JATCO CVT & DaimlerChrysler
Электроника и компьютерные системы. (Sean Boyle, GEARS, апрель 2007)
В предыдущем выпуске мы рассмотрели бесступенчатую трансмиссию фирмы JATCO, устанавливаемую с 2007 года на Jeep Compass, Patriot и Dodge Caliber. Изучили основные пути прохождения потока мощности через этот блок. В этой статье мы исследуем электронику и управляющие системы, используемые в ней. Начнем с блока клапанов.
Блок клапанов
Блок клапанов JATCO CVT состоит из датчиков давления, вариаторных соленоидов давления, гидротрансформатора и уникального шагового мотора для управления распределением давления между первичным и вторичным шкивами вариатора.
Шаговый мотор работает (1) вместе с управляющим клапаном коэфф.передачи (2) и как механическая связь, которая соединяет клапан коэфф. передачи и шаговый двигатель с первичным вариатором (4).
режим "удержание заданной передачи"
Управляющий клапан коэфф. передачи работает в трех рабочих режимах: наполнять, удерживать и стравливать. Эти режимы определяют конечное положение вариаторов и добиваются заданного КП (рис.1)
переходный режим "увеличение передачи"
Когда TCM (модуль управления вариатором) достиг заданного коэффициента передачи, управляющий клапан (2) переходит в положение HOLD (удержание). Давление в магистрали от насоса подается во вторичный вариатор (5) для установления необходимого натяжения ремня (рис.2). Если TCM дает команду на увеличение коэфф. передачи (чтобы снизить обороты двигателя), шаговый двигатель (1) выдвигается, что перемещает управляющий клапан (2) наружу. Это позволяет давлению рабочей жидкости из магистрали попасть в первичный шкив вариатора (4). Дополнительное давление входит в первичный вариатор, что приводит к сжиманию его стенок и перемещению ремня наружу, т.е. на больший рабочий диаметр (т.о. получается повышенная передача). Как только первичным валом будет достигнут необходимый (заданный TCM) коэффициент передачи, управляющий модуль вновь дает команду клапану (2) перейти в положение HOLD (удержание заданного давления).
Положение управляющего клапана зависит от положения вариатора и шагового двигателя. TCM может изменить соотношение, задействуя шаговый двигатель, позволяя вариатору менять коэффициент передачи до тех пор, пока управляющий клапан (2) не вернется в положение HOLD. Это возможно из-за того, что все три элемента механическую связаны между собой.
Жидкость, освобождающаяся из вторичного вариатора, контролируется вторичным датчиком давления и клапаном (3). Если соленоид активирован, давление рабочей внутри вторичного вариатора (5) может как снижено до 0, так и направлено для увеличения прижима ремня. Все это тоже управляется при помощи TCM.
Во время увеличения коэфф. передачи давление во вторичном вариаторе снимается, что позволяет изменить его диаметр. Как только изменение завершено, давление из магистрали снова направляется во вторичный шкив для натяжения ремня (рис.3)
переходный режим "снижение передачи"
Во время уменьшения коэфф. передачи трансмиссии (переключение на пониженную), TCM дает команду шаговому двигателю открыть управляющий клапан в положение "стравить давление". Жидкость из первичного вариатора вытекает, что позволяет стенкам расшириться и ремень перемещается на меньший рабочий диаметр.
Вторичный вариатор сохраняет внутреннее давление магистрали, что приводит к сжатию его стенок и перемещает ремень на внешний, больший диаметр. В итоге получается "переключение на пониженную". Как только коэфф. передачи уменьшится до требуемого, управляющий клапан переходит в положение HOLD, давления в первичном и вторичном вариаторах стабилизируются.
Очевидно, что указанные процессы могут происходить на любых скоростях и при любых оборотах двигателя. TCM использует электрические сигналы, такие как датчик положения педали газа, температура рабочей жидкости, датчики скорости (CKP, ISS, OSS), давления, текущего коэфф. передачи и тд - все это для того, чтобы вычислить необходимое в данный момент соотношение первичного и вторичного валов вариатора.
Итак, мы рассмотрели в первую очередь управляющий клапан коэффициента передачи и вторичный клапан давления, но в CVT трансмиссии JATCO есть еще много очень важных клапанов.
Рассмотрим клапан регулировки давления. Масляная помпа (рис.4) способна вырабатывать давление вплоть до 70 bar, но не все элементы CVT требуют именно такого давления. Номинальное рабочче давление 55 bar. Регулятор давления снижает давление в магистрали до трех рабочих уровней:
1) 15 bar - максимум для сцеплений
2) 10 bar - максимум для гидротрансформатора
3) 4 bar - максимум для схем смазки и охлаждения
Клапан регулировки давления в магистрали (рис.5) определяет общее максимальное давление в трансмиссии. Все остальные давления преобразуются именно от него, что может составлять от 5 до 60 bar, в зависимости о текущий условий. Давление регулируется соленоидом магистрали, который управляется при помощи ШИМ от модуля управления трансмиссией (TCM). Давление магистрали идет прямо в управляющий клапан коэфф. передачи и вторичный клапан для изменения диаметров шкивов и нормализации нагрузки на ремень (рис.6).
