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凯美瑞混合动力系统的工作原理

凯美瑞混合动力系统的工作原理1.混合动力系统的工作原理混合动力系统使用发动机和MG2提供的原动力,并主要将MG1作为发动机使用。

该系统根据不同的驾驶条件优化组合这些动力。

混合动力车辆控制ECU持续监视HV蓄电池充电状态(SOC)、HV 蓄电池温度、冷却液温度和电气负载状态。

如果READY指示灯点亮且变速杆置于P、R、D和B位置时任一监视项目无法满足要求,或者在倒车时,混合动力车辆控制ECU要求起动发动机以驱动MG1,对HV蓄电池充电。

根据不同的驾驶条件,混合动力系统优化组合发动机、MG1和MG2操作以驱动车辆。

(1)R EADY ON①发动机起动。

当READY 指示灯点亮且变速杆在P 位时,由混合动力车辆控制ECU 监视发动机冷却液温度、SOC、蓄电池温度和电气负载等指标,如果指示需要起动发动机,则混合动力车辆控制ECU 将激活MG1 以起动发动机。

此时的传动机构的工作情况图如图所示。

发动机起动时,为防止MG1 太阳齿轮的反作用力旋转齿圈和驱动驱动轮,将施加电流至MG2 以防止其旋转,该功能被称为“反作用控制”。

②发动机驱动 MG1 向 HV 蓄电池充电。

当发动机起动后,运转的发动机使 MG1 作为发电机运行,并开始对 HV 蓄电池充电。

MG1起动发动机传动机构的工作情况图(2)车辆起步当车辆起步时,由 MG2 为车辆提供动力。

在正常情况下单独由 MC2 提供动力,即完全可以满足车辆起步所需动力;在非正常情况下,车辆驱动转矩需要增加时,混合动力车辆控制 ECU 激活 MG1 以起发动机驱动MG1向HV 蓄电池充电传动机构的工作情况图(发动机驱动MG1向HV 蓄电池充电)动发动机为车辆增加转矩。

车辆在正常情况下起步时使用 MG2 的原动力行驶。

在这一情况下行驶时,由于发动机停止,动力分配行星齿轮机构的行星齿轮架(发动机)的转速为 0。

此外,由于 MG1 未产生任何转矩,因此没有转矩作用于动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮(MGl )。

然而,动力分配车辆起步的工作状态传动机构的工作情况图(车辆起步)行星齿轮机构的太阳齿轮沿负方向自由旋转以平衡旋转的齿圈。

(3)定速巡航车辆在低负载和定速巡航状态下行驶时,动力分配行星齿轮机构传输发动机原动力:一部分原动力将直接输出;其余部分将通过 MG1 发电。

通过使用逆变器的电力路径,将该电力传输至 MG2,并作为 MG2 的原动力输出。

如果 HV 蓄电池的 SOC 水平低,则发动机驱动 MG1 对其充电。

定速巡航的工作状态车辆定速巡航时,来自发动机的转矩沿(十)方向作用在动力分配行星齿轮机构的行星齿轮架(发动机)上,使动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮(MG1)产生转矩(齿圈连接车轮起反制作用),MG1 通过利用作用于动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮( MGl)上的转矩来发电。

MG2 利用利用 MG1 的电能带动减速行星齿轮机构的太阳轮反方向旋转,使齿圈正方向转动驱动车轮。

此时,发动机(动力分配行星齿轮机构的行星齿轮架的动力也对齿圈起驱动作用。

(4)节气门全开加速期间车辆行驶状态从低负载巡航变为节气门全开加速时,发动机产生的扭矩一部分驱动 MG1 发电。

另一部分直接驱动车轮,此时,系统用来自 MG1 和 HV 蓄电池的电力为 MG2 补充原动力。

传动机构的工作情况图(定速巡航)节气门全开加速期间的工作状态节气门全开加速期间传动机构的工作情况如图。

来自发动机的转矩沿(十)方向作用在动力分配行星齿轮机构的行星齿轮架(发动机)上,驱动动力分配行星齿轮机构的太阳轮和齿圈,MG1 通过利用作用于动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮(MG1)上的转矩来发电。

