汽车底盘故障详解：电子-液压控制系统

（1）机械电子装置（机械电子模块）机械电子装置（图3-26）装在变速器内并浸在DSG油中。该装置由一个电子控制单元和一个电动液压单元构成。机械电子装置是变速器的中央控制单元，所有传感器信号和其他控制单元的信号都汇集到这里并由这里去执行并监控。这个小巧的机构中有12个传感器，只有两个传感器布置在机械电子装置的外面。机械电子装置以液压方式通过6个压力调节阀和5个换挡阀来控制和调节8个挡位调节器。还控制两个离合器的冷却油压力和流量。机械电子装置中的控制单元会学习（匹配）离合器的位置、挂挡时挡位调节器的位置以及主压力。

图3-26 机械电子装置总成

优点：大部分传感器都集成在其内部；电动执行元件直接装在机械电子装置上；与车通过一个中央插头来连接，减少了插头和导线的数量，从而提高了电气方面的可靠性并降低了重量。

但这也意味着控制单元的热负荷和机械负荷都很大，它必须能够承受-40～+150℃这样的温度以及高达33g（g为重力加速度）的机械振动。

（2）电动液压单元 电动液压单元集成在机械电子模块内，如图3-27所示。

图3-27 电动液压单元

电动液压单元内包含所有的电磁阀、压力调节阀以及液压滑阀和多路转换器。电磁阀名称如下：

N88：电磁阀1（挡位调节阀）

N89：电磁阀2（挡位调节阀）

N90：电磁阀3（挡位调节阀）

N91：电磁阀4（挡位调节阀）

N92：电磁阀5（多路转换阀）

N215：压力调节阀1（用于K1）

N216：压力调节阀2（用于K2）

N217：压力调节阀3（主压力阀）

N218：压力调节阀4（冷却油阀）

N233：压力调节阀5（安全阀1）

N371：压力调节阀6（安全阀2）

另外在液压模块内还有一个溢流阀，该阀可防止压力过高，这样就可避免损坏液压滑阀。

电动液压单元各阀的位置如图3-28所示。

图3-28 电动液压单元上各阀的位置

（3）直接换挡变速器电子-液压控制系统的液压回路（油循环管路）直接换挡变速器内所有的功能使用的都是同一个油循环管路。在这个油循环管路中共有7.2L直接换挡变速器油。这种专用油必须满足下述要求：能保证离合器调节和液压控制、在全部工作温度范围内粘度稳定、耐高机械负荷、不起泡沫等。故不得用其他的自动变速器油代替。这种专用油的任务是：润滑和冷却双离合器、齿轮、轴、轴承和同步器及操纵双离合器和挡位调节活塞。

油冷却器可防止油温度超过135℃，这个油冷却器中起冷却作用的是发动机冷却液。

液压系统的主要组成部件如图3-29所示。

图3-29 DSG液压系统的主要部件

图3-30为直接换挡变速器液压控制回路示意图。

图3-30 液压控制回路示意图

油泵经集滤器从油底壳中吸入油，并将油加压送到主压力滑阀。主压力滑阀由压力调节阀和主压力阀来控制。主压力阀调节直接换挡变速器内的工作压力。主压力滑阀下有一个油道，该油道将油送回到油泵的吸油侧。另一个油道分两个方向。一个油道将油送往油冷却器，油经压力滤清器流回到油底壳中。另一个油道将油送往离合器冷却油滑阀。变速器用压力调节阀调节出的工作压力来操纵多片式离合器以及换挡。油冷却器装在发动机的冷却循环管路中。压力滤清器装在变速器壳的外部。溢流阀用于保证机油压力不超过3.2MPa。油喷射管将油直接喷到齿轮上。

电动液压控制系统主要部件与工作情况：

1）油泵。采用月牙式内啮合齿轮泵，它吸入DSG专用油并建立起压力，这个压力用于操纵液压部件。该泵最大供油量为100L/min，主压力为2MPa。这个油泵给多片式离合器、离合器冷却装置、换挡液压机构、齿轮润滑装置供应油。

