设置。
①行驶挡D(奥迪驾驶选择模式全路况、经济、舒适或自动中的一个)已选中。
②选中了e-tron 模式EV、Hybrid或Battery Hold中的某一个。
(2)运行条件。
①车速<160km/h。
②发动机关闭。
③驾驶员把脚从加速踏板上移开,不再踩下。
④下坡度<1%,上坡度不影响该功能,车道坡度是通过制动电控系统的纵向加速度传感器探测的。
(3)切断条件。
①发动机被启动并入。
②踩下制动踏板,当制动过程中断时,不会重新恢复自由滑行模式。
③踩下加速踏板。
④下坡度>1%。
⑤选中行驶挡S。
⑥通过tiptronic挡位槽或tiptronic开关Tip激活tiptronic模式。
⑦奥迪驾驶选择模式动态被激活。
⑧车速控制被激活,车速控制被接通但未被激活不构成断开条件。例外:带PEA(前瞻性效率辅助系统)的ACC(自适应巡航控制)。PEA使用导航系统的路线数据。PEA与ACC一起能够停用,根据情况激活自由滑行模式。这是根据车速进行的,例如当汽车正好快要抵达某个村庄或环形路口并向其靠近时。当汽车跟随其他交通参与者跟车行驶时,也将禁止滑行。
14.切换到滑行能量回收。
如果自由滑行模式因某个断开条件而被阻止,并且滑行能量回收的运行条件满足,则混合动力管理系统会启动滑行能量回收。
(1)滑行能量回收。
此变速器示意图如图6-67所示,显示滑行能量回收期间在3挡中的动力传递。分离离合器K0已分离,发动机已关闭。液力耦合器已接合。视车速而定,变速器挂入相应的挡位。在以下运行条件下,一旦驾驶员松开加速踏板但未制动,则在最高160km/h的车速下都可以启动滑行能量回收。滑行能量回收把滑行能量用于能量回收,这个滑行能量等同于汽车动能。同时,滑行能量驱动着以受控发电机模式工作的电动机,从而向用电器供电,并给混合动力蓄电池及间接给12V汽车蓄电池充电,直至混合动力蓄电池达到蓄电池调节控制单元J840规定的电量。在滑行能量回收期间,3~25kW的制动功率被转化为电能,并模拟发动机在减速滑行模式下产生的制动效应。同时视车速而定,变速器挂入相应的挡位。当混合动力蓄电池不能再接受电量时,电驱动系统作为发电机工作,只给当前用电器供电。当电动机既不用作发电机也不用作驱动装置时,电驱动的功率和控制电子装置JX1向定子线圈供应三相电流,从而避免在转子上产生扭矩,这可以避免电压感应引起的定子线圈发热。当混合动力蓄电池完全充满时,发电机模式模拟的发动机牵引扭矩取消,并在驾驶员希望减速时通过液压制动器进行补偿。
图6-67
(2)车辆设置。
①行驶挡S已挂入。
②驾驶选择模式动态已选中。
③变速器处于tiptronic模式,驾驶员可以通过方向盘上的翘板开关无级调整减速度。
④满足自由滑行模式的某一个断开条件。
15.发动机在滑行模式中承担制动任务。
图6-68
奥迪Q7 e-tron quattro不具备(如同奥迪Q5 hybrid quattro、奥迪A8 hybrid和奥迪A6 hybrid在混合动力蓄电池完全充满时那样)发动机在滑行模式中承担制动任务的功能。此变速器示意图如图6-68所示,显示制动能量回收期间在3挡中的动力传递。分离离合器K0通常已分离,发动机已关闭。液力耦合器已接合。视车速而定,变速器挂入相应的挡位。制动能量回收与滑行能量回收一样,将等同于汽车动能的滑行能量用于能量回收。同时,滑行能量驱动着以受控发电机模式工作的电动机,从而向用电器供电,并给蓄电池充电,直至达到蓄电池调节控制单元J840规定的电量。一旦驾驶员踩上制动踏板,只要混合动力蓄电池仍能吸收电能,就可以启动制动能量回收,它与车速无关。制动助力控制单元J593根据制动踏板位置传感器G100的数据计算出驾驶员通过制动踏板要求的制动功率,并通过FlexRay把它发送给发动机控制单元J623内的混合动力管理系统。混合动力管理系统检查这部分制动功率中有多少比例可以通过制动能量回收转化为电能,并把该数值通知给制动电控系统。混合动力管理系统通过制动能量回收使最高80kW的制动功率受控地转化为电能。如果混合动力蓄电池电量足够,则电驱动系统作为发电机工作,只给当前用电器供电。在这种情况下或当制动能量回收的制动功率不满足减速要求时,则通过液压制动器协调地叠加或替代电动制动功率。当电动机既不用作发电机也不用作驱动装置时,电驱动的功率和控制电子装置JX1向定子线圈供应三相电流,从而避免在转子上产生扭矩,这可以避免电压感应引起的定子线圈发热。
16.制动踏板位置传感器 G100。
制动踏板位置传感器G100集成在制动助力器内,它探测着制动踏板的位置和操作速度。此外,它还提供用于促动制动信号灯的信号,所以制动信号灯开关F被取消。由于驾驶员所需的制动功率是根据制动踏板位置传感器G100的数据计算的,所以传感器失灵时会取消制动能量回收。这种情况下,组合仪表的显示中会出现一条提示。
17.电控机械式制动助力器。
电控机械式制动助力器如图6-69所示。
(三)线控换挡技术的换挡操纵机构的机械电子单元E26/29
在奥迪Q7 e-tron quattro上,换挡操纵机构和0D7变速器之间的通信以及驻车锁的操纵通过线控换挡技术进行。制造商ZF将0D7变速器的机械电子单元称为E26/29,如图6-70和图6-71所示。机械电子单元E26/29与奥迪Q7(4M车型)的0D5变速器上使用的机械电子单元相同。机械电子单元E26/29是在奥迪A8(4H车型)的0BK变速器中使用的机械电子单元E26/6的后续研发版。
0D7变速器的机械电子单元有一根LIN总线导线连接至变速器油辅助液压泵1 V475,取代了0D5变速器或0BK变速器上的液压脉冲存储器(HIS)的控制导线,如图6-72所示。0D7变速器的传感装置和执行器、电动液压驻车锁的松开以及机械电子单元换挡元件的促动与0D5及0BK变速器的机械电子单元相同。
图6-69
图6-70
图6-71
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