MG2 利用利用 MG1 和 HV 蓄电池的电能带动减速行星齿轮机构的太阳轮反方向旋转,从而驱动齿圈正方向转动。

·传动机构的工作情况图(节气门全开加速)(6)减速期间车辆在变速杆置于 D 位的状态下减速时,发动机停止且原动力变为零。

这时,车轮驱动 MG2,使 MG2 作为发电机运行并对 HV 蓄电池充电。

如果车辆在较高车速时减速,则发动机将不停止且保持预定转速,以保护行星轮。

减速期间,齿圈由车轮带动旋转,此时的传动机构的工作情况如图。

在此情况下,由于发动机停止,动力分配行星齿轮机构的行星齿轮架(发动机)的转速为 0。

此外,由于 MG1 未产生任何转矩,因此没有转矩作用于动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮( MG1)。

然而,减速期间的工作状态传动机构的工作情况图(减速期间)动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮(MGl)沿负方向自由转动以平衡旋转的齿圈。

(7)倒档期间车辆倒档行驶时,由 MG2 提供所需动力,如图 5-6-23 所示。

此时,MG2 沿相反方向旋转,发动机保持停止,而 MG1 正向旋转但不发电。

倒挡期间的工作状态倒档期间的传动机构的工作情况图如图所示。

减速行星齿轮机构的状态与“起步”中描述的相反。

由于发动机停止,动力分配行星齿轮机构的行星齿轮架(发动机)的转速为 0,但动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮( MG1)沿正方向自由旋转以平衡齿圈的旋转。

2.混合动力系统的控制原理项目概要①混合动力汽车控制 ECU 根据变速杆位置传感器,加速踏板踩下的角度和车速计算目标原动力。

通过执行控制,优化组合 MG1,MG2 和发动机的动力,以产生目标原动力②混合动力车辆控制 ECU 根据目标原动力计算发动机原动力,而目标原动力是根据驾驶人的需要和车辆状况计算的。

为产生该原动力,混合动力车辆控制 ECU 适当控制智能电子节气门控制系统,燃油喷射量,喷油正时和智能可变气门正时系统③混合动力车辆控制 ECU 执行监视控制,以监视 HV 蓄电池和冷却风扇的状态,使 HV 蓄电池和 DC-DC 转换器位置在预定温度,从而优化控制这些零部件混合动力车辆控制 ECU 监视 HV 蓄系统监视控制电池的 SOC 以及 HV 蓄电池,MG1 和 MG2 的温度,以对这些项目进行优化控制变速杆置于 N 位时,混合动力车辆切断控制控制 ECU 执行切断控制,以电动停混合动力车辆控制止 MG1 和MG2ECU为保护电路不受高压影响并确保电传动机构的工作情况图(倒挡)系统主继电器(SMR)控制路切断的可靠性,混合动力车辆控制 ECU 通过使用 3 个继电器连接和切断高压电路来执行 SMR 控制混合动力车辆控制 ECU 通过估算充电状态(SOC)控制HV 蓄电池的充电和放电电流值计算 SOC,以执行协同控制混合动力车辆控制 ECU 使用安装在HV 蓄电池总成上的温度传感器,冷却风扇控制监视 HV 蓄电池总成的温度,使用专用冷却风扇来优化控制蓄电池温度混合动力车辆控制 ECU 根据辅助蓄辅助蓄电池充电控制电池的温度控制 DC-DC 转换器(混合动力车辆转换器),以控制辅助蓄电池充电① MG1 由发动机驱动产生高压(交流),以运行 MG2 并对 HV 蓄电池充电。

