豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)解析

1、科技論壇豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)解析尚士忠(牡丹江市公共交通集團(tuán)有限責(zé)任公司,黑龍江牡丹江157011豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)的組成見圖1。主要由以下幾部分組成。1混合動(dòng)力系統(tǒng)ECU 的控制根據(jù)請(qǐng)求扭矩、再生制動(dòng)控制和HV 蓄電池的SOC (充電狀態(tài)控制發(fā)電機(jī)(MG1、電動(dòng)機(jī)(MG2和發(fā)動(dòng)機(jī)。具體工作狀態(tài)由擋位、加速踏板踩下角度和車速來(lái)確定?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)ECU 監(jiān)控HV 蓄電池的SOC 和HV 蓄電池的溫度、發(fā)電機(jī)(MG1和電動(dòng)機(jī)(MG2以對(duì)這些項(xiàng)目實(shí)施最優(yōu)控制。車輛處于“空擋(N”擋時(shí),HV ECU 實(shí)施關(guān)閉控制,自動(dòng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)(MG1和電動(dòng)機(jī)(MG2。車輛在陡坡上松

2、開制動(dòng)而啟動(dòng)時(shí),上坡輔助控制可以防止車輛下滑。如果驅(qū)動(dòng)輪在沒有附著力時(shí)空轉(zhuǎn),HV ECU 提供電動(dòng)機(jī)牽引力控制,抑制電動(dòng)機(jī)(MG2旋轉(zhuǎn),進(jìn)而保護(hù)行星齒輪組,同時(shí)防止發(fā)電機(jī)(MG1產(chǎn)生過大的電流。為防止電路電壓過高并保證電路切斷的可靠性,HV ECU 通過三個(gè)繼電器的作用實(shí)施(系統(tǒng)主繼電器SMR 控制來(lái)連接和關(guān)閉高壓電路。2發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 的控制發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 接收HV ECU 發(fā)送的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力,來(lái)控制ETCS-i 系統(tǒng)、燃油噴射量、點(diǎn)火正時(shí)和VVT-i 系統(tǒng)。3變頻器的控制根據(jù)HV ECU 提供的信號(hào),變頻器將HV 蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1、電動(dòng)機(jī)(MG

3、2,同樣也可進(jìn)行逆向過程。此外,變頻器將發(fā)電機(jī)(MG1的交流電提供給電動(dòng)機(jī)(MG2。HV ECU 向變頻器內(nèi)的功率晶體管發(fā)送信號(hào),來(lái)轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)(MG1、電動(dòng)機(jī)(MG2的U、V 和W 相來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1和電動(dòng)機(jī)(MG2。HV ECU 從變頻器接收到過熱、過流或故障電壓信號(hào)后即關(guān)閉。4增壓轉(zhuǎn)換器的控制根據(jù)HV ECU 提供的信號(hào),增壓轉(zhuǎn)換器將額定電壓DC 201.6V 升高到最高電壓DC 500V。發(fā)電機(jī)(MG1或電動(dòng)機(jī)(MG2產(chǎn)生的最高電壓AC 500V 由變頻器轉(zhuǎn)換為直流電,根據(jù)HV ECU 的信號(hào),增壓轉(zhuǎn)換器將直流電降低到DC 201.6V (用于HV 蓄電池。5轉(zhuǎn)換器的控制將額定電壓D

4、C 201.6V 轉(zhuǎn)化為DC 12V,為車身電氣組件供電,并為備用蓄電池充電(DC 12V,轉(zhuǎn)換器將備用蓄電池控制在恒定電壓。6空調(diào)變頻器的控制將HV 蓄電池的額定電壓DC 201.6V 轉(zhuǎn)換為AC 201.6V,為空調(diào)系統(tǒng)的電動(dòng)變頻壓縮機(jī)供電。7發(fā)電機(jī)(MG1和電動(dòng)機(jī)(MG2的控制發(fā)電機(jī)(MG1由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生高壓(最高電壓AC 500V,操作電動(dòng)機(jī)(MG2并為HV 蓄電池充電。另外,它作為啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)電機(jī)(MG1或HV 蓄電池供電驅(qū)動(dòng),產(chǎn)生車輛動(dòng)力。加速踏板未被踩下時(shí),它產(chǎn)生電能為HV 蓄電池再次充電(再生制動(dòng)控制。傳感器(解角傳感器檢測(cè)到發(fā)電機(jī)(MG1、電動(dòng)機(jī)(MG2的轉(zhuǎn)速

