汽车底盘电子控制技术3

1、第第4章电控机械无级自动变速器章电控机械无级自动变速器4.1 概述概述4.2 奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自动变速电控机械无级自动变速器的结构与工作原理器的结构与工作原理4.3 Lineartronic无级自动变速器结构无级自动变速器结构与原理与原理4.1 概述概述随着使用自动变速器随着使用自动变速器(AT)车辆的增加，大众越来越要求高效车辆的增加，大众越来越要求高效率和高性能以及行驶模式多样化。在这样的背景下，无级变率和高性能以及行驶模式多样化。在这样的背景下，无级变速器作为高水平协调速器作为高水平协调“行驶与经济性行驶与经济性”的系统，备受世人关的系统，备受世人关注。注。无级变速器英

2、文全称为无级变速器英文全称为Continuously Variable Transmission，简称，简称CVT。这种变速器和普通自动变速。这种变速器和普通自动变速器的最大区别，是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传器的最大区别，是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动，通过改变驱动轮与从动，而只用了两组带轮进行变速传动，通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速。动轮传动带的接触半径进行变速。发明这种变速传动机构的是荷兰人。起初，传送带用了发明这种变速传动机构的是荷兰人。起初，传送带用了V形形橡胶带，由于材料较差、传递力矩小，没有什么实用价值。橡胶带，由于

3、材料较差、传递力矩小，没有什么实用价值。1979年荷兰年荷兰DAF的工程师改用金属带，完善并开发出实用的工程师改用金属带，完善并开发出实用型的型的CVT系统。系统。下一页下一页返回返回4.1 概述概述它具有零件少，体积小，质量轻，与普通自动变速器比较具它具有零件少，体积小，质量轻，与普通自动变速器比较具有较高的传动效率，油耗较低的优点。但缺点也是明显的，有较高的传动效率，油耗较低的优点。但缺点也是明显的，就是传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，但在小功率就是传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，但在小功率汽车上很有市场。富士、菲亚特、德国福特都先后引进汽车上很有市场。富士、菲亚特、德国福特都

4、先后引进CVT，加以改进，用在自己的汽车上。加以改进，用在自己的汽车上。1984年，最善于应用新技年，最善于应用新技术的富士车厂研制了具有电脑装置的电子无级变速传动术的富士车厂研制了具有电脑装置的电子无级变速传动(ECVT)，并在，并在1987年年2月装在月装在Justy (J10)汽车上推向汽车上推向市场。市场。以富士车为例，以富士车为例，CVT由四大子系统组成，即电磁离合器系统、由四大子系统组成，即电磁离合器系统、电子与液压控制系统、方向转换电子与液压控制系统、方向转换(前进前进/后退后退)系统、无级变系统、无级变速传动系统，核心部分是无级变速传动系统速传动系统，核心部分是无级变速传动系统

5、(CVT即即System)。无级变速传动系统主要部件是。无级变速传动系统主要部件是2个带轮和钢带，个带轮和钢带，钢带套在钢带套在2个带轮上。个带轮上。下一页下一页返回返回上一页上一页4.1 概述概述带轮由带轮由2块呈八字形的轮壁组成，这两片轮壁中间的凹槽形块呈八字形的轮壁组成，这两片轮壁中间的凹槽形成一个成一个V形，其中一边轮壁由液压控制机构操纵，可以视不形，其中一边轮壁由液压控制机构操纵，可以视不同的发动机转速进行分开与拉近的动作，同的发动机转速进行分开与拉近的动作，V形凹槽也随之变形凹槽也随之变宽或变窄，将钢带升高或降低宽或变窄，将钢带升高或降低;从而改变钢带与带轮接触的直从而改变钢带与带

6、轮接触的直径。两个带轮反向调节，即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时。径。两个带轮反向调节，即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时。另一个带轮凹槽就会逐渐变窄。另一个带轮凹槽就会逐渐变窄。这样，当汽车慢速行驶时，可以令主动带轮的凹槽宽度大于这样，当汽车慢速行驶时，可以令主动带轮的凹槽宽度大于被动带轮凹槽，主动带轮的钢带圆周半径小于被动带轮的钢被动带轮凹槽，主动带轮的钢带圆周半径小于被动带轮的钢带圆周半径，即小圆带大圆，因此能传递较大的扭矩。当汽带圆周半径，即小圆带大圆，因此能传递较大的扭矩。当汽车逐渐转为高速时，主动带轮的一边轮壁向内靠拢，凹槽宽车逐渐转为高速时，主动带轮的一边轮壁向内靠拢，凹槽宽度变小迫使钢带

7、升起，直至最高顶端，而被动带轮的一边轮度变小迫使钢带升起，直至最高顶端，而被动带轮的一边轮壁刚好相反，向外移动拉大凹槽宽度迫使钢带降下，即主动壁刚好相反，向外移动拉大凹槽宽度迫使钢带降下，即主动带轮钢带的圆周半径大于被动带轮钢带的圆周半径，变成大带轮钢带的圆周半径大于被动带轮钢带的圆周半径，变成大圆带小圆，因此能保证汽车高速度时的速度要求。圆带小圆，因此能保证汽车高速度时的速度要求。下一页下一页返回返回上一页上一页4.1 概述概述无级变速器轿车一样有自己的挡位，即停车挡无级变速器轿车一样有自己的挡位，即停车挡P、倒车挡、倒车挡R、空挡空挡N、前进挡、前进挡D等，只是汽车前进自动换挡时没有突跳的

