1.3.3.5.1. Cấu tạo:
Khi công tắc đánh lửa được bật (cực 15), bộ điều khiển động cơ J841 tính toán vị trí chính xác của rotor từ tín hiệu được phát ra từ G713.
Vị trí chính xác của rotor so với các cuộn dây rất quan trọng trọng việc kích hoạt các cuộn dây. JX1 phải biết chính xác làm thế nào để nam châm vĩnh cửu của rotor được định vị so với các cuộn dây stator ngay cả khi đứng yên. JX1 cần thông tin này để điều khiển dòng điện 3 pha theo cách để rotor khởi động theo hướng mong muốn với mức tiêu thụ tối thiểu và mô men xoắn tối đa. [1]
36 Kết nối 10 cổng cho cảm biến nhiệt độ động cơ điện G712 và cảm biến vị trí rotor G713:
Hình 1.40. Giắc cắm 10 cổng [1]
Pin 1 – Tín hiệu cảm biến nhiệt độ động cơ điện G712 Pin 2 – Mass cảm biến nhiệt độ động cơ điện G712 Pin 3 – Vỏ bọc stator, Mass
Pin 4 – Không được chỉ định Pin 5 – R2 (cuộn kích thích -) Pin 6 – R1 (cuộn kích thích +)
Pin 7 – S1 (cuộn thứ cấp 2, tín hiệu 2+) Pin 8 – S3 (cuộn thứ cấp 2, tín hiệu 2-) Pin 9 – S4 (cuộn thứ cấp 1, tín hiệu 1-) Pin 10 – S2 (cuộn thứ cấp 1, tín hiệu 1+)
Dựa trên tín hiệu của cảm biến vị trí rotor G713, hệ thống quản lý hộp số và động cơ xác định được tốc độ động cơ điện đang chạy. Tín hiệu được dùng để điều khiển các bộ phận như:
Động cơ điện V141 hoạt động như một máy phát
Động cơ điện V141 hoạt động như động cơ
Động cơ điện V141 khởi động ĐCĐT. [1]
Cảnh báo hư hỏng:
Khi xảy ra hư hỏng, đèn cảnh báo của hệ thống hybrid trên bảng hiển thị chuyển sang màu đỏ. Khi đó:
ĐCĐT và động cơ điện ngưng hoạt động làm phương tiện không thể di chuyển
37
Chế độ máy phát không hoạt động
ĐCĐT không thể khởi động. [1]
Hình 1.41. Cảnh báo hư hỏng [1]
1.3.3.5.2. Phương pháp tạo sóng sin:
Sơ đồ gổm 4 răng stator và 1 đĩa cam. Mỗi răng stator có một cuộn kích thích và một cuộn thứ cấp. Cuộn kích thích được mắc lại với nhau. Cuộn thứ cấp của mỗi răng stator nằm đối nhau thì mắc với nhau (cuộn thứ cấp 1 và 2) và cung cấp tín hiệu sóng sin (1 và 2) với góc lệch pha 900. [1]
Hình 1.42. Cấu tạo đơn giản của cảm biến [1]
1.3.3.5.3. Phương pháp điều biên:
Biên độ điện áp tạo ra trên cuộn thứ cấp thay đổi bởi vì sự thay đổi của khoảng cách giữa đỉnh đĩa cam và răng stator.
Hình 1.43. Mối liện hệ giữa điện áp được tạo ra và khoảng cách stator/đĩa cảm biến [1]
Điện áp xoay chiều tạo ra ở cuộn thứ cấp
Khoảng cách giữa răng stator và cam đĩa cảm biến
38
Cuộn thứ cấp 1: Tín hiệu 1
Hình 1.44. Tín hiệu 1 [1]
Biên độ điều biên của cuộn thứ cấp 1 có hai cực trị: Một tại 00/3600 và một tại 1800. Đường cong bao bọc tương ứng với tín hiệu 1. [1]
Cuộn thứ cấp 2: Tín hiệu 2
Hình 1.45. Tín hiệu 2 [1]
Biện độ điều biên của cuộn thứ cấp 2 có hai cực trị: Một tại 900 và một tại 2700, trái ngược với tín hiệu 1. Đường cong bao bọc tương ứng với tín hiệu 2. [1]
Cuộn kích thích:
Hình 1.46. Tín hiệu kích thích [1]
Một điện áp xoay chiều được đặt lên cuộn kích thích.
