解析01J无级变速器外部过滤器对离合器控制的影响

[转]解析01J无级变速器外部过滤器对离合解析01J无级变速器外部过滤器对离合器控制的影响通过近几年对奥迪轿车01J无级变速器故障维修后的了解发现，当变速器冷却系统中的外部过滤器堵塞后对离合器自适应匹配的影响非常大。通常表现的故障特征是汽车前进档起步没有爬行、起步加速冲击、耸车等。那么为什么当这个过滤器堵塞后对起步离合器的影响这么大呢？接下来我们整个从离合器的控制以及变速器的冷却控制等一一进行分析。了解和分析这方面的内容前我们还是有必要先了解一下“01J离合器自适应控制原理”。奥迪01J无级变速器离合器的自适应目的是电脑通过各输入信息不断地了解离合器摩擦系数的变化（从静摩擦到动摩擦或从动摩擦到静摩擦），电脑从而达到对离合器更精确的控制。在手动变速器干式离合器当中，离合器的接合压力只取决于压紧弹簧的力，不太考虑离合器在工作过程中由于工作温度的升高而影响其摩擦系数并从而对传递力矩的影响。但在奥迪01J湿式离合器当中，就要必须考虑到工作效率等因素，它必须保持一个合适的压力对于降低油泵的压力、提高工作效率、提高零件寿命都是很有好处的。离合器在工作中受ATF油温、ATF油质的变化、离合器片自身温度及离合器片磨损程度、打滑等因素的影响，其摩擦系数是经常发生变化的，因此同样的ATF油的压力其所能传递扭矩也不相同，因此电脑就必须不断地学习离合器摩擦系数的变化，从而提供一个较合适的正确油压是非常必要的，以满足各种行驶状态下的要求。因此就奥迪01J工作过程得知：电脑要想了解离合器的摩擦系数，就必须在摩擦状态下进行学习，离合器摩擦系数的学习发生在以下两种情况。1、微量打滑状态：微量打滑状态是在发动机转速达到1800rpm和发动机输出扭矩不超过220Nm这个部分负荷范围内进行的。在这个范围内取出一部分来进行自学习，即在1800rpm和160Nm这个区间进行自学习。由于通过发动机扭矩知道离合器打滑量很小，因此实际扭矩与离合器压力的对应关系也就非常清楚了，即电脑随时可知道离合器摩擦系数的变化情况。就此我们也不难知道N215电磁阀的控制电流与扭矩的对应关系了。2、起步爬行状态：在起步爬行模式下踩刹车挂动力档时，输出扭矩是固定不变的即15Nm，这个扭矩由机械式扭矩传感器当中的另一个压力传感器来监控（G194），由于我们知道准备起步时的扭矩，因此又与上述情况相同即可知道N215电磁阀的控制电流与传递扭矩的对应关系了(见下图)。在起步爬行模式中（施加制动）有一额定的离合器扭矩（15Nm），变速器控制单元是通过监测来自离合器压力调节电磁阀N215控制电流和来自压力传感器G194的数据（接触压力）之间的关系得到相应的控制数据，并且将这些数据存储起来。实际数据用于计算新的特性参数。而图中的压力传感器G193是监测离合器真实压力的，因此说电脑整个循环控制过程是：电脑通过接收发动机转速、变速器输入转速（G182监测主动链轮转速）、加速踏板位置、发动机扭矩（根据G194的信息计算得出）、刹车制动力（ABS压力传感器）、变速器油温等信息后通过分析计算便得出当前较理想的离合器的额定压力，即计算出N215电磁阀的控制电流同时便得到相应的离合器控制压力，然后电脑根据G193监测的实际压力进行对比继而再次不断的修正N215的控制电流以便得到更加理想的离合器控制压力；这样我们便知道电脑、N215、G193、G194之间的关系了见下框图。根据以上对离合器自适应控制原理的理解，我们不难发现01J无级变速器在动力传递过程当中，离合器的力矩和链条与链轮间的夹紧力矩尤为重要。同时对发动机动力的切断以及力矩的滑动控制都是靠控制离合器来实现的，因此对于离合器电子、液压、安全保护、过载保护、温度、匹配等等的控制都要精于求精，特别是离合器自适应匹配控制。这样我们就把控制范围进一步缩小在N215和G194之间了，也因此不难理解离合器的控制与扭矩协调控制之间的关系了，对分析01J冷却控制意义与离合器控制的对应关系就更加明了。如果我们把G193和G914比如为发动机氧传感器，那么G194就相当于主传感器而G193就相当于副传感器了。了解和掌握离合器的控制后我们再来看一下01J无级变速器冷却控制是如何实现的。在奥迪01J无级变速器动力传递过程当中，由于传动链条与链轮之间形成的是滚动摩擦因此势必形成很高的热量，因此冷却控制系统主要就是为该部分冷却的；当然根据离合器的工作特性得知离合器在微滑控制和过载使用中也会生成很高的温度，因此也需要必要的冷却控制在这里不做叙述。那么我们主要了解一下链轮处的温度是如何实现循环冷却控制的。根据奥迪01J无级变速器冷却控制特点我们把其控制分为变速器内部低温控制和外部高温控制。