8、等，只是汽车前进自动换挡时没有突跳的感觉，十分平稳。感觉，十分平稳。返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理4.2.1奥迪轿车奥迪轿车01J自动变速器的特点自动变速器的特点奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自动变速器被称为电控机械无级自动变速器被称为multitronic，其技术规格见其技术规格见表表4-1。4.2.2奥迪轿车奥迪轿车01J自动变速器的结构自动变速器的结构01J自动变速器的结构如自动变速器的结构如图图4-1所示，其中的关键部件是由所示，其中的关键部件是由传动链轮实现的无级变速器。它可允许变速比在

9、最小和最大传动链轮实现的无级变速器。它可允许变速比在最小和最大变速比之间无级调节，能提供一个合适的传动比，使发动机变速比之间无级调节，能提供一个合适的传动比，使发动机总是工作在最佳转速范围内，进而使汽车动力性或燃油经济总是工作在最佳转速范围内，进而使汽车动力性或燃油经济性最优化。性最优化。下一页下一页返回返回4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理该自动变速器的传动机构由该自动变速器的传动机构由2个带锥面的盘体的主链轮装置个带锥面的盘体的主链轮装置(链轮装置链轮装置1)和副链轮装置和副链轮装置(链轮装置链轮装置2)以及工作于以及工

10、作于2个锥形个锥形链轮组之间链轮组之间V形槽内的专用传动链组成。传动链是动力传动形槽内的专用传动链组成。传动链是动力传动装置，如装置，如图图4-2所示。链轮装置所示。链轮装置1是由发动机通过辅助减速是由发动机通过辅助减速齿轮驱动，发动机转矩通过传动链传递到链轮装置齿轮驱动，发动机转矩通过传动链传递到链轮装置2，并由，并由此传给主减速器。每个链轮装置中的一个链轮可沿轴向移动，此传给主减速器。每个链轮装置中的一个链轮可沿轴向移动，从而调整传动链的跨度尺寸和改变传动比。两组链轮装置必从而调整传动链的跨度尺寸和改变传动比。两组链轮装置必须同时进行调整，以保证传动链始终处于张紧状态和有足够须同时进行调整

11、，以保证传动链始终处于张紧状态和有足够的接触传动压力。的接触传动压力。行星齿轮传动机构采用一个双行星排，通过操纵一个制动器行星齿轮传动机构采用一个双行星排，通过操纵一个制动器或一个离合器实现前进位和倒挡的转换。其中制动器和离合或一个离合器实现前进位和倒挡的转换。其中制动器和离合器均采用器均采用“湿式湿式”多片式摩擦片，结构如多片式摩擦片，结构如图图4-3所示。所示。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理电子液压控制单元和变速器控制单元集成为一体，位于变速电子液压控制单元和变速器控制单元集成为一体，

12、位于变速器壳体内。器壳体内。4.2.3各挡动力传递路线各挡动力传递路线01J自动变速器的传动简图如自动变速器的传动简图如图图4-4所示。发动机动力通过所示。发动机动力通过飞轮传递给变速器输入轴，输入轴的动力通过行星齿轮机构、飞轮传递给变速器输入轴，输入轴的动力通过行星齿轮机构、一对辅助变速齿轮传动副，传递到传动链轮机构，通过传动一对辅助变速齿轮传动副，传递到传动链轮机构，通过传动链轮无级变速后，动力经过主减速器和差速器，传递到驱动链轮无级变速后，动力经过主减速器和差速器，传递到驱动轮。其中太阳轮轮。其中太阳轮(输入输入)与变速器输入轴和前进挡离合器与变速器输入轴和前进挡离合器C相相连接。行星齿

13、轮支架连接。行星齿轮支架(输出输出)与辅助变速齿轮的主动齿轮和倒与辅助变速齿轮的主动齿轮和倒挡制动器挡制动器B相连接。齿圈与行星齿轮和倒挡制动器相连接。相连接。齿圈与行星齿轮和倒挡制动器相连接。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理01J自动变速器各挡传动路线比较简单。当车辆怠速时，作自动变速器各挡传动路线比较简单。当车辆怠速时，作为辅助减速挡输入部分的行星齿轮架是静止的，齿圈以发动为辅助减速挡输入部分的行星齿轮架是静止的，齿圈以发动机转速一半的速率怠速运转，旋转方向与发动机相同机转速一半的速率怠

14、速运转，旋转方向与发动机相同;当前进当前进位时，前进位离合器位时，前进位离合器C接合，变速器输入轴与行星齿轮架接合，变速器输入轴与行星齿轮架(输输出出)连接，行星齿轮系变成一个刚体传动，并且它与发动机转连接，行星齿轮系变成一个刚体传动，并且它与发动机转向相同，传动比为向相同，传动比为1;倒挡时，倒挡制动器倒挡时，倒挡制动器B制动，齿圈与壳制动，齿圈与壳体固定在一起，不能转动，动力由行星架反向输出，实现倒体固定在一起，不能转动，动力由行星架反向输出，实现倒挡。挡。4.2.4主要零部件组成主要零部件组成一、机械传动部分一、机械传动部分1.传动链传动链下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥

15、迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理01J自动变速器传动链是新开发的，与以前传统的滑动带或自动变速器传动链是新开发的，与以前传统的滑动带或V带相比有以下优点带相比有以下优点:尽管变速器尺寸小，但很小的跨度半径尽管变速器尺寸小，但很小的跨度半径却可产生很大的传动比范围，传递转矩大，传动效率高。却可产生很大的传动比范围，传递转矩大，传动效率高。01J自动变速器传动链应用的不同技术自动变速器传动链应用的不同技术:相邻传动链链节通过相邻传动链链节通过转动压块连接成一排转动压块连接成一排(每个销子连接每个销子连接2个链节个链节)，转动压块在，转动压块在