Điện áp xoay chiều tạo ra từ trường biến thiên gây ra điện áp xoay chiều trên cuộn 1 và cuộn 2. [1]
39 Nếu tín hiệu 1, tín hiệu 2 và góc phần tư tương ứng trên 3600 được gán cho nhau, phần mềm của bộ điều khiển J841 có thể liên tục xác định vị trí của rotor ngay cả khi đứng yên. Ngoài vị trí của rotor tốc độ của rotor cũng như tốc độ của động cơ V141 cũng được xác định.
Bảng 1.6. Ví dụ về cách xác định vị trí rotor [1] Ví dụ Tín hiệu 1 Tín hiệu 2 Góc phần tư I (0 - 900) + + Góc phần tư II (900 – 1800) - + Góc phần tư III (1800 – 2700) - - Góc phần tư IV (2700 – 3600) + - 1.4. Hoạt động:
1.4.1. Sơ đồ chuyển số và bảng chuyển số:
Hình 1.47. Sơ đồ chuyển số [1]
Bảng 1.7. Điều khiển và hoạt động của van điện từ [1]
Phần tử chuyển số/van điện từ/van điều khiển áp suất N486 P N88 N443 N371 F N215 A N216 B N217 C Dãy P Gài số P 0 0 0 0 - 1 1 1 1 Ngắt số P 1 1 X 0 - 1 1 1 1 Duy trì ngắt 1 0 0 0 - 1 1 1 1
40
Dãy “N” 0 0 X 0 - 1 1 1 1
Dãy N hoặc P: Nổ máy với
V141 0 0 X 1 1 1 1
Xe đang chạy: Nổ máy với
stater B 0 0 X 1 1 1 0 1st
Nổ máy với starter B 0 0 X 0 1 1 0 1st
Dẫn động bằng điện 0 0 X 0 1 1 0 1st
Dẫn động bằng ĐCĐT 0 0 X 1 1 1 0 1st
Hỗ trợ khởi hành dừng 0 0 X 0 1 1 0 1st
Điều khiển trung gian khi
ĐCĐT đang chạy 0 0 X 1 1 1 0 1st
Dẫn động hai hệ thống 0 0 X 1 1 1 0 1st
Sạc bởi ĐCĐT 0 0 X 1 1 1 0 1st
Tái tạo năng lượng phanh
và quán tính 0 0 X 0 1 1 0 1st Chế độ Freewheel 0 0 X 0 1 1 0 1st N218 D N233 E 2nd 0 1 1 1 1 3rd 0 1 0 1 0 4th 1 1 0 1 1 5th 1 0 0 1 0 6th 1 1 0 0 0 7th 1 0 1 0 0 8th 1 1 1 0 1 R 1 0 1 1 1
41
1.4.2. Các chế độ hoạt động: 1.4.2.1. Số đỗ xe P (khóa đỗ xe) 1.4.2.1. Số đỗ xe P (khóa đỗ xe)
Khóa đỗ xe trong chiếc Audi A8 2010 mới hoạt động bằng điện – thủy lực. Khóa đỗ xe được điều khiển bởi mạch thủy lực. Nó có thể được điều khiển bằng tay bởi người lái(sử dụng ca điều khiển) hoặc bằng tự động chức năng khóa đỗ xe. Cơ chế khóa đỗ xe trong hộp số xuất phát từ cơ chế trước đó.
