汽车自动变速器新技术的发展趋势(下)

◆文/北京 薛庆文

(接上期)

5.创新型温度管理功能

在过去，自动变速器的冷却控制系统只能解决自动变速器ATF过热问题，通过ATF油液循环来带走金属表面的热量，然后再通过外循环借助空气流动及发动机冷却液的作用，使自动变速器ATF保持在一个合理工作温度。现如今，技术飞速发展，自动变速器的冷却控制系统不能再局限于高温的控制，还需考虑低温控制，因低温时ATF流动性差、黏度高、换挡阻力大等问题，会带来换挡效率低下，低温时自动变速器内部密封件处于收缩状态，因此带来系统的泄漏，电脑只能提升系统压力来弥补泄漏带来的不足。如何处于低温环境中的ATF快速达到标准正常工作温度，除了在自动变速器本身的冷却油路使用节温器等部件控制以外，借助于发动机冷却液的加热成为更多厂家的技术亮点。它不仅解决ATF热的问题，还要解决冷的问题，因此创新型温度管理系统功能就出现了。

在奥迪A8轿车4.2L发动机上就有了ITM创新型热量管理功能，第一快速提升发动机冷却液工作温度，第二利用热的冷却液为变速器ATF加热，第三用冷却液为变速器ATF冷却。这一功能的出现大大提高了整车的燃油经济性，降低排放更加环保，同时还延长了变速器ATF的使用寿命。

在比较寒冷的地区车辆停在室外时，这种ITM创新型热量管理功能是非常有效的，参与的系统有发动机冷却系统、变速器冷却系统、空调/暖风系统等，带有电子节温器的发动机冷却管理系统，能够快速将发动机缸体缸盖内的冷却液实现快加热，根据CAN网络数据信息的交换，发动机热的冷却液就会接通给两个系统：空调/暖风系统就会快速给驾驶室内提供一个舒适的环境，其次给变速器热交换系统，为变速器ATF油液加热，在一定程度上还要给ATF冷却，整个控制实现了4个过程。ITM创新型热量管理功能的系统组成如图11所示。

图11 奥迪A8L轿车ITM系统组成

初始状态时，发动机/变速器都处于冷机状态，变速器控制单元将其所需热量报告给发动机控制单元1)(ATF温度必须尽快得到提高)。发动机首先试图尽快使自身变热。因此在这个初始状态，电磁阀N509(通电)和N488(断电)是闭合的见图12。N488电磁阀断电时，来自发动机缸体内的冷却液不能接通至变速器交换器上，同时N509电磁阀通电时，来自发动机冷却器的冷却液管路不能接通至变速器交换器上，此时发动机在执行者自身的快速加热功能，在这个状态下发动机冷却液仅能在缸体和缸盖内做小循环，因此冷却液很快就会得到加热。

一旦发动机冷却液温度超过自动变速器ATF油液温度5°以上时(通过信息交换)，即满足了给变速器ATF加热的条件，此时变速器进入第二个阶段，也就是加热阶000段。此时N509继续保持通电状态，而N488也开始通电，这样来自发动机缸体内的热的冷却液便接通至变速器交换器上，因此变速器ATF开始被冷却液加热(见图13)。

图12 发动机自身加热状态

图13 变速器ATF加热阶段

当加热到一定阶段后会停止加热过程，当变速器ATF达到正常工作温度后不再需要发动机冷却液加热时，变速器进入保持阶段，此时电磁阀工作状态又恢复到初始阶段，通过给电磁阀N488再次断电，来切段来自发动机内的热的冷却液至交换器之间的管路(图14)，发动机已经进入大循环状态，变速器ATF温度保持一个合理范围。

图14 变速器保持阶段

变速器在继续运转过程中，随着ATF油液温度在继续上升的情况下，变速器ATF将进入冷却阶段，此时N509开始断电(以上三个阶段都是通电状态目的是切断至交换器的冷却管路)，这样来自冷却器的冷却液管路至交换器之间的管路便被接通(图15)，因此冷却器内的冷却液开始给交换器内的ATF降温，以确保变速器ATF不能继续出现高温情况。

图15 变速器进入冷却阶段

6.智能匹配自适应功能

目前大部分多挡AT变速器都属于智能型控制的变速器，且具备相应的匹配自适应功能。其目的是在离合器或制动器使用寿命内，都能够按照控制要求提供最及时的、最舒适的动力传递结果。当元件状态发生改变以及润滑油状态等发生变化时，电脑无法完成自适应时(达到极限)相应的故障码将会出现，此时只能通过对硬件的修复来完成自动变速器性能的恢复，完成关键核心部件的更换或变速器的维修后必须执行相应的自适应匹配，否则会影响换挡质量。接下来我们通过奥迪0BK变速器自适应的学习，来详细理解自动变速器的匹配自适应功能。