5、和位置并將信號(hào)輸出到HV ECU。電動(dòng)機(jī)(MG2上的溫度傳感器檢測(cè)溫度,并將溫度信號(hào)發(fā)送到HV ECU。8制動(dòng)防滑控制ECU 的控制制動(dòng)時(shí),制動(dòng)防滑控制ECU 計(jì)算所需的再生制動(dòng)力并將信號(hào)發(fā)送到HV ECU。一接收到信號(hào),HV ECU 立刻將實(shí)際的再生制動(dòng)控制數(shù)據(jù)發(fā)送到制動(dòng)防滑控制ECU。根據(jù)這個(gè)結(jié)果,制動(dòng)防滑控制ECU 計(jì)算并執(zhí)行所需的液壓制動(dòng)力。9蓄電池ECU 的控制蓄電池ECU 實(shí)施監(jiān)視控制,監(jiān)視HV 蓄電池和冷卻風(fēng)扇控制的狀態(tài),使HV 蓄電池保持在預(yù)定的溫度。這樣,對(duì)這些組件實(shí)施最優(yōu)控制。10換擋的控制HV ECU 根據(jù)擋位傳感器提供的信號(hào)檢測(cè)擋位(“R”、“N”、“D”或“B”,控制

6、發(fā)電機(jī)(MG1、電動(dòng)機(jī)(MG2和發(fā)動(dòng)機(jī),調(diào)整車輛行駛狀態(tài)以適應(yīng)所選擋位。變速器控制ECU 通過HV ECU 提供的信號(hào)檢測(cè)駕駛員是否按下駐車開關(guān)。然后,它操作換擋控制執(zhí)行器,通過機(jī)械機(jī)構(gòu)鎖止變速驅(qū)動(dòng)橋。11碰撞時(shí)的控制發(fā)生碰撞時(shí),如果HV ECU 收到空氣囊傳感器總成發(fā)出的空氣囊張開信號(hào),或變頻器中斷路器傳感器發(fā)出的執(zhí)行信號(hào),則關(guān)閉SMR (系統(tǒng)主繼電器以切斷整個(gè)電源。12電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的控制儀表板上的EV 模式開關(guān)被駕駛員手動(dòng)打開時(shí),如果所需條件滿足,則HV ECU 使車輛只由電動(dòng)機(jī)(MG2驅(qū)動(dòng)運(yùn)行。13巡航控制系統(tǒng)操作的控制HV ECU 中的巡航控制ECU 收到巡航控制開關(guān)信號(hào)時(shí),按照駕駛

7、員的要求,將發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)(MG1和電動(dòng)機(jī)(MG2的動(dòng)力調(diào)節(jié)到最佳的組合,獲得目標(biāo)車速。14指示燈和警告燈點(diǎn)亮的控制使燈點(diǎn)亮或閃爍,通知駕駛員車輛狀態(tài)或系統(tǒng)故障。15診斷HV ECU 檢測(cè)到故障時(shí),進(jìn)行診斷并存儲(chǔ)故障的相應(yīng)數(shù)據(jù)。16安全保護(hù)HV ECU 檢測(cè)到故障時(shí),HV ECU 根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)停止或控制執(zhí)行器和ECU。摘要:豐田公司于1997年開始銷售普銳斯混合動(dòng)力汽車,為5座小型轎車。它是世界上第一款大批量生產(chǎn)的商業(yè)用途的混合動(dòng)力車型。本文介紹豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),工作過程。關(guān)鍵詞:混合動(dòng)力汽車;控制系統(tǒng);ECU 圖1HV 控制系統(tǒng)原理127·· 豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)解析作者:尚士忠作者單位:牡丹江市公共交通集團(tuán)有限責(zé)任公司,黑龍江 牡丹江,157011刊名:黑龍江科技