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浅析ZF 8HP电子驻车锁控制原理

2020-02-03 20:43:28·  来源:EDC电驱未来  
 
德国采埃孚公司生产的8HP系列自动变速器(图1),广泛应用在宝马、奥迪、捷豹路虎、玛莎拉蒂、阿尔法-罗密欧等诸多豪华车型上。该自动变速器的性能无论在换挡速度
德国采埃孚公司生产的8HP系列自动变速器(图1),广泛应用在宝马、奥迪、捷豹路虎、玛莎拉蒂、阿尔法-罗密欧等诸多豪华车型上。该自动变速器的性能无论在换挡速度和换挡策略上、还是在节能和可靠性上,已经作为顶级乘用车变速器的标杆产品,一致获得市场的认可。
图1 ZF 8HP自动变速器
由于8HP系列变速器采用了全电子控制的策略,因此该变速器的驻车锁机构也是采用由电子及液压来进行控制的策略。下面,笔者就对ZF 8HP系列变速器电子驻车锁的控制原理、液压油路走向、故障保护逻辑以及常见故障进行介绍及说明。希望本文能给各位同仁,在变速器电子控制驻车锁控制系统的理解和认识上有所帮助。
一、电子驻车锁的机械锁止原理
变速器的驻车锁止器是防止车辆自行移动的锁止装置。ZF8HP系列的电控驻车锁其执行机构(图2)与普通带有机械拉线挂挡杆的自动变速器锁止器机构完全类似,通过啮合在驻车锁棘轮①内的棘爪④来锁死变速器的输出轴,实现车辆的驻车锁止、防止车辆移动。
图2 驻车锁机械部分构造
ZF 8HP自动变速器机械驻车棘轮连杆与阀体的连接构造如图3、4所示。
图3 ZF 8HP自动变速器机械驻车棘轮连杆与阀体的连接1
图4 ZF 8HP自动变速器机械驻车棘轮连杆与阀体的连接2
二、电子驻车锁的控制原理
ZF 8HP系列变速器电子驻车锁止器的动作:解除P挡锁及挂入P挡上锁,由变速器控制模块TCM,通过回位弹簧、解锁压力电磁阀、解锁保持电磁阀(也称电磁铁)及液压油路综合来控制。简要来说就是:驻车锁棘爪在弹簧力的作用下挂入P挡,而移出P挡则是靠变速器电脑TCM控制两个电磁阀,再通过阀体的液压力来驱动连杆解锁、保持解锁状态。
首先,我们来看一下阀体中驱动驻车棘轮带动连杆移动的液压柱塞结构,如图5所示。
图5 液压柱塞结构图
变速器控制模块TCM通过控制解锁压力电磁阀MV1,将相关主油路油压引入到解除P挡的工作油腔,油腔中的油压推动驻车锁柱塞向右移动,同时变速器模块控制解锁保持电磁阀MV通电,电磁阀通电后,其前端的开口销收紧,这样就卡住了驻车锁柱塞的左侧的凸台。因此,使得驻车锁柱塞保持在左侧位置、驻车锁止机构也就保持在解锁状态了。解锁保持电磁阀的实物部件如图6所示,解锁保持电磁阀在液压阀体中的位置如图7所示。
图6 解锁保持电磁阀
图7 解锁保持电磁阀在液压阀中的位置
控制驻车锁解除P挡的压力电磁阀MV1安装在阀体的另一侧,如图8所示。其前端的7号调节阀为驻车锁调节阀,我们在本文中简称为“驻车锁阀”。需要特别注意的是:个别厂家的资料中会错误地把7号和9号阀芯标注混淆,前端1号电磁阀为EDS SYS系统油压电磁阀,其对应的9号为减压阀,而不是驻车锁阀。参与驻车锁解锁的两个电磁阀在分别安装在阀体的两端,如图9所示。
图8 驻车解锁油压电磁阀
图9 解锁保持电磁阀和解锁压力电磁阀在阀体上的位置
上述两个解锁电磁阀属于不同类型的电磁阀,一个是控制解锁油压的压力电磁阀,另一个是控制部件动作的解锁保持电磁阀(部分资料或称为电磁铁),其挡位及对应的电磁阀工作状态如表1所示。
表1 不同挡位时电磁阀的工作状态
上面我们介绍的是解除P挡的工作过程,那么车辆停车以后,由其他挡位挂入P挡时,系统又是如何工作的呢?这个过程其实比较简单。当变速器控制模块收到挂入P挡的信号后,就会对两个解锁的电磁阀断电,负责卡住保持解锁位置的解锁保持电磁阀MV卡销张开,负责解锁的油压电磁阀也断电,驻车锁柱塞在没有卡销以及油压的推动下,靠着驻车锁回位弹簧的回位力,自动将驻车棘爪插入输出轴上的驻车棘轮中,从而实现自动挂P挡的动作。
 
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