Khóa đỗ xe được gài nhờ lực lò xo. Nó được vận hành bằng điện - thủy lực và được bảo vệ bằng điện từ. [2]
1.4.2.1.1. Gài khóa đỗ xe:
Các bộ phận hoạt động:
Lò xo khóa đỗ xe
Cần khóa đỗ xe với lò xo
Thanh liên kết
Van trượt hình nón với lò xo
42
Hình 1.48. Khóa đỗ xe được gài [2]
Khi van N486 và van N88 không được cấp điện, khóa đỗ xe được gài. Van khóa đỗ xe ở vị trí trung gian, khi đó không có áp suất dầu ở buồng xy lanh van trượt khóa đỗ xe. Piston của van N486 bị đẩy bởi lò xo và mở móc giữ. Lò xo của cần khóa đỗ xe đẩy chốt hãm gài vào bánh răng số đỗ xe thông qua thanh liên kết và van trượt hình nón. [2]
1.4.2.1.2. Ngắt và giữ khóa đỗ xe:
Các bộ phận hoạt động:
Van điện từ N88
Van điện từ khóa đỗ xe N486
Van trượt khóa đỗ xe
Về cơ bản, khóa đỗ xe được ngắt bằng cách kích hoạt điện thủy lực của van trượt khóa đỗ xe. Lực thủy lực được cấp lớn hơn nhiều lần so với lực lò xo trên cần khóa đỗ xe. Áp suất thủy lực cần thiết được tạo ra bởi bơm ATF.
Lưu ý: Để ngắt khóa đỗ xe, động cơ phải hoạt động. Nếu động cơ không hoạt động. Khóa
43 Để ngắt khóa đỗ xe, van N486 và van N88 được cấp điện. Áp suất điều khiển từ van N88 tác động lên van khóa đỗ xe. Piston của van này di chuyển đến vị trí làm việc của nó và cung cấp áp suất hệ thống đến xy lanh của van trượt khóa đỗ xe. Van trượt khóa đỗ xe kéo van trượt hình nón ra khỏi chốt hãm và ngắt khóa đỗ xe. Để chống lại sự sụt giảm áp suất, van trượt khóa đỗ xe bị khóa ngay sau đó.
Hình 1.49. Ngắt và giữ khóa đỗ xe [2]
Khi van N486 được kích hoạt, piston được rút lại. Lò xo giữ trở về vị trí ban đầu và khóa giữ móc vào van trượt khóa đỗ xe.
Áp suất hệ thống giảm trở về như trạng thái gài khóa đỗ xe. Van N486 vẫn được cấp điện. Lúc này, van trượt khóa đỗ xe được giữ nhờ lò xo giữ và khóa giữ. Vị trí giữ chỉ được duy trì trong một khoảng thời gian giới hạn vì nó tiêu hao điện năng của pin. [2]
Không có áp suất
Áp suất điều khiển (5 bar) Áp suất hệ thống (5- 16.5 bar)
44
1.4.2.2. 8 cấp số tiến và cấp số lùi R:
Hình 1.50. Sơ đồ hộp số [1]
Cấp số 1:
Hình 1.51. Dòng truyền công suất số 1 [4]
Tỉ số truyền: 4.714
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: A,B,C.
Ly hợp F (Chạy bằng ĐCĐT)/ V141 > S4 > P4 > PT4 > Trục thứ cấp. [2] Công thức: 1 4 4 4 S H S Z Z i Z
45
Cấp số 2:
Hình 1.52. Dòng truyền công suất số 2 [4]
Tỉ số truyền: 3.143
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: A, B, E.
Bánh đà kép/V141 > Ly hợp F > PT2 > P2 > H2 > clutch E > S4 > P4 > PT4 > Trục thứ cấp [2] Công thức: 2 2 4 2 4 H PT PT S Z Z i X Z Z Cấp số 3:
Hình 1.53. Dòng truyền công suất số 3 [4]
Tỉ số truyền: 2.106
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: B, E, C.
1. Ly hợp F/ V141 > Ly hợp C > S4 > P4 > PT4 > Trục thứ cấp
2. Ly hợp C > Ly hợp E > H2 > P2 (RS2 đang bị khóa bởi H2 và PT2 đang được kết nối bởi ly hợp E và ly hợp C)
46 Công thức: 3 4 1 4 4 1 PT S S H PT Z i Z Z Z Z Cấp số 4:
Hình 1.54. Dòng truyền công suất số 4 [4]
Tỉ số truyền: 1.667
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: B, E, D.
