• Moduł mechatroniczny składa się z dwóch sterowników: elektronicznego i elektrohydraulicznego.
• Moduł mechatroniczny jest podzespołem niezwykle wrażliwym na działanie ładunków elektrostatycznych.
• W przypadku wymiany sterownika mechatronicznego niezbędna jest jego adaptacja zgodna z procedurą serwisową producenta.
• Kontrolę nad działaniem elektromagnetycznych zaworów N215 oraz N216 sprawują czujniki ciśnienia oleju G193 i G194.
• Oprogramowanie modułu mechatronicznego uwzględnia fabryczną charakterystykę dopasowania poszczególnych komponentów ze względu na klasę dokładności wykonania zaworów hydraulicznych, jak i suwaków.

Ścisła integracja elementów składowych umożliwiła zmniejszenie masy elementów sterujących oraz wyeliminowanie przewodów elektrycznych sensorów skrzyni, które rozlokowane są w samym module mechatronicznym. Termiczna odporność modułu mechatronicznego pozwala na jego eksploatację w zakresie temperatur -40–150°C, natomiast elementy w jego wnętrzu zdolne są pracować, wytrzymując przeciążenia do 33 g.

Generalnie moduł mechatroniczny składa się z dwóch sterowników: elektronicznego i elektrohydraulicznego, obejmujących segmentem cztery podzespoły (ilustracja 1) umieszczone we wnętrzu skrzyni preselekcyjnej i zanurzone w oleju. Moduł w czasie rzeczywistym analizuje sygnały od sensorów rozlokowanych w obszarze skrzyni preselekcyjnej oraz od innych sterowników pojazdu, co pozwala na dokładną regulację elementów wykonawczych przekładni dwusprzęgłowej. Funkcje, w których zakresie moduł mechatroniczny realizuje sterowanie, obejmują:

• sterowanie sprzęgłem podwójnym,
• sterowanie układem chłodzenia zespołu sprzęgła podwójnego,
• adaptację ciśnienia oleju w systemie hydraulicznym skrzyni dwusprzęgłowej,
• włączanie poszczególnych biegów,
• realizację programu samodiagnozy,
• realizację programu awaryjnego przekładni,
• wymianę danych między innymi sterownikami (sterownik silnika, sterownik ESP/ABS).

Źródło: Audi/Volkswagen

Moduł mechatroniczny jest podzespołem niezwykle wrażliwym na działanie ładunków elektrostatycznych, dlatego przed przystąpieniem do prac serwisowych z nim związanych należy bezwzględnie przestrzegać reguł dotyczących rozładowania elektrostatycznego. W przypadku wymiany sterownika mechatronicznego niezbędna jest jego adaptacja zgodna z procedurą serwisową producenta. W innym przypadku skrzynia dwusprzęgłowa zasygnalizuje brak nastaw podstawowych, uruchamiając program jazdy awaryjnej i możliwość kontynuowania jazdy na biegu pierwszym bądź drugim oraz wstecznym. Poszczególne sensory i zawory umieszczone we wnętrzu mechatronicznego sterownika stanowią wraz z nim jedną całość i producent nie przewiduje ich indywidualnej wymiany. Do komunikacji z innymi sterownikami moduł mechatroniczny wykorzystuje 20-pinowe złącze elektryczne (ilustracja 2).

Źródło: Audi/Volkswagen

Lista zastosowania poszczególnych pinów obejmuje:

• pin 1 – diagnoza – przewód K
• pin 2 – styk wolny
• pin 3 – opcjonalnie przycisk trybu Tiptronic redukcji biegu na kole kierownicy w samochodzie Audi TT model 8N
• pin 4 – styk wolny
• pin 5 – styk wolny
• pin 6 – opcjonalnie przebieg sygnału prędkości samochodu dla Audi TT model 8N
• pin 7, 8, 9 – styki wolne
• pin 10 – CAN napędu „high”
• pin 11 – zacisk 30
• pin 12 – opcjonalnie sygnał sterujący światłami cofania w Audi TT
• pin 13 – zacisk 15
• pin 14 – opcjonalnie przycisk trybu Tiptronic zmiany biegu na kole kierownicy w Audi TT model 8T
• pin 15 – sygnał CAN napędu „low”
• pin 16 – zacisk 16
• pin 17 – sygnał P/N do sterowania rozrusznikiem
• pin 18 – zacisk 30
• pin 19 – zacisk 31
• pin 20 – styk wolny.

W skład podzespołów sterownika elektrohydraulicznego skrzyni preselekcyjnej wchodzą zawory regulacji ciśnienia, zawory elektromagnetyczne, suwaki, multiplekser oraz zawór bezpieczeństwa (ilustracja 3).