它可作为起动机来起动发动机② MG2 由 MG1 或 HV 蓄电池的电力驱动,产生前轮原动力③制动期间,以及未踩下加速踏板时,MG2 发电对 HV 蓄电池充电(再生制MG1 和 MG2 主控制动控制)④转速传感器(解析器)检测 MG1 和 MG2 的转速和转子位置,并通过电机ECU(MG ECU)将其输出至混合动力车辆控制 ECU⑤安装在 MG1 和 MG2 上的温度传感器检测温度,并将其传输至混合动力车辆控制 ECU①根据混合动力车辆控制 ECU 通过电机 ECU(MG ECU)提供的信号,逆变器将来自 HV 蓄电池的直流电转换为交流电提供给 MG1 和 MG2,反之亦然。

此外,逆变器将来自 MG1 的交流电提供给 MG2带转换器的逆变器总②混合动力车辆控制 ECU 通过电机 ECU(MG ECU)将信号发送至逆变器内成控制的 IPM,并使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)在 MG1 和 MG2 的 U,V 和 W 相之间进行切换,从而驱动 MG1 和 MG2③如果混合动力车辆控制 ECU 接收来自逆变器的过热,过电流或电压异常信号,则将会切断逆变器①根据混合动力车辆控制 ECU 通过电机 ECU(MG ECU)提供的信号,增压转换器将 HV 蓄电池的额定电压(直流 244.8V)升至最高电压(直带转换器的逆变器总流 650V)增压转换器控制②逆变器将 MG1 或 MG2 产生的交成控制流电转换为直流电,根据混合动力车辆控制 ECU 通过电机 ECU(MGECU)提供的信号,增压转换器将电压从直流 650V 降至直流 244.8V(HV 蓄电池)DC-DC 转换器控制DC-DC 转换器(混合动力车辆转换器)将额定电压从直流 244.8V 降至直流12V,以向车身电气零部件供电,并对辅助蓄电池再充电(直流 12V)制动期间,防滑控制 ECU 计算所需的再生制动力并将其传输至混合动力车防滑控制 ECU 控制辆控制 ECU。

混合动力车辆控制 ECU 接收到该信号后,将实际再生制动控制值传输至防滑控制 ECU。

防滑控制 ECU 根据该结果计算并执行所需的液压制动力蓄电池控制蓄电池电压传感器监视 HV 蓄电池模块的电压、电流、温度和冷却风扇的电压,并将其传输至混合动力车辆控制 ECU混合动力车辆控制 ECU 根据变速杆位置传感器提供的信号检测变速杆位置换档控制(P、R、N、D 或 B),并控制 MG1、MG2 和发动机,以创造适合所选变速杆位置的驾驶条件碰撞时,如果混合动力车辆控制 ECU 接收到来自气囊传感器总成的气囊展碰撞时的控制开信号,或来自逆变器内断路器传感器的执行信号,则断开系统主继电器(SMR)以切断整个电源巡航控制系统运行控混合动力车辆控制 ECU 内的巡航控制 ECU 接收到巡航控制开关信号时,将优化调节发动机、MG1 和 MG2.并通过组合其原动力以达到驾驶人决定的制目标车速指示灯和警告灯混合动力车辆控制 ECU 通过点亮或闪烁位于组合仪表总成内的指示灯和警告灯,和使用多信息显示屏或导航接收器总成的警告指示,以通知驾驶人车照明控制辆状况和任何系统故障失效保护混合动力车辆控制 ECU 检测到故障时,会根据已经存储在存储器中的数据停止或控制执行器和其他 ECU诊断混合动力车辆控制 ECU 检测到故障时,将执行诊断并存储与故障相关的值(1)凯美瑞混合动力系统控制原理框图。

车内丰田混合动力系统-II (THS-II)的配置情况1车内丰田混合动力系统-II(THS-II)的配置情况2(2)混合动力车辆控制 ECU混合动力车辆控制 ECU 根据来自加速踏板位置传感器的信号计算踩下加速踏板的量,接收来自 MG2 解析器的车速信号,并检测来自变速杆位置传感器的信号,确定变速杆位置。

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