Мехатроник: устройство и принцип работы электронно-гидравлического модуля

Мехатроник (Mechatronics) — это комплексный электронно-гидравлический или электромеханический модуль управления, выступающий в роли вычислительного центра и главного исполнительного механизма, которым оснащается преселективная роботизированная коробка передач (DSG).

Главная техническая задача мехатроника заключается в автоматизированном управлении процессами смыкания/размыкания фрикционных муфт и перемещением вилок переключения передач в строгом соответствии с заложенными программными алгоритмами.

В реальном времени данный узел выполняет следующие функции:

• Сбор и анализ телеметрических данных о скорости вращения валов, давлении масла и температуре.
• Расчет оптимального момента для смены ступени без прерывания потока мощности.
• Преобразование цифровых сигналов в гидравлическое или механическое усилие для активации актуаторов.
• Терморегуляция и поддержание рабочего давления в гидравлическом контуре трансмиссии.

Конструктивно модуль представляет собой моноблок, объединяющий три независимые подсистемы, работающие в едином замкнутом цикле.

Электронный блок управления (ЭБУ)

Электронный блок (TCM — Transmission Control Module) — это микропроцессорный вычислительный центр мехатроника, интегрированный непосредственно в корпус трансмиссии. ЭБУ осуществляет непрерывный опрос периферийных датчиков, связывается с центральным контроллером двигателя по мультиплексной шине CAN и принимает решения о переключении передач. Размещение платы непосредственно в картере коробки требует применения специализированных термостойких компаундов, защищающих микросхемы от агрессивного воздействия горячего трансмиссионного масла и вибрационных нагрузок.

Гидравлический контур и гидроблок

Гидроблок (клапанная плита) — это силовая исполнительная часть мехатроника, представляющая собой сложный лабиринт каналов, отлитый из алюминиевого сплава. Внутри каналов циркулирует рабочая жидкость под высоким давлением, нагнетаемым автономным масляным насосом с гидроаккумулятором. Распределение давления по нужным магистралям для физического сдвига вилок переключения осуществляется с помощью прецизионных электромагнитных клапанов (соленоидов) и золотниковых механизмов, реагирующих на импульсы от ЭБУ за доли секунды.

Сенсорная система (датчики)

Система встроенных датчиков (соленоидов) — это периферийная контрольно-измерительная сеть, обеспечивающая электронный блок управления объективной обратной связью. В стандартную архитектуру мехатроника включены датчики Холла для бесконтактного определения положения вилок переключения, датчики индуктивного типа для измерения частоты вращения первичных и вторичных валов, а также сенсоры температуры и давления масла. Потеря сигнала от любого из этих датчиков приводит к немедленному переходу мехатроника в аварийный режим во избежание механического разрушения трансмиссии.