Lista zaworów elektromagnetycznych sterownika elektrohydraulicznego wraz z ich funkcjami:

• N371 elektrozawór regulacji ciśnienia 6 (zawór bezpieczeństwa 2)
• N233 elektrozawór regulacji ciśnienia 5 (zawór bezpieczeństwa 2)
• N218 elektrozawór regulacji ciśnienia 4 (zawór obiegu chłodzenia)
• N217 elektrozawór regulacji ciśnienia 3 (zawór ciśnienia roboczego)
• N216 elektrozawór regulacji ciśnienia 2 (zawór sprzęgła K2)
• N215 elektrozawór regulacji ciśnienia 1 (zawór sprzęgła K1)
• N88 zawór elektromagnetyczny 1 (zawór sterujący pracą widełek)
• N89 zawór elektromagnetyczny 2 (zawór sterujący pracą widełek)
• N90 zawór elektromagnetyczny 3 (zawór sterujący pracą widełek)
• N91 zawór elektromagnetyczny 4 (zawór sterujący pracą widełek)
• N92 zawór elektromagnetyczny 5 (zawór sterujący pracą multipleksera).

Źródło: Audi/Volkswagen

Elektrozawory w skrzyni biegów

Elektrozawory N371, N233, N218, N217, N216 i N215 dokonują transformacji sygnałów elektrycznych na wprost proporcjonalne ciśnienie sterujące. Elektrozawory te dzielą się na dwie różne grupy – zawory o charakterystyce rosnącej: N215, N216, N233 i N371, dla których wysoka wartość prądu sterowania odpowiada wysokiemu ciśnieniu sterującemu, oraz elektrozawory o charakterystyce malejącej: N217 i N218, dla których wzrost prądu sterowania powoduje spadek wartości ciśnienia sterującego (zawór pozbawiony zasilania =maksymalne ciśnienie sterujące). Grupę elektrozaworów przełączających stanowią zawory N92, N91, N90, N89 i N88. Charakterystyka pracy tych elektromagnetycznych zaworów pozwala na sterowanie kierunkiem przepływu oleju i jego ustalenie w dwóch położeniach. Są to tzw. elektrozawory trójdrożne dwupołożeniowe typu 3/2. Elektrozawory N88, N89, N90 i N91 obsługują regulację widełek przełączających biegi, natomiast elektrozawór N92 steruje multiplekserem. W przypadku braku ich zasilania następuje połączenie kanałów sterujących z odpływem miski olejowej i zamknięcie kanałów ciśnieniowych. Multiplekser dzięki walcowatemu kształtowi podzielonemu na cylindryczne sekcje o stopniowanych średnicach umożliwia regulację ośmiu cylindrów hydraulicznych widełek zmiany biegów przy pomocy czterech elektromagnetycznych zaworów. Elektrozawory N215 i N216 sterują ciśnieniami w sprzęgłach P1 i P2, regulując je w zakresie 0–10 barów. Regulacja ta następuje w sposób bezpośredni, gdyż do jej osiągnięcia nie są potrzebne hydrauliczne zawory suwakowe. Kontrolę nad działaniem elektromagnetycznych zaworów N215 oraz N216 sprawują czujniki ciśnienia oleju G193 i G194. Odchyłka między ciśnieniem zadanym a rzeczywistym kontrolowana jest przez sterownik przekładni dwusprzęgłowej, a przekroczenie jej tolerancji włącza program awaryjny i – dezaktywując dane odgałęzienie skrzyni – informuje kierującego o usterce na wyświetlaczu w zestawie wskaźników. Elektrozawór N217 określa ciśnienie sterujące i reguluje położenie zaworu ciśnienia roboczego, który z kolei decyduje o ciśnieniu roboczym oleju w układzie hydraulicznym skrzyni dwusprzęgłowej. Zawór N217 wysterowywany jest w funkcji temperatury oleju w skrzyni, jak i momentu obrotowego silnika, a awaria zaworu N217 aktywuje sygnalizację usterki oraz ustala maksymalną wartość ciśnienia roboczego w systemie hydraulicznym, co może podwyższyć zużycie paliwa oraz zwiększyć poziom hałasu pracy skrzyni dwusprzęgłowej. Elektrozawór N218 steruje położeniem zaworu chłodzenia zespołu sprzęgła podwójnego. Wydajność strumienia oleju chłodzącego sprzęgło podwójne reguluje zawór chłodzenia sprzęgieł. W przypadku uszkodzenia elektrozaworu N218, czyli braku jego zasilania, strumień oleju chłodzący sprzęgło jest wysterowany na maksymalną wydajność, co wiąże się z większymi problemami z przełączaniem biegów – szczególnie w niskich temperaturach otoczenia – oraz włączeniem sygnalizacji usterki. Zawory awaryjne 1 i 2 inicjują awaryjne rozłączenie danego odgałęzienia skrzyni biegów, a wysterowywane są elektromagnetycznymi zaworami N233 i N371. Zawór N233 wyłącza rozgałęzienie nr 1 skrzyni, zaś zawór N371 rozgałęzienie nr 2. W obydwu przypadkach sterownik mechatroniczny aktywuje sygnalizację usterki przekładni, jak i realizację awaryjnego programu sterującego skrzynią preselekcyjną. Zawór bezpieczeństwa ogranicza ciśnienie oleju przed wzrostem ponad niebezpieczny limit 32 barów, chroniąc podzespoły przekładni przed uszkodzeniem. Płyta dystrybucji z kanałami olejowymi stanowi element łączący obudowę skrzyni z modułem mechatronicznym, natomiast płytka drukowana spaja sterownik elektroniczny z elektromagnetycznymi zaworami.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Technika motoryzacyjna