0BK自适应：为了确保换挡平顺，5个换挡元件(制动器 A、B 和离合器 C、D、E)需要相应地完成自适应。例如在软件升级后删除了自适应值。在这种情况下必须完成一次自适应行车，并用车辆诊断测试仪进行监测。这个流程在引导型功能和引导型故障查询中有详细规定，无需解释。

自适应方法如下：换挡自适应(当换高挡或换低挡时)换挡自适应主要用于快速自适应(起步自适应)。滑差补偿(打滑自适应)和脉冲补偿(对换挡元件进行连续补偿)也就是脉动自适应。

(1)快速自适应-换挡自适应(要求ATF温度40℃以上)

制动器A是在6挡升7挡、制动器B是发生在降挡过程发动机怠速时6挡降5挡、离合器C是在2挡升3挡、制动器D是在3挡升4挡、离合器E是在1挡升2挡和5挡升6挡。

(2)快速自适应-滑差补偿：(ATF温度40℃以上)

空挡怠速功能运行时，还需要通过滑差补偿使制动器 B 完成额外的自适应。这个自适应过程约7s(N-D和N-R)。快速自适应和脉冲补偿同时进行。即看哪个条件先满足就先进行自适应，最多能进行4次快速自适应。

(3)脉冲补偿(ATF温度50℃～110℃)

制动器A是在手动模式6挡承受扭矩：80～180Nm，涡轮转速1 200～2 100r/min(注油压力/快速注油时间)；制动器B在手动模式下7挡进行的，承受扭矩：80～180Nm，涡轮转速1 200～2 100r/min(仅快速注油时间，制动器B的注油压力在发动机怠速并且6挡降5挡时进行自适应)；离合器C是在手动模式的4挡承受扭矩：30～100Nm，涡轮转速1 200～1 700r/min(注油压力/快速注油时间)；离合器D是在3挡承受扭矩：30～100Nm，涡轮转速1 200～1 700r/min(注油压力/快速注油时间)；离合器E也是在7挡承受扭矩：80～180Nm，涡轮转速1 200～2 100r/min(注油压力/快速注油时间)。

自适应结果：必须对换挡是否平顺进行评价。自适应次数可以根据相应的测量值(例如针对制动器A 注油压力自适应的分析3)进行控制(图16)。计数器读数每次应至少达到3。必要时，可以对各个换挡元件分别进行自适应。原则上，如果有一个或者多个换挡元件还未完成自适应，不得将车辆交给客户。

注意：在换高挡时，如果承受扭矩不超过150Nm，可以利用换挡自适应对换挡元件进行4次自适应。任何时候都要注意“一般临界条件”。也就是说自适应值也会有极限要求。

图16 奥迪0BK自适应值极限范围

如果超出了自适应极限值，就可能对换挡质量带来负面影响。只要不出现换挡质量方面的抱怨，就不必采取任何措施。另一方面在某些型号变速器上，自适应值较大也是正常的(图17、18)。那么都有哪些原因会导致自适应值偏大从而接近自适应极限值呢？换挡元件磨损严重(只涉及到单独的某个离合器)，换挡元件油路泄漏或者供油管路泄漏(只涉及到单独的某个离合器)，换挡元件机械故障或错误安装(只涉及到单独的某个离合器)，ATF脏污、老化或者变速器加注了劣质及不符合标准的ATF(此时可能会涉及多个离合器)，自适应值接近极限值，软件、硬件或应用故障。

无论在奥迪A8L轿车还是Q5越野车所搭载的0BK变速器，当我们利用诊断电脑去读取自适应值时，总是会发现B制动器的启动学习计数器过大，这是正常的，因为B制动器具有变速器的停车回空挡功能(空挡怠速功能)，因此只要满足学习条件，那么B制动器便执行它的学习过程，特别是在变速器的打滑自适应阶段(D、R挡位都是反复控制B来实现的)。

自动变速器技术的快速发展，不仅在软件上实现一些智能化的控制策略，同时硬件变化也是比较大的。从目前一些混动变速器的结构来看，未来AT变速器不排除利用湿式离合器来取代原有的液力变扭器，因为在很多混动车型上我们却是见证了这一点，比如奥迪的非插电混动、路虎、捷豹等匹配的就是采埃孚的8AT，且没有液力变扭器；另外就是自动变速器的机械油泵将被电动泵取代。未来自动变速器会朝着更加智能化程度的发展，维修技术任重而道远。

图17 奥迪0BK正常的自适应值-1

图18 奥迪0BK正常的自适应值-2