丰田雷凌HVECU控制：混合动力汽车使用与维护

HVECU根据加速踏板位置传感器发出的信号获取加速踏板上所施加力的大小,接收MG1和MG2中速度传感器(转角传感器)发出的车速信号,并根据挡位传感器的信号检测挡位,从而确定车辆的行驶状态,并对MG1、MG2和内燃机的动力进行最优控制。此外,HVECU对动力的转矩和输出进行最优控制以实现低油耗和更清洁的排放等目标。HV ECU控制原理如图3-30所示,HVECU结构框图如图3-31所示。

图3-30　HVECU控制原理

图3-31　HVECU结构框图

1.系统监视

蓄电池ECU始终监视HV蓄电池的SOC值,并将SOC值发送到HVECU。SOC值过小时,HVECU提高内燃机的功率输出以驱动MG1为HV蓄电池充电。当蓄电池电量低而内燃机停止时,MG1工作并将起动内燃机;然后,内燃机驱动MG1为HV蓄电池充电。

如果SOC值较低或HV蓄电池、MG1或MG2的温度髙于规定值,则HVECU限制对驱动轮的动力的大小,直到温度恢复正常。内置于MG2中的温度传感器直接检测MG2的温度,由HVECU计算得到MG1的温度。

2.关闭控制

一般来说,车辆处于“N”挡时,MG1和MG2被关闭。这是因为MG2通过机械机构与前轮相连,所以必须停止MG1和MG2来切断动力,行驶时,如果制动踏板被踩踏并且某个车轮锁止,则带EBD的ABS起动工作。而后,系统请求MG2输出低转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。

车辆以或“D”或“B”挡行驶,制动踏板被踩下时,再生制动开始工作。这时,驾驶员换挡到“N”挡时,在再生制动请求转矩减少的同时,制动液压增大以避免制动黏滞。在这以后,系统实施关闭功能;MG1、MG2以比规定值更高的转速工作时,关闭功能取消。

3.上坡辅助控制

如果开启了上坡辅助控制,则制动会施加到车辆后轮,防止车辆滑坡。这时,HV ECU向制动防滑控制ECU发送后下滑起动信号。车辆在陡坡上松开制动而起动时,上坡辅助控制可以防止车辆下滑。由于电动机具有高敏感度的转速传感器,因此可以感应坡度和车辆下降角度,以增大电动机的转矩,确保安全。(www.xing528.com)

4.电动机牵引力控制

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)会因旋转过快,引起相关的行星齿轮组转速增大,这会对行星齿轮组中的咬合部件等造成损害。某些时候,还会使MG1产生过量电能。如果转速传感器信号表明转速发生突然变化,HVECU确定MG2转速过大,从而施加制动力以抑制转速,保护行星齿轮组。

如果只有一个驱动轮旋转过快,HVECU通过左右车轮的转速传感器获取它们的速度差,并给制动防滑控制ECU发送指令,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控制

如果驱动轮抓地力正常,那么MG2(驱动轮)转速的变化很小,它们和内燃机之间的速度差也很小,从而达到平衡,这样行里齿轮组的相对转速差最小。

如果驱动轮失去牵引力,MG2的转速就会有很大的变化。在这种情况下,由于转速变化量较小的内燃机无法随MG2转动,相关的整个行星齿轮组的转速增大。

HVECU根据MG2提供的转速传感器信号监视转速突变,来计算驱动轮的打滑量。HVECU根据计算的打滑量通过抑制MG2的旋转来控制制动力。

6.系统主继电器(SMR)的控制

SMR是在接收到HVECU发出的指令后可连接或断开高压电路电源的继电器,共有三个继电器,负极侧有1个,正极侧有2个,一起确保系统正常工作。系统主继电器电路如图3-32所示。

图3-32　系统主继电器电路

1)电源打开。电路连接时,SMR1和SMR3工作;之后,SMR2工作而SMR1关闭。这种方式可以控制流过电阻器的电流,电路中的触点受到保护,避免受到强电流造成的损害。

2)电源关闭。电路断开时,SMR2和SMR3相继关闭。然后,HVECU确认各个继电器是否已经关闭,从而判断SMR2是否卡住。