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丰田普锐斯混合动力汽车结构及工作原理
来源:本站整理  作者:佚名  2014-08-03 11:18:18

 
    2.3控制系统
    1.THS-II控制系统组成见表7。


    2.新款普锐斯中THS-II控制系统的结构如图88所示

    3. HV ECU控制
    当驾驶员踩下加速踏板时,HV ECU根据加速踏板位置传感器发出的信号检测加速踏板上所施加力的大小。另一方面,HV ECU收到MGI和MG2中转速传感器(解角传感器)发出的车速信号,并根据挡位传感器的信号检测挡位。HV ECU根据这些信息来确定车辆的行驶状态,以便对MG 1、MG2和发动机的动力进行最优控制。此外,HV ECU对动力的扭矩和输出进行最优控制,以实现低油耗和更清洁的排放目标,动力计算流程图如图89所示。

    HV ECU控制系统图如图90所示。

    1)系统监视控制
    蓄电池ECU始终监控HV蓄电池的SOC(充电状态),并将SOC发送到HV ECU。SOC过低时,HV ECU提高发动机的输出功率以驱动MG1给HV蓄电池充电;当发动机停机时,MG1工作启动发动机,然后,发动机驱动MG1为HV蓄电池充电。
    当SOC较低或HV蓄电池、MG 1、MG2的温度高于规定值时,HV ECU会限制对驱动轮的动力的大小,直到这些指标恢复到额定值,内置于MG2中的温度传感器直接检测MG2的温度,HV ECU计算MG1的温度。
    2)关闭控制
    通常,当车辆处于N挡时,MG1和MG2就会被关闭,这是由于MG2通过机械机构与前轮相连,所以必须电动停止MG1和MG2来切断动力。
    正常行驶时,如果制动踏板被踩下并且某个车轮锁止,这时,带EBDABS启动工作,而后,系统请求MG2输出低扭矩为重新驱动车轮提供辅助动力。这时,即使车辆处于N挡,系统也会取消关闭功能使车轮转动,车轮重新旋转后,系统恢复关闭功能。
    车辆以D或B挡行驶,驾驶员踩下制动踏板时,再生制动开始工作,这时,驾驶员换挡到N挡时,在再生制动请求扭矩减少的同时,制动液压增大以避免制动勃滞,在这以后,系统实施关闭功能。
MG 1、MG2以高于规定值的转速工作时,关闭功能取消。
    3)上坡辅助控制
    车辆在陡坡上松开制动而启动时,经常出现下滑现象,上坡辅助控制可以有效地防止这种车辆的下滑。由于电动机具有高灵敏度的转速传感器,它可以感应出坡度和车辆下降角度,增大电动机的扭矩以确保安全,如果施加了上坡辅助控制,则制动会施加到车辆后轮,防止车辆向坡下滑,这时,HV ECU向制动防滑控制ECU发送后制动启动信号。
    4)电动牵引力控制
    当车辆在光滑路面上行驶时,如果驱动轮打滑,MG2(与车轮直接相连)会旋转过快,引起相关的行星齿轮组转速增大,这种状态会对行星齿轮组中的咬合部件等部位造成损害。某些情况下,还可能会使MG I产生过量电能,因此如果转速传感器信号表明转速发生突然变化,HV ECU确定MG2转速过大并实施增加制动力以抑制转速,保护行星齿轮组。此外,如果只有一个驱动轮旋转过快,HV ECU通过左右车轮的转速传感器监测它们的速度差,HVECU将指令发送到制动防滑控制ECU以对转速过快的车轮施加制动。
    这些控制方法可以起到与制动控制系统的TRC同样的作用。
    5)雪地起步时驱动轮转速状态控制
    首先介绍一下产生过快转速的机理,如图91(a)所示,如果驱动轮抓地力正常,那么MG2(驱动轮)转速的变化很小,在它们和发动机之间的速度差很小,从而达到平衡,这样行星齿分界线组的相对转速差很小。

    如果驱动轮失去牵引力,如图91(b)所示,MG2(驱动轮)的转速会有很大的变化,在这种情况下,由于转速变化量较小的发动机无法随MG2转动,会导致相关的整个行星齿轮组的转速增加。
    HV ECU通过MG2提供的转速传感器信号监测转速突变来计算驱动的打滑量,HV ECU根据计算的打滑量通过抑制MG2的旋转来控制制动力。
    6) SMR(系统主继电器)控制
    SMR是连接或断开高压电路电源的继电器,该继电器受HV ECU发出的指令控制。这种继电器一共有3个,其中,负极侧有1个,正极侧有2个,一起来确保系统工作正常,如图92所示。

   (1)电源打开。电路连接时SMR1和SMR3闭合:而后,SMR2闭合,然后SMR 1断开,如图93所示,由于这种方式可以控制流过电阻器的电流,保护电路中的触点,避免其受到强电流造成的损害。

   (2)电源关闭。电路断开时,先断开SMR2,然后再断开SMR3,然后,HV ECU确认各个继电器是否己经断开,这样,HV ECU可确定SMR2是否卡住,如图94所示。

    4.发动机ECU控制
    HV ECU发送的发动机转速和所需的发动机动力信号输出给发动机ECU,发动机ECU控制ETCS-i系统、燃油喷射量、点火正时和VVTi系统。此外,发动机ECU还将发动机工作状态信号发送到HV ECU。按照THS-II控制,在接收到HV ECU发送的发动机停止信号后,发动机ECU将使发动机停机,系统出现故障时,发动机ECU通过HV ECU的指令打开检查发动机警告灯,发动机ECU控制系统图如图95所示。

    5.变频器控制
    根据HV ECU输出的信号,变频器将HV蓄电池的直流电压转换为交流电给MG 1、MG2供电,或执行相反的过程。此外,变频器将MG1的交流电提供给MG2;需要说明的是,电源从MG1提供给MG2时,电流在变频器内转换为DC。
    根据MG 1、MG2发出的转子信息和从蓄电池ECU发出的HV蓄电池SOC等信息,HV ECU将信号传输到变频器内部的功率晶体管来转换MG 1、MG2定子线圈的U、V和W相。关闭MG 1、MG2的电流时,HV ECU发送信号到变频器
    变频器控制系统图如图96所示。


    6.制动防滑控制ECU控制
    当驾驶员踩下制动踏板时,制动防滑控制ECU根据制动执行器和制动踏板行程传感器的制动总泵压力计算所需的总制动力,根据总制动力,制动防滑控制ECU计算所需的再生制动力,并将结果发送到HV ECU. HV ECU启动MG2进行反方向扭矩控制并执行再生制动功能,制动防滑控制ECU控制制动执行器电磁阀产生轮缸压力,这个轮缸压力是总制动力减去实际再生制动控制的数值。
    在安装了VSC+系统的车型上,车辆在VSC+系统控制下工作时,HV ECU根据制动防滑控制ECU发送的请求信号实施电动机牵引力控制,即根据当前的车辆行驶状态控制发动机、MG1和MG2。
    制动防滑控制ECU控制系统图如图97所示。

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关键词:普锐斯 混合动力

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