该油泵由一根泵轴来驱动，该泵轴的转速与发动机转速相同。这根泵轴作为第三根轴安装在彼此插在一起的输入轴1和2之间，如图3-31所示。

图3-31 DSG油泵的驱动

2）主压力阀N217。主压力阀由电子控制单元来控制。该阀用于控制主压力滑阀，这样就可以调节直接换挡变速器中液压系统的工作压力了。

主压力阀可以控制下面的油流：经油冷却器、滤清器、油喷射管的油回流；回流到油泵的油。

主压力用于操纵两个离合器阀N215和N216来使离合器K1和K2分离或接合，还用于操纵四个挡位调节阀N88、N89、N90、N91，以便挂入某一挡位。

3）多路转换电磁阀N92。该阀用于操纵多路转换器。多路转换器只用四个电磁阀就可控制八个挡位调节油缸。N92不通电时，多路转换器被一个弹簧压在基本位置，在基本位置可换入1、3、6和倒挡，如图3-32所示。

图3-32 多路转换电磁阀N92不通电时多路转换器的工作情况

如果多路转换阀N92通电，那么油压力就会到达多路转换器，将多路转换器逆着弹簧力的方向压到工作位置，这时就可换入2、4、5和空挡，如图3-33所示。

图3-33 多路转换电磁阀N92通电时多路转换器的工作情况

4）安全阀。两个离合器各有一个安全阀，K1对应的安全阀是N233，K2对应的安全阀是N371。安全阀的作用是使相应的离合器迅速分离。当离合器的实际压力超过规定值时，必须让离合器分离。

5）压力传感器G193和G194。压力传感器G193和G194用于监控离合器K1和K2上的压力。在主压力滑阀损坏时，通过一个溢流阀来防止主压力升得过高。

6）离合器冷却油系统。多片式离合器内部的机械摩擦会使得双离合器温度升高。为了防止离合器过热，就需要对离合器进行冷却。为了冷却离合器，油循环管路中还有一个单独的离合器冷却油回路。冷却油回路包括冷却油滑阀和压力调节阀N218（离合器冷却油阀）。

工作过程：

多片式离合器的油温度传感器G509测量的是多片式离合器出口处的油温。根据测得的温度，控制单元会激活压力调节阀。压力调节阀升高或降低作用在离合器冷却油滑阀上的油压。冷却油滑阀根据油压来关闭或打开通向多片式离合器的油通道。冷却油最大供油量为20L/min，其最大压力为0.2MPa。

（4）直接换挡变速器的电控系统 直接换挡变速器的电控系统主要包括以下的传感器或开关信号：

挡位调节器传感器1～4（G487、G488、G489、G490）、多片式离合器的油温传感器G509、变速器输入转速传感器G182、变速器输出转速传感器G195和G196、输入轴1和2的转速传感器G501和G502、液压压力传感器1（G193）和2（G194）、变速器油温传感器G93、控制单元的温度传感器G510、转向盘上的Tiptronic开关E438和E439。

直接换挡变速器的机械电子装置J743与变速杆传感器控制单元J587之间进行CAN信号通信。

执行元件主要包括：电磁阀N88、N89、N90、N91、N92、N218、N233、N371；变速杆锁止电磁铁N110；压力调节阀N215、N216、N217。

1）传感器

①变速器输入转速传感器G182。变速器输入转速传感器插在变速器壳体内，如图3-34、图3-35所示。该传感器以电子方式扫描双离合器的外边并分析变速器输入转速，按霍尔效应原理来工作。变速器输入转速与发动机转速相同。在这个传感器的外壳上还有传感器G509，这两个传感器通过导线与机械电子装置相连。

信号功用：变速器输入转速信号用于计算多片式离合器的打滑量。

为了完成这个计算，控制单元还需使用传感器G501和G502的信号。控制单元根据离合器的打滑情况来精确控制离合器的分离和接合。(www.xing528.com)

信号中断的影响：这个信号中断时，控制单元使用来自CAN总线的发动机转速作为替代信号。

图3-34 转速传感器

②输入轴转速传感器1（G501）和输入轴转速传感器2（G502）。这两个传感器都在机械电子装置内，参见图3-35所示。转速传感器G501测量输入轴1的转速，转速传感器G502测量输入轴2的转速。这两个传感器都是霍尔传感器。为了识别出转速，每个传感器会扫描其靶轮。

在靶轮上有一层橡胶-金属层，这个橡胶-金属层沿圆周构成了多个带有N极和S极的小磁铁。各个磁铁之间有气隙。

信号功用：控制单元使用这两个信号再加上变速器输入转速信号来计算多片式离合器K1和K2的输出转速，并识别出离合器的打滑状况。根据打滑情况，控制单元可识别出离合器的分离和接合状况。另外，该信号还用于控制所切换的挡位。控制单元使用这两个信号再加上变速器输出转速传感器的信号可以识别出是否已经挂入了正确的挡位。