16、变速器锥面链轮间变速器锥面链轮间“跳动跳动”，即锥面链轮互相挤压。转矩只，即锥面链轮互相挤压。转矩只靠转动压块正面和锥面链轮接触面的摩擦力来传递，如靠转动压块正面和锥面链轮接触面的摩擦力来传递，如图图4-5所示。每个转动压块永久连接到一排连接轨上，通过这种所示。每个转动压块永久连接到一排连接轨上，通过这种方式，转动压块不可扭曲，两个转动压块组成一个转动节。方式，转动压块不可扭曲，两个转动压块组成一个转动节。转动压块相互滚动，当其在锥面链轮跨度半径范围内驱动传转动压块相互滚动，当其在锥面链轮跨度半径范围内驱动传动链时，几乎没有摩擦。这种情况下，尽管转矩高，弯曲角动链时，几乎没有摩擦。这种情况下，

17、尽管转矩高，弯曲角度大，动力损失和磨损却降到最小，使其寿命延长并且提高度大，动力损失和磨损却降到最小，使其寿命延长并且提高了效率。了效率。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理另外，另外，01J自动变速器使用了两种长度不同的链节自动变速器使用了两种长度不同的链节(图图4-6)，其目的是确保传动链运转时尽可能无噪声。当使用等长的链其目的是确保传动链运转时尽可能无噪声。当使用等长的链节时，转动压块按统一间距冲击锥面链轮，这将导致振动并节时，转动压块按统一间距冲击锥面链轮，这将导致振动并产生令人厌烦的噪

18、声。使用不同长度的链节可防止共振，并产生令人厌烦的噪声。使用不同长度的链节可防止共振，并减小运动噪声。减小运动噪声。2.传动链轮传动链轮01J变速器传动链轮工作模式基于双活塞原理，如变速器传动链轮工作模式基于双活塞原理，如图图4-7所所示。它的新特点为转矩传感器集成在链轮装置示。它的新特点为转矩传感器集成在链轮装置5上。链轮装上。链轮装置置5和和10各有一个将锥面链轮压回位的分离缸各有一个将锥面链轮压回位的分离缸(压力缸压力缸)和用和用于调整变速比的分离缸于调整变速比的分离缸(变速器分离缸变速器分离缸)。它利用少量压力油。它利用少量压力油就可以很快地进行换挡，这可保证在较低油压时，锥面链轮就可

19、以很快地进行换挡，这可保证在较低油压时，锥面链轮有足够的接触压力。有足够的接触压力。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理由于调整动态特性的需要，供给的压力油必须合适。为了减由于调整动态特性的需要，供给的压力油必须合适。为了减少油量，分离缸的表面要比压力缸小，因此调整所需油量相少油量，分离缸的表面要比压力缸小，因此调整所需油量相对较少，但可获得很高的调整动力特性和较高的效率。对较少，但可获得很高的调整动力特性和较高的效率。液压系统泄压时，链轮装置液压系统泄压时，链轮装置5的膜片弹簧和链轮装置的膜片

20、弹簧和链轮装置10的螺的螺旋弹簧产生一个额定的传动链条基础张紧力旋弹簧产生一个额定的传动链条基础张紧力(接触压力接触压力)。在。在卸压状态下，变速器启动转矩变速比由链轮装置卸压状态下，变速器启动转矩变速比由链轮装置10的螺旋弹的螺旋弹簧簧7的弹力调整。的弹力调整。3.辅助变速齿轮辅助变速齿轮由于受空间限制，动力通过辅助变速齿轮传递到传动链轮，由于受空间限制，动力通过辅助变速齿轮传递到传动链轮，辅助变速齿轮传动副传动比为辅助变速齿轮传动副传动比为1. 109。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理4

21、.变速杆换档机构和变速杆换档机构和P位停车锁位停车锁变速杆换挡机构和变速杆换挡机构和P位停车锁机构如位停车锁机构如图图4-8所示。所示。01J自动变自动变速器的变速杆位置有速器的变速杆位置有P,R, N, D及手动换挡等位置，通过变及手动换挡等位置，通过变速杆可实现下述功能速杆可实现下述功能:触发液压控制单元手动选挡阀。触发液压控制单元手动选挡阀。控制停车锁。控制停车锁。角虫发多功能开关，识别变速杆位置。角虫发多功能开关，识别变速杆位置。当变速杆处于当变速杆处于P位置时，与换挡轴相连的锁止推杆轴向移动，位置时，与换挡轴相连的锁止推杆轴向移动，锁止爪被压向驻车锁止齿轮，并相互啮合，实现机械锁止功

22、锁止爪被压向驻车锁止齿轮，并相互啮合，实现机械锁止功能。能。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理二、电子控制系统二、电子控制系统01J自动变速器的电子控制系统主要由传感器、控制单元和自动变速器的电子控制系统主要由传感器、控制单元和执行机构等组成。执行机构等组成。1.控制单元控制单元J217控制单元控制单元J217集成在变速器内，并直接用螺栓紧固在液压集成在变速器内，并直接用螺栓紧固在液压控制单元上。控制单元上。3个压力调节阀与控制单元间直接通过牢固的个压力调节阀与控制单元间直接通过牢固的插接插头