1. Ly hợp E khóa bộ bánh răng hành tinh RS3 ( S3, H3, PT3 quay cùng tốc độ), ly hợp D nối PT3 Và PT4. Vì vậy, tốc độ của PT3 = tốc độ của PT4
2. Ly hợp F/ V141 > PT2 > P2 > S2/S1 > P1 > PT1 > H4 > P4 > PT4 > Trục thứ cấp. Công thức: 4 1 2 2 PT H PT Z Z i Z Cấp số 5:
Hình 1.55. Dòng truyền công suất số 5 [4]
Tỉ số truyền: 1.285
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: B, C, D.
1. Ly hợp F/ V141 > Ly hợp C > S4 + H3 (PT2, H3 and S4 = tốc độ trục sơ cấp) 2. Ly hợp D kết nối PT3 với PT4
47 3. Ly hợp F/ V141 > PT2 > P2 > S2/S1 > P1 > PT1 > H4 > Tốc độ PT4 phụ thuộc vào tốc độ của S4 và H4, được xác định theo công thức nPT4 = nS4.(ZS4/ZPT4) +
nH4.(ZH4/ZPT4). [2] Công thức: 1 4 3 3 2 4 5 2 3 4 1 3 3 2 4 2 PT PT S PT H H PT S S PT S H H H H Z Z Z Z Z Z i Z Z Z Z Z Z Z Z Z Cấp số 6:
Hình 1.56. Dòng truyền công suất số 6 [4]
Tỉ số truyền: 1.000
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: C, D, E.
Ly hợp E và D khóa nhóm RS3 và RS4
Công suất truyền đến các nhóm bánh răng hành tinh thông qua ly hợp C Tốc độ trục sơ cấp = tốc độ trục thứ cấp. [2]
48
Hình 1.57. Dòng truyền công suất số 7 [4]
Tỉ số truyền: 0.839
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: A, C, D.
1. Ly hợp F/ V141 > Ly hợp C > S4 + H3 (= tốc độ trục sơ cấp) 2. Ly hợp F/ V141 > PT2 > P2 > H2 > S3 > P3 > PT3 > Ly hợp D > PT4 Ly hợp D kết nối PT3 với PT4 (= tốc độ trục thứ cấp). [2] Công thức: 7 3 2 3 3 2 PT PT S H H Z i Z Z Z Z Cấp số 8:
Hình 1.58. Dòng truyền công suất số 8 [4]
Tỉ số truyền: 0.67
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: A, E, D.
1. Ly hợp E khóa nhóm bánh răng hành tinh RS3.
2. Ly hợp F/ V141 > PT2 > P2 > H2 > RS3 > ly hợp D > PT4 Ly hợp D kết nối PT3 với PT4 (= tốc độ trục thứ cấp). [2] Công thức: 7 2 2 PT H Z i Z
49
Cấp số lùi R:
Hình 1.59. Dòng truyền công suất số lùi [4]
Tỷ số truyền: -3.289
Các phần tử chuyển số được kích hoạt: A, B, D.
RS2 tạo ra tỉ số truyền tăng tốc. PT3 được kết nối với PT4(trục thứ cấp), nhờ vậy PT3 được giữ cố định khi xe chưa khởi hành và H3 quay ngược chiều với động cơ. Công suất truyền từ H3 > H4 >PT4. [2]
1.4.2.3. Hybrid sẵn sàng:
Để phương tiện sẵn sàng hoạt động, bàn đạp phanh phải được ấn và cần chọn chế độ phải ở nấc P hoặc N.
Hệ thống điện cao áp và hệ thống điện 12V được kích hoạt nhờ ấn nút “ START ENGINE STOP”. Thêm vào đó, SOC của pin cũng được kiểm tra. [1]
SOC của pin hybrid nhỏ hơn 25%:
Nếu SOC dưới 25%, dòng tin nhắn “ Phương tiện không thể khởi động lúc này” được hiện lên bảng hiển thị.