信号中断的影响：如果这两个信号中的一个中断了，那么相应的变速器部分就被切断。如果传感器G501损坏，那么就只能以2挡来行车；如果传感器G502损坏，那么就只能以1挡和3挡来行车。

③变速器输出转速传感器1（G195）和变速器输出转速传感器2（G196）。这两个传感器都在机械电子装置中，并与控制单元始终连接在一起，参见图3-34、图3-35所示。这个传感器也是霍尔传感器，与该变速器上的所有转速传感器一样。

这两个传感器扫描输出轴2上的同一个靶轮。这两个传感器彼此错开安装在一个壳体上。因而会产生两个彼此错开的信号。如果传感器G195的信号为“高”，那么传感器G196的信号就为“低”。

信号功用：控制单元根据这些信号可识别出车速和行驶方向。行驶方向通过彼此错开的信号来识别。如果行驶方向发生变化，那么这两个信号就会以相反的顺序进入到控制单元内。

信号中断的影响：如果该信号中断，那么控制单元会使用ABS控制单元的车速信号和行驶方向信号。

④液压压力传感器1（G193）和2（G194）。这两个压力传感器都在机械电子控制装置中的电动液压单元内，如图3-35所示。

液压压力传感器1（G193）上作用的压力与多片式离合器K1上的压力相同。多片式离合器K2的压力作用在液压压力传感器2（G194）上。

信号功用：机械电子装置的电子控制单元根据这两个信号就可识别出作用在相应多片式离合器上的压力大小。控制单元需要使用精确的压力值来调节多片式离合器。

信号中断的影响：如果某个压力传感器信号中断或没有建立起压力，那么相应的变速器部分就被切断。变速器只能以1挡和3挡或以2挡来工作。

压力传感器的工作原理：这种压力传感器由两个平行布置的导电极板构成。上面的极板固定在陶瓷隔膜上，这层隔膜在压力改变时会弯曲。另一个极板与陶瓷基体刚性连接在一起，这个陶瓷基体不会随压力改变而变形。只要有压力变化，上面的隔膜就会弯曲，那么两个极板之间的距离也就发生改变。因而随压力变化就产生了一个可靠信号。

⑤多片式离合器的油温传感器G509。多片式离合器的油温传感器G509在变速器输入转速传感器G182的壳体上。这个传感器测量从多片式离合器流出的DSG油的温度。由于油在多片式离合器中所承受的热负荷较高，所以变速器油在此处温度最高。该传感器的结构使得它能又快又准地测量到油温。该传感器的工作温度范围为-55～+180℃。

信号功用：控制单元使用G509的信号来调节离合器的冷却油量，并执行其他的变速器保护措施。

信号中断的影响：信号中断时，控制单元使用变速器油温传感器G93和控制单元温度传感器G150的信号来作为替代信号。

⑥变速器油温传感器G93和控制单元温度传感器G510。这两个传感器直接布置在机械电子装置上。机械电子装置总是被油所包围着，并由油加热。

如果太热则可能影响电子装置的功能。这两个传感器直接测量危险部件的温度，这样就可提前执行相应措施来降低油温，避免机械电子装置过热。

信号功用：这两个传感器信号用于检查机械电子装置的温度。另外还会根据这两个传感器信号启动一个预热程序。这两个传感器彼此相互检查。

信号中断的影响：变速器油温超过138℃时，机械电子装置会采取措施来降低发动机转矩。当温度超过145℃时，多片式离合器上就不再作用油压，离合器分离。

⑦挡位调节位移传感器1～4：（G487、G488、G489、G490）。这些位移传感器都在机械电子装置内，它们都是霍尔传感器。

这些传感器与换挡拨叉上的磁铁一起产生一个信号，控制单元根据这个信号就可识别出挡位调节器的位置。

每个位移传感器监控一个挡位调节器，用于在两个挡位之间切换。G487用于检测1/3挡挡位调节器的位置，G488用于检测2/4挡挡位调节器的位置，G489用于检测6/倒挡挡位调节器的位置，G490用于检测5/空挡挡位调节器的位置。

信号功用：控制单元根据精确的位置来将油压作用到挡位调节器上，以便换挡。

信号中断的影响：如果某个位移传感器不再发送信号，那么对应的变速器部分就被切断，受影响的挡位就无法使用了。

图3-35 机械电子装置上的传感器

G93—变速器油温传感器 G182—变速器输入转速传感器 G195—变速器输出转速传感器1 G196—变速器输出转速传感器2 G487—挡位调节器的位移传感器1 G488—挡位调节器的位移传感器2 G489—挡位调节器的位移传感器3 G490—挡位调节器的位移传感器4 G501—输入轴1的转速传感器 G502—输入轴2的转速传感器 G509—多片式离合器的油温传感器 G510—控制单元温度传感器