23、连接插接插头连接(S形插头形插头)，而没有连接线，用一个，而没有连接线，用一个25针的小针的小型插头与汽车线束相连，如型插头与汽车线束相连，如图图4-9所示。所示。J217的底座为一个的底座为一个坚硬的铝板壳，此铝板壳起到了隔热作用。该壳体容纳全部坚硬的铝板壳，此铝板壳起到了隔热作用。该壳体容纳全部的传感器，因此不再需要线束和插头，因而没有单独线束，的传感器，因此不再需要线束和插头，因而没有单独线束，这种结构使这种结构使J217的可靠性大大地提高了。的可靠性大大地提高了。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结

24、构与工作原理控制单元控制单元J217功能具有以下特点功能具有以下特点:动态控制程序。控制单元动态控制程序。控制单元J217有一个动态控制程序有一个动态控制程序(DCP)，用于计算变速器目标输入转速。这是对已存在的用，用于计算变速器目标输入转速。这是对已存在的用于于CVT中的动态换挡程序中的动态换挡程序(DSP)的进一步改进。的进一步改进。DCP的目的目标是将操纵性能尽可能与驾驶员输入相适应。驾驶员应有如标是将操纵性能尽可能与驾驶员输入相适应。驾驶员应有如机械模式下驾驶的感觉，其框图如机械模式下驾驶的感觉，其框图如图图4-10所示。所示。为了上述目的，控制单元为了上述目的，控制单元J217接收驾

25、驶员动作、车辆运动接收驾驶员动作、车辆运动状态和路面情况信息，计算加速踏板动作频率和加速踏板角状态和路面情况信息，计算加速踏板动作频率和加速踏板角度位置度位置(驾驶员评价驾驶员评价)、车速和车辆加速情况。利用该信息和、车速和车辆加速情况。利用该信息和逻辑组合，在发动机转速范围内，通过改变传动比，将变速逻辑组合，在发动机转速范围内，通过改变传动比，将变速器输出转速设定在最佳动力性和最佳经济性之间，使汽车操器输出转速设定在最佳动力性和最佳经济性之间，使汽车操作性和驾驶性能与驾驶员输入信号尽可能匹配。作性和驾驶性能与驾驶员输入信号尽可能匹配。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01

26、J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理强制降挡功能。驾驶员通过把节气门踏板踩到底，激活接强制降挡功能。驾驶员通过把节气门踏板踩到底，激活接通强制降挡开关，告知自动变速器控制单元，现在需要最大通强制降挡开关，告知自动变速器控制单元，现在需要最大加速度，为此，发动机转速被调整到最大功率处的转速，直加速度，为此，发动机转速被调整到最大功率处的转速，直到加速踏板角度减小为止。到加速踏板角度减小为止。依据行驶阻力自适应控制。依据行驶阻力自适应控制。“与载荷有关的动力与载荷有关的动力”被计算被计算出来用以测定行驶阻力，例如上坡、下坡、车辆处于被牵引出来用以测定行驶阻

27、力，例如上坡、下坡、车辆处于被牵引状态等。该行驶阻力用于与在平路上行驶状态等。该行驶阻力用于与在平路上行驶(空载空载)时的牵引阻时的牵引阻力做比较，指示是否需提高和降低所需功率。力做比较，指示是否需提高和降低所需功率。上坡或牵引车辆时，需要加大转矩。在这种情况下控制单元上坡或牵引车辆时，需要加大转矩。在这种情况下控制单元J217使变速控制向减速方向调节，通过减挡来增加发动机使变速控制向减速方向调节，通过减挡来增加发动机转矩。转矩。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理在下坡时，情况稍有不同。若驾驶

28、员想利用发动机的制动效在下坡时，情况稍有不同。若驾驶员想利用发动机的制动效果，则必须踩制动踏板果，则必须踩制动踏板(信号来自开关信号来自开关F/ F47。若发动机处。若发动机处于超速阶段，并且踩下制动踏板后车速依然提高，则变速比于超速阶段，并且踩下制动踏板后车速依然提高，则变速比向减速方向调节变速比，从而更有利于驾驶员控制发动机制向减速方向调节变速比，从而更有利于驾驶员控制发动机制动效果。若下坡坡度减小，那么变速比再次向加速方向调节，动效果。若下坡坡度减小，那么变速比再次向加速方向调节，车速稍有提高。车速稍有提高。与巡航控制系统与巡航控制系统(CC时协调工作。巡航控制开启时自动变时协调工作。巡

29、航控制开启时自动变速器变速比经常很小，所以当汽车下坡行驶时，会导致发动速器变速比经常很小，所以当汽车下坡行驶时，会导致发动机制动效果不足。在这种情况下，控制单元机制动效果不足。在这种情况下，控制单元J217通过减小通过减小变速器输入转速来增强发动机制动效果。变速器输入转速来增强发动机制动效果。对离合器对离合器(制动器制动器)的控制。控制单元接收发动机转速、变的控制。控制单元接收发动机转速、变速器输入转速、加速踏板位置、发动机转矩、制动力、变速速器输入转速、加速踏板位置、发动机转矩、制动力、变速器油温等信号计算出离合器器油温等信号计算出离合器(制动器制动器)所需的额定压力，调节所需的额定压力，调

30、节离合器压力和离合器传递的发动机转矩。离合器压力和离合器传递的发动机转矩。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理最佳舒适换挡模式。在传动比变化范围内可获得任意变速最佳舒适换挡模式。在传动比变化范围内可获得任意变速比，传动比转换非常平顺，使驱动力的传输不会中断。比，传动比转换非常平顺，使驱动力的传输不会中断。最大动力特性。汽车加速时牵引力传递不会中断，可获得最大动力特性。汽车加速时牵引力传递不会中断，可获得最佳加速特性。最佳加速特性。提高燃油经济性。在经济运行模式下，通过对传动比的连提高燃油经济性。

