奧迪01J無級變速器外部過濾器對離合器控制的影響

    通過近幾年對奧迪轎車01J無級變速器故障維修發現_當變速器冷卻系統中的外部過濾器堵塞後_對離合器自適應匹配的影響非常大.通常表現的故障特征是汽車前進檔起步沒有爬行、起步加速沖擊、聳車等.為什麼這個過濾器堵塞後對起步離合器的影響這麼大呢？下面從離合器的控制以及變速器的冷卻控制等一一進行分析.在分析之前_有必要先了解一下01J離合器自適應控制原理.
    奧迪01J無級變速器離合器的自適應目的是ECU通過各輸入信息不斷地了解離合器摩擦系數的變化（從靜摩擦到動摩擦或從動摩擦到靜摩擦）_從而達到ECU對離合器更精確的控制.
    在手動變速器干式離合器中_離合器的接合壓力只取決於壓緊彈簧的力_不太考慮離合器在工作過程中由於工作溫度的升高而影響其摩擦系數並從而對傳遞力矩的影響.但在奧迪01J濕式離合器當中_就必須要考慮到工作效率等因素_它必須保持一個合適的壓力_這對於降低油泵的壓力、提高工作效率、提高零件壽命都是很有好處的.離合器在工作中受ATF的溫度和油質的變化、離合器片自身溫度及離合器片磨損程度、打滑等因素的影響_其摩擦系數是經常發生變化的.因此_同樣的ATF壓力所能傳遞轉矩不同_所以ECU就必須不斷地學習離合器摩擦系數的變化_從而提供一個較合適的正確油壓_以滿足各種行駛狀態下的要求.因此就奧迪01J無級變速器的工作過程得知：ECU要想了解離合器的摩擦系數_就必須在摩擦狀態下進行學習.

    離合器摩擦系數的學習發生在以下兩種情況：
    1）微量打滑狀態.微量打滑狀態是在發動機轉速達到1 800r/min和發動機輸出轉矩不超過220N·m這個部分負荷范圍內進行的.在這個范圍內取出一部分來進行自學習_即在1 800r/min和160N·m這個區間進行自學習.由於通過發動機轉矩知道離合器打滑量很小_因此實際轉矩與離合器壓力的對應關系也就非常清楚了_即ECU隨時可知道離合器摩擦系數的變化情況_就此也不難知道N215電磁閥的控制電流與轉矩的對應關系了.
    2）起步爬行狀態（圖1）在起步爬行模式下探制動踏板掛動力檔時_輸出轉矩是固定不變的_即15N·m_這個轉矩由機械式轉矩傳感器中的另一個壓力傳感器（G194）來監控.由於知道了准備起步時的轉矩.即可知道N215電磁閥的控制電流與傳遞轉矩的對應關系了.

    在起步爬行模式中（施加制動）_有一額定的離合器轉矩（15N·m）_變速器ECU是通過監測來自離合器壓力調節電磁閥N215控制電流和來自壓力傳感器G194的數據（接觸壓力）之間的關系得到相應的控制數據_並且將這些數據存儲起來.實際數據用於計算新的特性參數.圖中的壓力傳感器G193是監測離合器真實壓力的.ECU整個循環控制過程是_ECU通過接收發動機轉速、變速器輸入轉速（G182監測主動鏈輪轉速）、加速踏板位置、發動機轉矩（根據G194的信息計算得出）、制動力（ABS壓力傳感器）、變速器油溫等信息後_通過分析計算便得出當前較理想的離合器的額定壓力_即計算出N215電磁閥的控制電流_同時便得到相應的離合器控制壓力_然後ECU根據G193監測的實際壓力進行對比_繼而再次不斷地修正N215的控制電流_以便得到更加理想的離合器控制壓力.這樣便知道ECU、N215、G193、G194之間的關系了_如圖2所示.

    根據以上對離合器自適應控制原理的理解_不難發現01J無級變速器在動力傳遞過程當中_離合器的轉矩和鏈條與鏈輪間的夾緊力矩尤為重要.對發動機動力的切斷以及轉矩的滑動控制都是靠控制離合器來實現的_因此對於離合器電子、液壓、安全保護、過載保護、溫度、匹配等的控制都要精益求精_特別是離合器自適應匹配控制.這樣就把控制范圍進一步縮小在N215和G194之間了_也因此不難理解離合器的控制與轉矩協調控制之間的關系了_對分析01J冷卻控制意義與離合器控制的對應關系就更加明了.如果把G193和G194比作發動機氧傳感器_那麼G194就相當於主傳感器_而G193就相當於副傳感器了.
    了解和掌握離合器的控制原理後再來看01J無級變速器冷卻控制是如何實現的.
    在奧迪01J無級變速器動力傳遞過程中_由於傳動鏈條與鏈輪之間形成的是滾動摩擦_因此勢必形成很高的熱量_冷卻控制系統主要就是為該部分冷卻的.當然根據離合器的工作特性得知離合器在微滑控制和過載使用中_也會生成很高的溫度_因此也需要必要的冷卻控制.下面主要介紹鏈輪處的溫度是如何實現循環冷卻控制的.根據奧迪01J無級變速器冷卻控制特點_把其控制分為變速器內部低溫控制和外部高溫控制.
    內部低溫控制：當變速器工作後_來自主動鏈輪壓力缸中具有一定壓力的ATF通過機械式轉矩傳感器的控制凸緣被接通到變速器的殼體中_如果此時ATF壓力過高_則會通過串聯在油路中的DBV2限壓閥將多余壓力洩在變速器內部_如圖3所示.當ATF溫度較低時_來油管與回油管之間就會形成很大的壓差_為防止ATF因低溫而使冷卻器壓力過高_與回油管連為一體的DDV1差壓閥打開_直接使來油管與回油管短接_使ATF盡快升溫.