⑧变速杆传感器控制单元J587。变速杆传感器控制单元集成在变速杆上，如图3-36所示。这个控制单元既是控制单元也是传感器。作为控制单元，它操纵变速杆锁止电磁铁。变速杆照明灯也集成在控制单元上。同时，该控制单元上还集成有用于识别变速杆位置的霍尔传感器和用于识别Tiptronic的霍尔传感器。变速杆位置信号和Tiptronic信号通过CAN-总线被发送到机械电子装置上和组合仪表控制单元上。

2）执行器

①压力调节阀3（N217主压力阀）。压力调节阀3在机械电子装置的电动液压控制单元内。该阀是一个调制阀，用来调节机械电子装置中液压系统的主压力。用于计算主压力的主要因素是当前离合器的压力（取决于发动机转矩）。使用发动机温度和发动机转速来校正主压力。控制单元总是使主压力与当前实际情况相匹配。

信号中断的影响：如果该阀损坏，那么系统会以最大主压力来工作，这会导致燃油消耗升高且换挡时有噪声。

②压力调节阀1（N215）和压力调节阀2（N216）（离合器阀）。压力调节阀N215和N216布置在机械电子装置的电动液压控制单元上。这两个阀是调制阀，用于产生多片式离合器上用的控制压力。N215用于多片式离合器K1；N216用于多片式离合器K2。

用于计算离合器压力的基本值是当前的发动机转矩。控制单元将离合器压力值与多片式离合器当前的摩擦系数相匹配。

信号中断的影响：如果某个阀损坏了，那么相应的变速器部分就被切断了。这个故障会在组合仪表上显示出来。

③压力调节阀4（N218冷却油阀）。N218在电动液压控制单元上。它是一个调制阀，通过一个液压滑阀来控制离合器冷却油量。控制单元使用多片式离合器油温传感器G509的信号来控制这个阀。

图3-36 变速杆传感器控制单元J587

1—变速杆传感器控制单元J587

2—Tiptronic位置霍尔传感器

3—霍尔传感器

信号中断的影响：如果无法控制该阀，那么冷却油会以最大流量流过多片式离合器。在外部温度很低时，这会引起换挡故障以及燃油消耗的升高。

④挡位调节电磁阀1～4（N88、N89、N90和N91）。这四个电磁阀都在机械电子装置的电动液压控制单元上。

它们都是简单的通断阀。

这四个电磁阀通过多路转换滑阀来控制通向挡位调节器的油压。

在不通电时这些阀是关闭的，这时油压无法作用到挡位调节器上。

电磁阀1（N88）用于控制1挡和5挡的换挡油压。

电磁阀2（N89）用于控制3挡和空挡的换挡油压。

电磁阀3（N90）用于控制2挡和6挡的换挡油压。

电磁阀4（N91）用于控制4挡和倒挡的换挡油压。

信号中断的影响：如果某个电磁阀损坏，那么挡位调节器所在的变速器部分就被切断了。车辆只能用1和3挡或2挡来行驶。

⑤多路转换电磁阀5（N92）。N92在机械电子装置的电动液压控制单元上。该阀用于控制液压控制单元内的多路转换器。当这个电磁阀通电时，可以换2、4和6挡。如果该电磁阀没有通电，可以换1、3、5和倒挡。

信号中断的影响：多路转换滑阀保持在初始位置上。油压无法操纵多路转换滑阀。可能出现换挡错误。车辆也可能抛锚。

⑥压力调节阀5（N233）和压力调节阀6（N371）（安全阀）。N233和N371安装在机械电子装置的液压模块上。这两个阀是调制阀，控制机械电子装置内滑阀箱内的安全滑阀。当变速器内某部分出现安全方面的故障时，安全滑阀会切断相应部分的液压压力。

压力调节阀5（N233）控制变速器阀体1的安全滑阀。压力调节阀6（N371）控制变速器阀体2的安全滑阀。

信号中断的影响：如果某个压力调节阀损坏了，那么相应变速器部分就无法切换挡位。如果变速器阀体1有故障，那么只能以2挡行车；如果变速器阀体2有故障，那么只能以1挡和3挡行车。