Sześciobiegowa preselekcyjna skrzynia biegów typu S-Tronic/DSG cz. 1.

Idea skonstruowania zautomatyzowanej skrzyni biegów, która pozwalałaby pozbyć się przerw w przeniesieniu napędu podczas zmiany biegów, sięga lat czterdziestych ubiegłego wieku.

Technika motoryzacyjna

Sześciobiegowa preselekcyjna skrzynia biegów typu S-Tronic/DSG cz. 4.

Moduł mechatroniczny skrzyni preselekcyjnej 02E realizuje funkcje sterujące pracą dwusprzęgłowej przekładni. Kompaktowa budowa modułu pozwala na połączenie jego czterech głównych segmentów w jednolity element zawierający: sterownik elektroniczny, elektrohydrauliczny zespół sterujący, płytę dystrybucji oleju z kanałami oraz płytkę drukowaną.

Technika motoryzacyjna

Sześciobiegowa preselekcyjna skrzynia biegów typu S-Tronic/DSG cz. 5.

Elektroniczny sterownik J743 skrzyni preselekcyjnej 02E stanowi wspólną część modułu mechatronicznego. Jego głównym zadaniem jest właściwa regulacja pracy modułu mechatronicznego przekładni dzięki analizie i wymianie danych z sensorów i komponentów skrzyni. Ponadto sterownik odpowiada za generowanie przebiegu sygnałów regulujących poszczególne podzespoły wykonawcze skrzyni preselekcyjnej oraz dokładny przesył danych.

Technika motoryzacyjna

Sześciobiegowa preselekcyjna skrzynia biegów typu S-Tronic/DSG cz. 6.

Dźwignia wyboru trybu jazdy w skrzyniach S-Tronic/DSG posiada zintegrowany elektroniczny sterownik (oznaczenie E313 dla przekładni S-Tronic oraz J587 dla przekładni DSG), który wysyła informacje o jej położeniu oraz wybranym trybie jazdy.

Silnik i układ napędowy

Sześciobiegowa preselekcyjna skrzynia biegów typu S-Tronic/DSG cz. 2.

Dokładne sterowanie zespołem sprzęgła podwójnego preselekcyjnej skrzyni biegów jest niezbędnym czynnikiem warunkującym właściwą pracę przekładni. Regulacja ta pozwala na szybką i płynną zmianę przełożenia oraz chroni zarówno sprzęgła, jak i samą skrzynię biegów przed nadmiernym przeciążeniem.

Źródło: Audi/Volkswagen

Zabezpieczenie przed przegrzaniem

Sensor termiczny G509 (pomiar temperatury sprzęgieł) wraz z sensorem prędkości wejściowej skrzyni G182 tworzą wspólny podzespół połączony złączem z modułem mechatronicznym. Te dwa czujniki zostały umieszczone poza modułem mechatronicznym ze względu na charakterystykę pomiarów, które wykonują. G509 dokładnie analizuje temperaturę oleju opuszczającego zespół sprzęgła podwójnego, który w punkcie mocowania czujnika osiąga najwyższą temperaturę. Bezpośrednia awaria G509 powoduje odczyt zastępczy z czujników temperatury oleju przekładni G93 oraz temperatury sterownika G510 – w pamięci diagnostycznej zarejestrowany zostanie błąd, jednak bez zasygnalizowania usterki na wyświetlaczu w zestawie wskaźników. Oprogramowanie modułu mechatronicznego uwzględnia fabryczną charakterystykę dopasowania poszczególnych komponentów ze względu na klasę dokładności wykonania zaworów hydraulicznych, jak i suwaków. Z uwagi na to wymiana pojedynczych elementów modułu mechatronicznego nie jest zalecana przez producenta, gdyż późniejsze ponowne programowanie fabryczne nie jest możliwe.