    外部高溫控制：當變速器ATF溫度升高後_DDVI差壓閥關閉_來自主動鏈輪缸ATF直接經變速器的殼體進入與發動機冷卻器集成一體的ATF散熱器中_經ATF散熱器冷卻後_經串聯在回油管路中外部過濾器又回到變速器內部的液壓控制閥體中_如圖4所示.在ATF回油管路中的過濾器上又並聯一個DDV2差壓閥.這個差壓閥的作用是當外部過濾器堵塞後其流動阻力升高_因阻力升高後冷卻器背壓繼而也會升高_為阻止 DDV1差壓閥打開而ATF不再經過冷卻器冷卻_此時DDV2閥門打開_盡最大能力來接通冷卻器回油管.但此時會影響變速器工作溫度及離合器的控制.
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    單獨分析完01J無級變速器離合器控制和冷卻控制後_再綜合分析兩個系統之間的對應關系_確切地講_應該是離合器的控制與冷卻系統中外部過濾器之間的關系_也就是當外部過濾器堵塞後對離合器控制的影響.為了更簡單地理解_我們把冷卻系統與變速器轉矩控制（接觸壓力控制）結合在一起進行分析（圖5） .

    01J無級變速器的工作模式是基於雙活塞工作原理_在可移動的主、從動鏈輪缸中形成兩個壓力缸（見圖5）：容積較大的是控制鏈條與鏈輪間夾緊力的_即接觸壓力；容積較小的為變速控制壓力缸_即實現無級變速的（在這裡不再敘述）.這裡_主要說一下接觸壓力_為了有效地傳遞發動機輸出轉矩_鏈輪與鏈條間需要一個很高的接觸壓力_但該壓力既不能太高也不能過低.接觸壓力過高會降低傳動效率（就像把自行車鏈條調得過於太緊一樣）；過低鏈條會打滑而損壞.因此任何時候鏈條與鏈輪間都會有一個合適的接觸壓力（由G194適時監控）.在01J無級變速器中機械式轉矩傳感器就是控制該壓力精確度的_根據該變速器的控制特點_接觸壓力的大小與變速器輸入轉矩（發動機輸出轉矩）和傳動比有關.在輸入轉矩不變時_主要看傳動比與接觸壓力的關系.傳動比較大時（低速行駛）需要高的接觸壓力；相反_當傳動比較小時（高速行駛）_則需要低的接觸壓力_低速增矩_高速減矩便是這個道理.在傳動比不變時再看輸入轉矩與接觸壓力的關系.大轉矩輸入時（急加速）需要高的接觸壓力；相反_小轉矩輸入時_則需要低的接觸壓力_因此_輸入轉矩與接觸壓力
是成正比的.考慮到接觸壓力與輸入轉矩、傳動比的關系_有必要再簡單了解接觸壓力的控制.從圖5中可以看出接觸壓力的大小直接跟去往冷卻器的ATF流量有一定關系.無論是輸入轉矩的變化還是傳動比的變化_想得到精確的接觸壓力主要靠機械式轉矩傳感器中的可沿軸向移動的滑軌架在不同位置來實現的_當可移動滑軌架在不同位置時便直接影響了鏈輪缸內的接觸壓力（滑軌架移動時即控制了控制凸緣的大小）.也因此說明接觸壓力與冷卻器ATF流量是成反比例的：接觸壓力高_去往冷卻器的ATF流量就低；反之_接觸壓力低_去往冷卻器的ATF流量就高.
    G194壓力傳感器就是監測鏈條與鏈輪間接觸壓力的.由於接觸壓力總是與實際的變速器輸入轉矩成比例的_因此ECU利用G194的信息可以十分准確地計算出變速器輸入轉矩_也因此得到相應的發動機輸出轉矩.所以_在奧迪01J無級變速器中G914的信息主要用於離合器的控制.
    此時_再回來利用圖5分析冷卻器中外部過濾器堵塞後對離合器控制的影響_特別是起步爬行控制的影響.當外部過濾器堵塞後_冷卻器的背壓升高_也就相當於接觸壓力升高.接觸壓力時時被G194監測_因此高的接觸壓力被ECU誤認為是高的變速器輸入轉矩_由於在起步爬行模式下踩制動踏板掛動力檔時_輸出轉矩是固定不變的_即15N·m_但此時ECU通過G194得到的不是15N·m_可能是18N·m_也可能會更高.為了與離合器控制相協調_此時ECU只能通過控制N215電磁閥降低其工作電流來降低離合器的工作壓力_以實現發動機動力切斷和變速器動力傳遞的舒適感覺等.
    此時_大家就會明白當變速器出現前進檔沒有爬行時（外部過濾器堵塞後）_02-08-010數據裡離合器自適應控制電流比較低_當控制電流在0. 19A左右時_汽車就會沒有爬行的原因了（有時離合器自學習匹配很難成功）.更換ECU或閥體後_剛開始試車時很正常的（原因是低溫時ATF不經過冷卻器或過濾器_阻力較小）.溫度越來越高後_ATF經過過濾器時_由於其堵塞導致冷卻器背壓升高_也因此導致接觸壓力升高.ECU通過G194得知接觸壓力的變化_也就相當於輸入轉矩的變化_也因此出現離合器自適應控制的失效.

關鍵詞：奧迪 01J 無級變速器