31、在经济运行模式下，通过对传动比的连续调节，使发动机总是处于最佳工作模式，提高了燃油经济续调节，使发动机总是处于最佳工作模式，提高了燃油经济性。性。过载保护。利用内建模型，变速器控制单元计算出离合器过载保护。利用内建模型，变速器控制单元计算出离合器打滑温度。若测得的离合器温度因离合器过载而超出标定界打滑温度。若测得的离合器温度因离合器过载而超出标定界线，则将减小发动机输出转矩。当发动机转矩被减小到发动线，则将减小发动机输出转矩。当发动机转矩被减小到发动机怠速上限时，在一段时间内，发动机对加速踏板信号无反机怠速上限时，在一段时间内，发动机对加速踏板信号无反应，同时离合器冷却系统确保短时间内使离合器

32、降温，此后应，同时离合器冷却系统确保短时间内使离合器降温，此后又迅速重新提供发动机最大转矩。又迅速重新提供发动机最大转矩。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理爬坡控制功能。爬坡控制的特点是当车辆静止、制动起作爬坡控制功能。爬坡控制的特点是当车辆静止、制动起作用时，减小爬坡转矩，发动机不必产生很大的转矩，降低了用时，减小爬坡转矩，发动机不必产生很大的转矩，降低了发动机的怠速运转噪声，驾驶员只需稍加制动即可停住汽车，发动机的怠速运转噪声，驾驶员只需稍加制动即可停住汽车，因而改善了燃油经济性和舒适性。

33、因而改善了燃油经济性和舒适性。若汽车停于坡道上，制动压力不足，车辆回溜时，离合器压若汽车停于坡道上，制动压力不足，车辆回溜时，离合器压力将增大，使汽车停住力将增大，使汽车停住(“坡道停住坡道停住”功能功能)。该功能是通过。该功能是通过2个变速器输出速度传感器个变速器输出速度传感器G195和和G196区分汽车是向前行区分汽车是向前行驶还是向后行驶来实现的。驶还是向后行驶来实现的。(11)微量打滑控制。微量打滑控制功能是针对离合器进行控微量打滑控制。微量打滑控制功能是针对离合器进行控制，它能减缓发动机产生的扭转振动，在部分载荷下，离合制，它能减缓发动机产生的扭转振动，在部分载荷下，离合器特性被调整

34、到发动机输出转矩为器特性被调整到发动机输出转矩为160 Nm时的状态。时的状态。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理当发动机转速上升到大约当发动机转速上升到大约1800 r/min时，发动机输出转矩时，发动机输出转矩达到达到220 N m左右，此时离合器进入左右，此时离合器进入“微量打滑微量打滑”模式下模式下工作。在此模式下，变速器输入轴和主动链轮装置之间的打工作。在此模式下，变速器输入轴和主动链轮装置之间的打滑率滑率(速度差别速度差别)保持在保持在5-20 r/min。(12)合理匹配离合器控

35、制。合理匹配离合器控制功能的作用合理匹配离合器控制。合理匹配离合器控制功能的作用是保持恒定的离合器控制质量，控制适合的离合器压力，提是保持恒定的离合器控制质量，控制适合的离合器压力，提高效率。由于离合器的摩擦系数经常变化，所以为了能在任高效率。由于离合器的摩擦系数经常变化，所以为了能在任何工作状态下和其寿命内使离合器控制舒适性能不变，那么何工作状态下和其寿命内使离合器控制舒适性能不变，那么控制电流及离合器转矩之间的关系必须不断优化。离合器的控制电流及离合器转矩之间的关系必须不断优化。离合器的摩擦系数取决于变速器油、变速器油温、离合器温度、离合摩擦系数取决于变速器油、变速器油温、离合器温度、离合

36、器打滑率等，为了补偿这些影响和优化离合器控制，在爬坡器打滑率等，为了补偿这些影响和优化离合器控制，在爬坡控制模式和部分载荷状态下，控制电流和离合器转矩要相匹控制模式和部分载荷状态下，控制电流和离合器转矩要相匹配。配。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理(13)换挡控制。控制单元有一动态控制程序换挡控制。控制单元有一动态控制程序(DCP)用于计用于计算变速器目标输入转速，以便获得最佳传动比。算变速器目标输入转速，以便获得最佳传动比。(14)故障自诊断功能。故障在很大程度上可通过自诊断功能故障自诊断

37、功能。故障在很大程度上可通过自诊断功能识别。根据故障对驾驶安全性的影响程度，可通过仪表板上识别。根据故障对驾驶安全性的影响程度，可通过仪表板上的变速杆位置指示灯显示给驾驶员。对故障自诊断识别的结的变速杆位置指示灯显示给驾驶员。对故障自诊断识别的结果，会有果，会有3种不同显示状态种不同显示状态:a.故障被存储，替代程序能够使汽车继续运行故障被存储，替代程序能够使汽车继续运行(有某些限制有某些限制)，此故障不显示给驾驶员。因为这对驾驶安全性来说并不严重，此故障不显示给驾驶员。因为这对驾驶安全性来说并不严重，驾驶员根据汽车的行驶状况可注意到该故障。驾驶员根据汽车的行驶状况可注意到该故障。b.变速杆位