内部低温控制：当变速器工作后来自主动链轮压力缸中具有一定压力的ATF通过机械式扭矩传感器的控制凸缘被接通到变速器的壳体中，如果此时ATF压力过高则会通过串联在油路中的DBV2限压阀将多余压力泄在变速器内部见下图。当ATF温度较低时来油管与回油管之间就会形成很大的压差，为防止ATF因低温而使冷却器压力过高，与回油管连为一体的DDV1差压阀打开，直接使来油管与回油管短接使ATF尽快升温。外部高温控制：当变速器ATF温度升高后DDV1差压阀关闭，来自主动链轮缸ATF直接经变速器的壳体进入与发动机冷却器集成一体的ATF散热器中，经ATF散热器冷却后经串联在回油管路中外部过滤器又回到变速器内部的液压控制阀体中见下图。在ATF回油管路中的过滤器上又并联一个DDV2差压阀，这个差压阀的作用是当外部过滤器堵塞后其流动阻力升高，因阻力升高后冷却器背压继而也会升高为阻止DDV1差压阀打开而ATF不再经过冷却器冷却，此时DDV2阀门打开尽最大能力来接通冷却器回油管。但此时会影响变速器工作温度及离合器的控制。单独分析完01J无级变速器离合器控制和冷却控制后，我们再综合分析两个系统之间的对应关系，确切地讲应该是离合器的控制与冷却系统中外部过滤器之间的关系，也就是当外部过滤器堵塞后对离合器控制的影响。为了更简单的理解我们把冷却系统与变速器扭矩控制（接触压力控制）结合在一起进行详细分析见下图。01J无级变速器的工作模式是基于双活塞工作原理，在可移动的主、从动链轮缸中形成两个压力缸（见上图）：容积较大的是控制链条与链轮间夹紧力的---即接触压力；容积较小的为变速控制压力缸---即实现无级变速的（在这里不再叙述）。在这里我们主要说一下接触压力，为了有效地传递发动机输出扭矩链轮与链条间需要一个很高的接触压力，但该压力既不能太高也不能过低，接触压力过高会降低传动效率（就像我们把自行车链条调得过于太紧一样）过低链条会打滑而损坏。因此任何时候链条与链轮间都会有一个合适的接触压力（由G194适时监控）。在01J无级变速器中机械式扭矩传感器就是控制该压力精确度的，根据该变速器的控制特点接触压力的大小与变速器输入扭矩（发动机输出扭矩）和传动比有关。在输入扭矩不变时我们主要看传动比与接触压力的关系，传动比较大时（低速行驶）需要高的接触压力，相反当传动比较小时（高速行驶）则需要低的接触压力，低速增扭高速减扭便是这个道理；在传动比不变时我们再看一下输入扭矩与接触压力的关系，大扭矩输入时（急加速）需要高的接触压力，相反小扭矩输入时则需要低的接触压力，因此说输入扭矩与接触压力是成正比的。考虑到接触压力与输入扭矩、传动比的关系，我们还是有必要再简单了解一下接触压力的控制，因为从上图中可以看出接触压力的大小直接跟去往冷却器的ATF流量有一定的关系。无论是输入扭矩的变化还是传动比的变化，想得到精确的接触压力主要靠机械式扭矩传感器中的可沿轴向移动的滑轨架在不同位置来实现的，当可移动滑轨架在不同位置时便直接影响了链轮缸内的接触压力（滑轨架移动时即控制了控制凸缘的大小）。也因此说明接触压力与冷却器ATF流量是成反比例的：接触压力高去往冷却器的ATF流量就低，反之接触压力低去往冷却器的ATF流量就高。G194压力传感器就是监测链条与链轮间接触压力的。由于接触压力总是与实际的变速器输入扭矩成比例的，因此电脑利用G194的信息可以十分准确的计算出变速器输入扭矩，也因此得到相应的发动机输出扭矩。所以在奥迪01J无级变速器里G914的信息主要用于离合器的控制。此时我们再回过头来利用上图分析一下冷却器中外部过滤器堵塞后对离合器控制的影响，特别是起步爬行控制的影响。当外部过滤器堵塞后冷却器的背压升高，也就相当于接触压力升高。接触压力时时被G194监测，因此高的接触压力被电脑误认为是高的变速器输入扭矩，由于在起步爬行模式下踩刹车挂动力档时，输出扭矩是固定不变的即15Nm，但此时电脑通过G194得到的不是15Nm可能是18Nm也可能会更高，为了与离合器控制相协调此时电脑只能通过控制N215电磁阀降低其工作电流来降低离合器的工作压力，以实现发动机动力切断和变速器动力传递的舒适感觉等。此时大家就会明白当变速器出现前进档没有爬行时（外部过滤器堵塞后）02---08---010数据里离合器自适应控制电流比较低当控制电流在0.19A左右时汽车就会没有爬行的原因了（有时离合器自学习匹配很难成功）。更换电脑或阀体后刚开始试车时很正常的（原因是低温时ATF不经过冷却器或过滤器阻力较小），温度越来越高后ATF经过过滤器时由于其堵塞因此导致冷却器背压升高，也因此导致接触压力升高。电脑通过G194得知接触压力的变化也就相当于输入扭矩的变化，也因此出现离合器自适应控制的失效。