Корпус клапанов включает в себя ряд экранов(?) и клапанов (рис.7 и 8)
Клапан снижения давления уменьшает давление из магистрали до 1-15 bar, необходимого для муфт переключения режимов D/R. Давление выбирается необходимым из условия предотвращения проскальзывания пакетов фрикционов.
При включении режима R или D, соленоид гидротрансформатора модулируется сигналом ШИМ для того, чтобы обеспечить плавное включение клапана. Если автомобиль находится в режиме D или R, широтно-импульсная модуляция (ШИМ) позволяет плавно управлять клапаном гидротрансформатора от режимов "включено" до "выключено".
Соленоид гидротрансформатора управляет приложенным к гидротрансформатору давлением. После того, как клапан гидротрансформатора перемещается в положение "включено", давление рабочей жидкости поступает в гидротрансформатор. Регулируемое давление позволяет ему плавно работать. Давление в гидротрансформаторе может меняться от 0 до 10 bar.
В отличие от вариаторов фирмы Honda, JATCO использует гидротрансформатор. Его основная цель - обеспечить плавное ускорение автомобиля из положения "стоп" путем полного гидравлического отключения трансмиссии от двигателя. Гидротрансформатор работает на небольших скоростях, ориентировочно до 19 км/час.
Одним из преимуществ вариаторной трансмиссии является его повышенная эффективность и неограниченный набор "виртуальных скоростей", поэтому TCM настроен на как можно более "раннее" отключение (блокировку) гидротрансформатора.
Электроника.
CVT имеет три соленоида, управляемых ШИМ (широтно-импульсной модуляцией): давления магистрали, давления вторичного шкива вариатора и гидротрансформатора. В добавок к ШИМ-управляемым электромагнитам, в CVT есть один соленоид с двумя рабочими положениями: "вкл" и "выкл" клапана блокировки гидротрансформатора (рис.9)
Соленоид давления магистрали управляется командами TCM. Его типичное сопротивление находится в пределах 3-9 Ом. В случае любой его неисправности предусмотрен широкий список кодов диагностики (DTC): P0746, P0962, P0963.
Управляющий соленоид давления вторичного шкива вариатора регулирует положение второго вариатора при помощи клапана давления. Этот клапан стравливает давление рабочей жидкости из вторичного шкива в момент переключения на пониженную "передачу". Т.к. от этого зависит правильное натяжение ремня, очень важно, чтобы этот соленоид и связанный с ним клапан работали корректно.
В случае неисправности в схеме вторичного вала вариатора преулсмотрены следующие коды ошибок: P0776, P0777, P0966 и P0967. Управляющий модуль (TCM) все время контролирует давление во вторичном шкиве. Если заданное и текущее значения давлений не совпадают, будет записан код диагностики (DTC).
Если рассмотреть приведенную электрическую схему (см. PDF файл в аттаче), Вы можете заметить модуль ПЗУ (ROM). Этот чипсет запрограммирован при сборке трансмиссии и несет важную информацию о вариаторе и его гидравлической системе. Этот модуль ни в коем случае нельзя менять с любым таким же CVT. Он уникален для каждого экземпляра трансмиссии, с которой он поставляется. Если все-таки Вы решите заменить модуль ROM с другой вариаторной коробки, или поменяете модуль управления (TCM), будет выставлен код "ошибка калибровки" P167A. В таком случае необходима заводская рекалибровка TCM и ROM при помощи специального заводского оборудования.
При установке нового модуля TCM, будет установлен диагностический код DTC P1679 "не проведено обучение", который так-же требует рекалибровки при помощи заводского оборудования. В любом случае, очень важно сохранять оригинальный ROM вместе с самими железками блока трансмиссии, с которой он был выпущен.
Электрический разъем трансмиссии CVT (рис.10) имеет 22 контакта, но не все из них используются.
Вариаторы JATCO устанавливаются только на автомобили, оборудованные шиной CAN, основной целью которого является высокоскоростная связь между модулями автомобиля (рис.11). CAN способна пересылать информацию со скоростью до 1Мб/с при помощи всего двух проводов. При рассмотрении схемы TCM нельзя обнаружить отдельных соединителей для таких важных параметров, как датчик оборотов двигателя, положение педали газа и тп. TCM использует для этого шину CAN.
Т.к. трансмиссия типа CVT применяется только на современных автомобилях, оснащенных шиной CAN, очень важно, чтобы Ваши диагностические приборы могли с нею "общаться". Такие приборы от DaimlerChrysler, как StarScan или StarMobile имеют самые широкие возможности для диагностики.
Возможно, пройдет некоторое время, пока Вы увидите одну из этих трансмиссий в автосалоне, но определенно потребуется некоторое время, чтобы быть готовым к такой технологии. Возможно, CVT станет доминирующей тенденцией в индустрии автоматических трансмиссий. Шести-, семи- и даже восьми-ступенчатые уже выпускаются на современных конвейерах, но им никогда не достичь бесконечного числа передач вариатора. Если что-то и сдерживает широкое распространение CVT так это вес, максимальный крутящий момент и скорость переключения передач. И т.к. технологии не стоит на месте, не удивляйтесь в самое ближайшее время.
PS: на русском языке публикуется впервые 
Оригинал документа находится в аттаче к предыдущему сообщению. Он содержит диагностические коды ошибок, схематичеcкую диаграмму, распайку разъема CVT и другую сугубо техническую информацию.