38、置指示灯通过倒置显示现存故障。此故障对于驾变速杆位置指示灯通过倒置显示现存故障。此故障对于驾驶安全性来说虽不严重，但是驾驶员应尽快去奥迪特约服务驶安全性来说虽不严重，但是驾驶员应尽快去奥迪特约服务站，将故障排除。站，将故障排除。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理c.变速杆位置指示灯正置指示现存故障，此故障对于驾驶安变速杆位置指示灯正置指示现存故障，此故障对于驾驶安全性来说是严重的，因此，建议驾驶员立即去奥迪特约服务全性来说是严重的，因此，建议驾驶员立即去奥迪特约服务站，将故障排除。站，将故障排

39、除。(15)升级程序升级程序(闪光码编程闪光码编程)。控制单元可以通过软件进行升。控制单元可以通过软件进行升级。控制单元的程序、特性参数和数据级。控制单元的程序、特性参数和数据(软件软件)以及计算出的以及计算出的输出信号值，都永久性地存储于输出信号值，都永久性地存储于“Flash EEPROM”电子可电子可编程储存器中，采用编程储存器中，采用V. A. S5051设备进行升级。设备进行升级。2.传感器传感器(1)变速器输入转速传感器变速器输入转速传感器G182传感器传感器6182监测主动链轮的转速，提供实际的变速器输入监测主动链轮的转速，提供实际的变速器输入转速。它与发动机转速一起用于离合器控

40、制和作为变速控制转速。它与发动机转速一起用于离合器控制和作为变速控制的输入变化参考量。的输入变化参考量。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理若若G182损坏，如电磁线圈若受到严重污染损坏，如电磁线圈若受到严重污染(磨损产生的金属磨损产生的金属碎屑碎屑)，那么起步加速过程可利用电控单元内部设定的固定参，那么起步加速过程可利用电控单元内部设定的固定参数完成。这时微量滑转控制和合理匹配离合器控制功能失效。数完成。这时微量滑转控制和合理匹配离合器控制功能失效。发动机转速作为替代值，无故障码指示。发动机转

41、速作为替代值，无故障码指示。(2)变速器输出转速传感器变速器输出转速传感器G195和和G196G195和和G196监测从动链轮装置的转速，它们安装在传感监测从动链轮装置的转速，它们安装在传感器轮背面器轮背面(图图4-11)，其安装相位角差为，其安装相位角差为25 %，通过它们，通过它们的信号识别变速器输出转速的信号识别变速器输出转速(图图4-12)。其中来自。其中来自0195的信的信号用于监测转速，来自号用于监测转速，来自G196的信号用来区别旋转的方向，的信号用来区别旋转的方向，确定汽车是向前行驶还是向后行驶。确定汽车是向前行驶还是向后行驶。变速器输出转速信号用于变速控制、爬坡控制、坡道停车

42、功变速器输出转速信号用于变速控制、爬坡控制、坡道停车功能和为仪表板组件提供车速信号。能和为仪表板组件提供车速信号。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理控制单元观察来自控制单元观察来自2个传感器的下降沿信号以确定当前是否个传感器的下降沿信号以确定当前是否为前进挡或倒挡。如为前进挡或倒挡。如图图4-13所示，当来自传感器所示，当来自传感器G195的信的信号为下降沿时，传感器号为下降沿时，传感器G196信号为信号为“LOW”。当来自传感。当来自传感器器G196的信号为下降沿时，传感器的信号为下降沿时，

43、传感器G195的信号为的信号为“High ”。变速器控制单元将这种。变速器控制单元将这种“模式模式”理解为前进挡理解为前进挡;如如图图4-14所示，当来自所示，当来自(6195的信号为下降沿时，传感器的信号为下降沿时，传感器G196信号为信号为“High ”。当。当G196的信号为下降沿时，的信号为下降沿时，6195的信号为的信号为“LOW”。变速器控制单元将此。变速器控制单元将此“模式模式”理理解为倒挡。解为倒挡。如果如果G195损坏，变速器输出转速可从损坏，变速器输出转速可从G196的信号取得，的信号取得，但坡道停车功能失效。如果但坡道停车功能失效。如果G196损坏，坡道停车功能失效。损坏

44、，坡道停车功能失效。如果如果G195和和G196两个传感器都损坏，则可从轮速信号获两个传感器都损坏，则可从轮速信号获取替代值取替代值(通过通过CAN总线总线)，但坡道停车功能失效。，但坡道停车功能失效。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理电磁线圈若受到严重污染电磁线圈若受到严重污染(磨损产生的金属碎屑磨损产生的金属碎屑)会影响会影响G195和和G196的工作功能，因此粘结到电磁线圈上的金属的工作功能，因此粘结到电磁线圈上的金属碎屑在进行维修前应予以清除。碎屑在进行维修前应予以清除。(3)自动变速

45、器油压传感器自动变速器油压传感器G193传感器传感器G193监测前进挡和倒挡制动器压力，用来监控离合监测前进挡和倒挡制动器压力，用来监控离合器功能。离合器压力监控有高优先权，因此多数情况下，器功能。离合器压力监控有高优先权，因此多数情况下，G193失效都会使安全阀被激活，如失效都会使安全阀被激活，如图图4-15所示。所示。(4)自动变速器油压传感器自动变速器油压传感器G194传感器传感器G194(图图4-15)监测接触压力，此压力由转矩传感监测接触压力，此压力由转矩传感器调节。由于接触压力总是与实际变速器输入转矩成比例，器调节。由于接触压力总是与实际变速器输入转矩成比例，所以利用所以利用G19

