汽車自動變速器新技術的發展趨勢(下)

◆文/北京 薛慶文

(接上期)

5.創新型溫度管理功能

在過去，自動變速器的冷卻控制系統只能解決自動變速器ATF過熱問題，通過ATF油液循環來帶走金屬表面的熱量，然后再通過外循環借助空氣流動及發動機冷卻液的作用，使自動變速器ATF保持在一個合理工作溫度。現如今，技術飛速發展，自動變速器的冷卻控制系統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部密封件處于收縮狀態，因此帶來系統的泄漏，電腦只能提升系統壓力來彌補泄漏帶來的不足。如何處于低溫環境中的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溫器等部件控制以外，借助于發動機冷卻液的加熱成為更多廠家的技術亮點。它不僅解決ATF熱的問題，還要解決冷的問題，因此創新型溫度管理系統功能就出現了。

在奧迪A8轎車4.2L發動機上就有了ITM創新型熱量管理功能，第一快速提升發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。這一功能的出現大大提高了整車的燃油經濟性，降低排放更加環保，同時還延長了變速器ATF的使用壽命。

在比較寒冷的地區車輛停在室外時，這種ITM創新型熱量管理功能是非常有效的，參與的系統有發動機冷卻系統、變速器冷卻系統、空調/暖風系統等，帶有電子節溫器的發動機冷卻管理系統，能夠快速將發動機缸體缸蓋內的冷卻液實現快加熱，根據CAN網絡數據信息的交換，發動機熱的冷卻液就會接通給兩個系統：空調/暖風系統就會快速給駕駛室內提供一個舒適的環境，其次給變速器熱交換系統，為變速器ATF油液加熱，在一定程度上還要給ATF冷卻，整個控制實現了4個過程。ITM創新型熱量管理功能的系統組成如圖11所示。

圖11 奧迪A8L轎車ITM系統組成

初始狀態時，發動機/變速器都處于冷機狀態，變速器控制單元將其所需熱量報告給發動機控制單元1)(ATF溫度必須盡快得到提高)。發動機首先試圖盡快使自身變熱。因此在這個初始狀態，電磁閥N509(通電)和N488(斷電)是閉合的見圖12。N488電磁閥斷電時，來自發動機缸體內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，此時發動機在執行者自身的快速加熱功能，在這個狀態下發動機冷卻液僅能在缸體和缸蓋內做小循環，因此冷卻液很快就會得到加熱。

一旦發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繼續保持通電狀態，而N488也開始通電，這樣來自發動機缸體內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 發動機自身加熱狀態

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，來切段來自發動機內的熱的冷卻液至交換器之間的管路(圖14)，發動機已經進入大循環狀態，變速器ATF溫度保持一個合理范圍。

圖14 變速器保持階段

變速器在繼續運轉過程中，隨著ATF油液溫度在繼續上升的情況下，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)，因此冷卻器內的冷卻液開始給交換器內的ATF降溫，以確保變速器ATF不能繼續出現高溫情況。

圖15 變速器進入冷卻階段

6.智能匹配自適應功能

目前大部分多擋AT變速器都屬于智能型控制的變速器，且具備相應的匹配自適應功能。其目的是在離合器或制動器使用壽命內，都能夠按照控制要求提供最及時的、最舒適的動力傳遞結果。當元件狀態發生改變以及潤滑油狀態等發生變化時，電腦無法完成自適應時(達到極限)相應的故障碼將會出現，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，完成關鍵核心部件的更換或變速器的維修后必須執行相應的自適應匹配，否則會影響換擋質量。接下來我們通過奧迪0BK變速器自適應的學習，來詳細理解自動變速器的匹配自適應功能。

0BK自適應：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)需要相應地完成自適應。例如在軟件升級后刪除了自適應值。在這種情況下必須完成一次自適應行車，并用車輛診斷測試儀進行監測。這個流程在引導型功能和引導型故障查詢中有詳細規定，無需解釋。

自適應方法如下：換擋自適應(當換高擋或換低擋時)換擋自適應主要用于快速自適應(起步自適應)。滑差補償(打滑自適應)和脈沖補償(對換擋元件進行連續補償)也就是脈動自適應。

(1)快速自適應-換擋自適應(要求ATF溫度40℃以上)

制動器A是在6擋升7擋、制動器B是發生在降擋過程發動機怠速時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-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。這個自適應過程約7s(N-D和N-R)。快速自適應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，最多能進行4次快速自適應。

(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，渦輪轉速1 200～2 100r/min(僅快速注油時間，制動器B的注油壓力在發動機怠速并且6擋降5擋時進行自適應)；離合器C是在手動模式的4擋承受扭矩：30～100Nm，渦輪轉速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，渦輪轉速1 200～2 100r/min(注油壓力/快速注油時間)。

自適應結果：必須對換擋是否平順進行評價。自適應次數可以根據相應的測量值(例如針對制動器A 注油壓力自適應的分析3)進行控制(圖16)。計數器讀數每次應至少達到3。必要時，可以對各個換擋元件分別進行自適應。原則上，如果有一個或者多個換擋元件還未完成自適應，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對換擋元件進行4次自適應。任何時候都要注意“一般臨界條件”。也就是說自適應值也會有極限要求。

圖16 奧迪0BK自適應值極限范圍

如果超出了自適應極限值，就可能對換擋質量帶來負面影響。只要不出現換擋質量方面的抱怨，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值偏大從而接近自適應極限值呢？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及不符合標準的ATF(此時可能會涉及多個離合器)，自適應值接近極限值，軟件、硬件或應用故障。

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值時，總是會發現B制動器的啟動學習計數器過大，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制動器便執行它的學習過程，特別是在變速器的打滑自適應階段(D、R擋位都是反復控制B來實現的)。

自動變速器技術的快速發展，不僅在軟件上實現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構來看，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展，維修技術任重而道遠。

圖17 奧迪0BK正常的自適應值-1

圖18 奧迪0BK正常的自適應值-2