丰田普锐斯混合动力汽车控制系统解析

1、科技论坛丰田普锐斯混合动力汽车控制系统解析尚士忠(牡丹江市公共交通集团有限责任公司,黑龙江牡丹江157011丰田普锐斯混合动力汽车混合动力汽车控制系统的组成见图1。主要由以下几部分组成。1混合动力系统ECU 的控制根据请求扭矩、再生制动控制和HV 蓄电池的SOC (充电状态控制发电机(MG1、电动机(MG2和发动机。具体工作状态由挡位、加速踏板踩下角度和车速来确定。混合动力系统ECU 监控HV 蓄电池的SOC 和HV 蓄电池的温度、发电机(MG1和电动机(MG2以对这些项目实施最优控制。车辆处于“空挡(N”挡时,HV ECU 实施关闭控制,自动关闭发电机(MG1和电动机(MG2。车辆在陡坡上松

2、开制动而启动时,上坡辅助控制可以防止车辆下滑。如果驱动轮在没有附着力时空转,HV ECU 提供电动机牵引力控制,抑制电动机(MG2旋转,进而保护行星齿轮组,同时防止发电机(MG1产生过大的电流。为防止电路电压过高并保证电路切断的可靠性,HV ECU 通过三个继电器的作用实施(系统主继电器SMR 控制来连接和关闭高压电路。2发动机ECU 的控制发动机ECU 接收HV ECU 发送的目标发动机转速和所需的发动机动力,来控制ETCS-i 系统、燃油喷射量、点火正时和VVT-i 系统。3变频器的控制根据HV ECU 提供的信号,变频器将HV 蓄电池的直流电转换为交流电来驱动发电机(MG1、电动机(MG

3、2,同样也可进行逆向过程。此外,变频器将发电机(MG1的交流电提供给电动机(MG2。HV ECU 向变频器内的功率晶体管发送信号,来转换发电机(MG1、电动机(MG2的U、V 和W 相来驱动发电机(MG1和电动机(MG2。HV ECU 从变频器接收到过热、过流或故障电压信号后即关闭。4增压转换器的控制根据HV ECU 提供的信号,增压转换器将额定电压DC 201.6V 升高到最高电压DC 500V。发电机(MG1或电动机(MG2产生的最高电压AC 500V 由变频器转换为直流电,根据HV ECU 的信号,增压转换器将直流电降低到DC 201.6V (用于HV 蓄电池。5转换器的控制将额定电压D

4、C 201.6V 转化为DC 12V,为车身电气组件供电,并为备用蓄电池充电(DC 12V,转换器将备用蓄电池控制在恒定电压。6空调变频器的控制将HV 蓄电池的额定电压DC 201.6V 转换为AC 201.6V,为空调系统的电动变频压缩机供电。7发电机(MG1和电动机(MG2的控制发电机(MG1由发动机带动旋转,产生高压(最高电压AC 500V,操作电动机(MG2并为HV 蓄电池充电。另外,它作为启动机启动发动机。发电机(MG1或HV 蓄电池供电驱动,产生车辆动力。加速踏板未被踩下时,它产生电能为HV 蓄电池再次充电(再生制动控制。传感器(解角传感器检测到发电机(MG1、电动机(MG2的转速

5、和位置并将信号输出到HV ECU。电动机(MG2上的温度传感器检测温度,并将温度信号发送到HV ECU。8制动防滑控制ECU 的控制制动时,制动防滑控制ECU 计算所需的再生制动力并将信号发送到HV ECU。一接收到信号,HV ECU 立刻将实际的再生制动控制数据发送到制动防滑控制ECU。根据这个结果,制动防滑控制ECU 计算并执行所需的液压制动力。9蓄电池ECU 的控制蓄电池ECU 实施监视控制,监视HV 蓄电池和冷却风扇控制的状态,使HV 蓄电池保持在预定的温度。这样,对这些组件实施最优控制。10换挡的控制HV ECU 根据挡位传感器提供的信号检测挡位(“R”、“N”、“D”或“B”,控制

6、发电机(MG1、电动机(MG2和发动机,调整车辆行驶状态以适应所选挡位。变速器控制ECU 通过HV ECU 提供的信号检测驾驶员是否按下驻车开关。然后,它操作换挡控制执行器,通过机械机构锁止变速驱动桥。11碰撞时的控制发生碰撞时,如果HV ECU 收到空气囊传感器总成发出的空气囊张开信号,或变频器中断路器传感器发出的执行信号,则关闭SMR (系统主继电器以切断整个电源。12电动机驱动模式的控制仪表板上的EV 模式开关被驾驶员手动打开时,如果所需条件满足,则HV ECU 使车辆只由电动机(MG2驱动运行。13巡航控制系统操作的控制HV ECU 中的巡航控制ECU 收到巡航控制开关信号时,按照驾驶

7、员的要求,将发动机、发电机(MG1和电动机(MG2的动力调节到最佳的组合,获得目标车速。14指示灯和警告灯点亮的控制使灯点亮或闪烁,通知驾驶员车辆状态或系统故障。15诊断HV ECU 检测到故障时,进行诊断并存储故障的相应数据。16安全保护HV ECU 检测到故障时,HV ECU 根据存储在存储器中的数据停止或控制执行器和ECU。摘要:丰田公司于1997年开始销售普锐斯混合动力汽车,为5座小型轿车。它是世界上第一款大批量生产的商业用途的混合动力车型。本文介绍丰田普锐斯混合动力汽车混合动力汽车控制系统的结构特点,工作过程。关键词:混合动力汽车;控制系统;ECU 图1HV 控制系统原理127·· 丰田普锐斯混合动力汽车控制系统解析作者:尚士忠作者单位:牡丹江市公共交通集团有限责任公司,黑龙江 牡丹江,157011刊名:黑龙江科技