46、4的信号可十分准确地计算出变速器输入转矩。的信号可十分准确地计算出变速器输入转矩。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理(5)多功能开关多功能开关F125多功能开关多功能开关F125由由4个霍尔传感器组成，霍尔传感器由变速个霍尔传感器组成，霍尔传感器由变速轴上的电磁通道控制，如轴上的电磁通道控制，如图图4-16所示。所示。每个霍尔传感器的信号均有两种状态每个霍尔传感器的信号均有两种状态:高和低电位，即用二进高和低电位，即用二进制制1和。表示，因此，和。表示，因此，4个霍尔传感器能产生个霍尔传感器能

47、产生16种不同的组种不同的组合，其中合，其中4个换挡组合用于识别变速杆的个换挡组合用于识别变速杆的P, R, N和和D位，位，2个换挡组合监测中间位置个换挡组合监测中间位置(P-R, R-N-D) , 10个换挡组合个换挡组合用于故障分析。换挡组合表见表用于故障分析。换挡组合表见表4-2。示例示例:变速杆进入变速杆位置变速杆进入变速杆位置N，若霍尔传感器，若霍尔传感器C损坏，换挡损坏，换挡组合为组合为“0001，则变速器控制单元将不再能识别变速杆位，则变速器控制单元将不再能识别变速杆位置置N。控制单元识别出此换挡组合为故障状态，并使用合适。控制单元识别出此换挡组合为故障状态，并使用合适的替代程

48、序。若霍尔传感器的替代程序。若霍尔传感器D损坏，将不能完成点火功能。损坏，将不能完成点火功能。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理变速器控制单元需要变速杆位置信息，完成以下功能变速器控制单元需要变速杆位置信息，完成以下功能:启动机启动机锁止控制锁止控制;倒车灯控制倒车灯控制;P/ N内部锁控制内部锁控制;车辆运行状态信息车辆运行状态信息用于离合器控制用于离合器控制(前进前进/倒车倒车/空挡空挡);倒车时，锁止变速比。倒车时，锁止变速比。F125的故障很难显示出来，在某种情况下，车辆将不能行的故障

49、很难显示出来，在某种情况下，车辆将不能行驶，故障指示灯将闪烁显示。驶，故障指示灯将闪烁显示。(6)变速器油变速器油(ATF)温度传感器温度传感器G93传感器传感器G93集成在变速器控制单元电子器件中。集成在变速器控制单元电子器件中。G93记录变记录变速器控制单元铝制壳体的温度，即相应的变速器油温度。变速器控制单元铝制壳体的温度，即相应的变速器油温度。变速器油温影响离合器控制和变速器输入转速控制。因此，传速器油温影响离合器控制和变速器输入转速控制。因此，传感器感器G93在控制和匹配功能中发挥重要作用。在控制和匹配功能中发挥重要作用。为了保护变速器部件，若变速器油温超过约为了保护变速器部件，若变速

50、器油温超过约145，那么发，那么发动机输出功率下降。若变速器油温继续升高，那么发动机输动机输出功率下降。若变速器油温继续升高，那么发动机输出功率就会逐渐减小，必要时，直至发动机以怠速运转。出功率就会逐渐减小，必要时，直至发动机以怠速运转。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理若若G93损坏，则控制单元利用发动机温度计算出一个替代值。损坏，则控制单元利用发动机温度计算出一个替代值。这时，匹配功能和某些控制功能失效，故障灯显示为这时，匹配功能和某些控制功能失效，故障灯显示为“倒倒置置”。(7)制动开关

51、制动开关制动开关信号用于变速杆锁止功能制动开关信号用于变速杆锁止功能;爬坡控制爬坡控制;动态控制程序动态控制程序(DCP)。(8)强制降挡信号强制降挡信号强制降挡信号不需要单独的开关。它是通过位于加速踏板组强制降挡信号不需要单独的开关。它是通过位于加速踏板组件上的簧载压力元件产生一个件上的簧载压力元件产生一个“阻尼点阻尼点”，将，将“强制降挡感强制降挡感觉觉”传给驾驶员。当驾驶员激活强制降挡功能时，传感器传给驾驶员。当驾驶员激活强制降挡功能时，传感器G79和和G185(加速踏板组件加速踏板组件)的电压值超过节气门全开时的的电压值超过节气门全开时的电压值。当超过强制降挡点相对应的电压值时，发动机

52、控制电压值。当超过强制降挡点相对应的电压值时，发动机控制单元通过单元通过CAN总线向变速器控制单元发出一个强制降挡信号。总线向变速器控制单元发出一个强制降挡信号。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理在自动模式下，当强制降挡功能被激活时，最大加速的最大在自动模式下，当强制降挡功能被激活时，最大加速的最大动力控制参数被选择，但强制降挡功能不能被连续激活。动力控制参数被选择，但强制降挡功能不能被连续激活。若更换加速踏板组件，则必须用自诊断检测和信息系统对强若更换加速踏板组件，则必须用自诊断检测和信息系

53、统对强制降挡点重新进行匹配。制降挡点重新进行匹配。(9) Tiptronic开关开关F189Tiptronic开关开关F189集成在齿轮变速机构的鱼鳞板中，由集成在齿轮变速机构的鱼鳞板中，由3个霍尔传感器组成，霍尔传感器由位于鱼鳞板上的电磁阀激个霍尔传感器组成，霍尔传感器由位于鱼鳞板上的电磁阀激活，如活，如图图4-17所示。所示。鱼鳞板上有鱼鳞板上有7个个LE D指示灯指示灯:4个用于变速杆位置显示，个用于变速杆位置显示，1个个用于用于“制动动作制动动作”信号，其余信号，其余2个用于个用于Tiptronic护板上的护板上的“+”和和“-”信号。信号。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿

54、车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理每个变速杆位置每个变速杆位置LE D都由单独的霍尔传感器控制。当霍尔传都由单独的霍尔传感器控制。当霍尔传感器被激活时，感器被激活时，F189开关将变速器控制单元接地。若有故开关将变速器控制单元接地。若有故障，则障，则Tiptronic功能不能执行，故障灯显示为功能不能执行，故障灯显示为“倒置倒置”。(10) CAN总线总线除少量接口外，信息都通过除少量接口外，信息都通过CAN总线在变速器控制单元和区总线在变速器控制单元和区域网络控制单元之间进行交换。域网络控制单元之间进行交换。表表4-3列出了一些通过列

55、出了一些通过CAN总线进行信息交换的辅助信号总线进行信息交换的辅助信号/接口。接口。(11)发动机转速信号发动机转速信号发动机转速信号是一个关键参数。为提高可靠性，发动机转发动机转速信号是一个关键参数。为提高可靠性，发动机转速信号除了通过速信号除了通过CAN总线传递外，还通过单独接口传递到变总线传递外，还通过单独接口传递到变速器控制单元。若出现故障或速器控制单元。若出现故障或“发动机转速信号发动机转速信号”接口失效接口失效等情况时，可通过等情况时，可通过CAN总线获取发动机转速信号，这时总线获取发动机转速信号，这时“微微量打滑量打滑”控制功能失效。控制功能失效。下一页下一页返回返回上一页上一页

56、4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理(12)换挡指示信号换挡指示信号换挡指示信号为变速器控制单元产生的方波信号换挡指示信号为变速器控制单元产生的方波信号(占空比信占空比信号号)，其方波信号每周期内高电位值恒定，其方波信号每周期内高电位值恒定(20 ms)，低值可，低值可变。每个换挡位置或每个变。每个换挡位置或每个“挡位挡位”都被设计了一个标定低值。都被设计了一个标定低值。换挡杆位置或仪表组件的挡位指示通过低值延续时间识别出换挡杆位置或仪表组件的挡位指示通过低值延续时间识别出是何挡位或变速杆处于何位置，并相应显示出来。挡位指示是

57、何挡位或变速杆处于何位置，并相应显示出来。挡位指示信号如信号如图图4-18所示。为简化描述，把所示。为简化描述，把Tiptronic功能的全部功能的全部6挡信号组合到一个图上挡信号组合到一个图上(图图4-19)。(13)车速信号车速信号车速信号为变速器控制单元产生的方波信号。工作循环约为车速信号为变速器控制单元产生的方波信号。工作循环约为50%频率变化，它与车速同步。车轮每转一周，产生频率变化，它与车速同步。车轮每转一周，产生8个信个信号，并通过单独接口传给仪表板组件。号，并通过单独接口传给仪表板组件。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变

58、速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理车速信号用于速度表显示车速，并通过仪表板组件传到网络车速信号用于速度表显示车速，并通过仪表板组件传到网络控制单元系统控制单元系统(例如发动机、空调系统、收音机系统等例如发动机、空调系统、收音机系统等)。(14) 01J自动变速器传感器电路图自动变速器传感器电路图01J自动变速器传感器电路图如自动变速器传感器电路图如图图4-20所示。所示。三、液压系统三、液压系统1.供油系统供油系统油泵是供油系统的主要零部件，也是变速器中消耗动力的主油泵是供油系统的主要零部件，也是变速器中消耗动力的主要部件要部件(图图4-21)。它直接安装在液压控制单元上，以免不。它

59、直接安装在液压控制单元上，以免不必要的连接。油泵和控制单元形成了一个整体，减少了压力必要的连接。油泵和控制单元形成了一个整体，减少了压力损失，并节约了成本。该变速器采用的是月牙形内啮合齿轮损失，并节约了成本。该变速器采用的是月牙形内啮合齿轮泵，其内部零部件公差要求很高，所以有良好的密封性泵，其内部零部件公差要求很高，所以有良好的密封性(图图4-22)，在发动机低速下仍可以产生高压。，在发动机低速下仍可以产生高压。下一页下一页返回返回上一页上一页4.2奥迪轿车奥迪轿车01J电控机械无级自电控机械无级自动变速器的结构与工作原理动变速器的结构与工作原理油泵有轴向和径向调整间隙。油泵有轴向和径向调整间

60、隙。油泵轴向间隙的调整油泵轴向间隙的调整:两个轴向垫片封住油泵压力部分，并在两个轴向垫片封住油泵压力部分，并在油泵内形成一个单独的泄油腔，垫片纵向密封住压力腔。垫油泵内形成一个单独的泄油腔，垫片纵向密封住压力腔。垫片上有特殊的密封材料，垫片由油泵壳体或液压控制单元的片上有特殊的密封材料，垫片由油泵壳体或液压控制单元的泵垫支撑。轴向垫片可使泵的工作压力在轴向垫片和壳体间泵垫支撑。轴向垫片可使泵的工作压力在轴向垫片和壳体间起作用，密封件防止压力泻出。油泵压力增加时，轴向垫片起作用，密封件防止压力泻出。油泵压力增加时，轴向垫片被更紧地压到月牙和油泵齿轮上进行密封，补偿了轴向间隙，被更紧地压到月牙和油