Pin hybrid phải được sạc thông qua cáp sạc bằng bộ sạc có phạm vi dòng điện từ 30A đến 90A. [1]
SOC của pin hybrid nhỏ hơn 34%:
Nếu SOC dưới 34%, động cơ điện V141 khởi động sau khi nút “ START ENGINE STOP” được bấm. Thêm vào đó, bơm thủy lực V475 (Hoạt động ở mức cao nhất) và Bơm ATF dẫn động cơ khí cung cấp đầy đủ áp suất để đóng ly hợp F.
50 Khi cần chọn chế độ vẫn ở nấc P hoặc N, động cơ V141 hoạt động như một máy phát điện sau khi ĐCĐT khởi động. Nó dẫn động thông qua ly hợp F và cung cấp điện. ĐCĐT cân bằng công suất đầu ra yêu cầu cho hoạt động của máy phát và bơm ATF bằng cách nâng tốc độ cầm chừng lên 1430 rpm.
Trước khi cần chọn chế độ di chuyển đến nấc D,S và R, phanh A được đóng và phanh B được điều chỉnh ở trạng thái tiếp xúc. Điều này cho phép phanh có thể phản hồi nhanh chóng khi cần chọn chế độ vừa ở nấc D,S và R. Để báo hiệc rằng phương tiện sẵn sàng hoạt động, dòng chữ “hybrid ready” sau đó được hiển thị trên bảng hiển thị và đồng hồ đo công suất. [1]
SOC của pin hybrid lớn hơn 34%:
Bơm thủy lực V475 bắt dầu hoạt động ở mức thấp nhất của nó. Trước khi cần chọn chế độ chuyển đến nấc D,S hoặc R, phanh A được đóng và phanh B được điều chỉnh ở trạng thái tiếp xúc. Để báo hiệc phương tiện sẵn sàng hoạt động, dòng chữ “hybrid ready” được hiển thị sau đó trên bảng hiển thị và đồng hồ đo công suất.
Trong khi phương tiện đã sẵn sàng, bộ quản lý hybrid trong bộ điều khiển động cơ J623 kiểm tra liệu “ khởi hành ban đầu” có khả thi hay không với động cơ điện V141 sau khi cực 15 “ON”. [1]
Điều kiện “ khởi hành ban đầu” bằng dẫn động điện:
Phương tiện sẵn sàng hoạt động (hybrid sẵn sàng)
SOC của pin hybrid lớn hơn 40%
Nhiệt độ môi trường > 100C
Dung lượng của hệ thống điện lớn hơn 15 kW
Nhiệt độ của pin hybrid trong khoảng 100C đến 550C
Nhiệt độ của động cơ điện V141 ở mức cho phép
Máy khởi động 12V được kích hoạt
Nếu ĐCĐT được khởi động bằng máy khởi động 12V, động cơ điện V141 có thể sử dụng toàn bộ mô men xoắn có thể để dẫn động điện.
Chế độ S và bán tự động không được kích hoạt
51
Nhiệt độ nước làm mát của ĐCĐT vào khoảng 50C đến 500C
Không có yêu cầu khởi động cho ĐCĐT từ hộp số
Ngay khi điều kiện khởi động ban đầu bằng dẫn động điện được đáp ứng, người lái có thể quyết định bắt đầu với ĐCĐT hay động cơ điện.
Nếu người lái muốn bằng đầu với động cơ điện V141, họ có 30s sau khi phương tiện vào trạng thái sẵn sàng để ấn nút EV trước khi chọn chế độ D,S hoặc R. Nếu người lái không thực hiện được, ĐCĐT sẽ được khởi động. [1]
1.4.2.4. Khởi hành:
Khi phương tiện sẵn sàng khởi hành. Nếu cần chọn chế độ di chuyển đến nấc D hoặc S, ly hợp C được đóng và cả phanh A, do đó, số 1 được chọn trước. Nếu cần chọn chế độ ở nấc R, ly hợp D và phanh A đóng và số lùi được chọn.
Phanh B không được đóng cho đến khi phương tiện di chuyển. Nó hoạt động như một ly