任务3 荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修

项目三混合动力汽车控制系统构造与检修PART031.了解荣威E550混合动力汽车控制系统组成及特点。2.掌握荣威E550混合动力汽车控制系统组成部件的作用、结构及原理。3.了解荣威E550混合动力汽车控制系统控制策略。4.掌握荣威E550混合动力汽车控制系统检修内容和检修方法。5.能按照操作规范完成荣威E550混合动力汽车相关控制系统的拆装及检修。任务目标一、荣威E550混合动力汽车控制系统组成荣威E550控制系统由混合动力控制单元、发动机控制单元、电力电子箱、ABS/DSC的ECU、车身控制器、换挡控制单元、电子助力转向控制单元、电子驻车控制器、停车距离控制单元、电池管理器、高压电力分配单元、SRSECU、低压电源管理模块、加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、车速传感器、挡位传感器、安全气囊传感器、力矩传感器以及低压辅助电源等组成。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修1.混合动力控制单元（HCU）荣威E550混合动力汽车的混合动力控制单元位于车身顶部前侧板。它的混合动力控制单元主要用于协调控制动力系统。混动控制系统能够根据踏板信号和挡位状态解释驾驶员的驾驶意图，依据动力系统部件状态协调动力系统输出动力。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修2.发动机控制单元（ECU）发动机管理系统用来控制发动机工作的各个方面，它从各种传感器接收输入，并计算分析确定输出，包括传送给燃烧室的燃油量、点火时间和供气控制等，其控制的目的是：提高动力性、降低油耗、减少排气污染。发动机控制单元是发动机管理系统的控制中心。它不断监测来自各个传感器的信息，并控制影响车辆性能的各个系统，还执行系统诊断功能。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修3.电力电子箱（PEB）荣威E550的电力电子箱位于前机舱的左侧。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修电力电子箱是控制TM电机和ISG电机的电器组件，它在高速CAN上与混合动力控制单元、组合仪表、车身控制器、高压电池管理系统、低压电源管理单元、电力电子箱等控制器通信。软件接收HCU的转矩命令以控制ISG电机和TM电机，同时电力电子箱控制器带有自诊断功能，确保系统安全运行。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修4.ABS/DSC的ECUABSECU接收轮速传感器的信号，当检测到某个车轮发生抱死或者处于抱死的临界时，ABSECU就会发出相应的指令控制制动压力调节器的进出液阀的工作作态，控制轮缸保持恰当的制动压力，使车轮抱死的情况得到解决或者防止出现车轮抱死的情况，充分发挥车辆的制动能力。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修DSCECU根据接收到的转向角度传感器和偏航传感器的信号，检测到驾驶员的实际驾驶意图和车辆的实际情况，判断出车辆可能会发生的危险状态，然后DSCECU发出相关指令对车轮制动力进行控制，若有必要DSCECU也会发出指令要求对发动机以及变速器挡位进行干预，防止车辆出现过度或不足转向，并能防止侧滑的发生，最终把车辆调整到最佳行驶状态，避免危险发生。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修5.车身控制模块（BCM）车身控制模块是车辆的电气核心。用于监视和控制与车身（例如车灯、车窗、门锁）相关的功能并像CAN和LIN网络的网关那样工作。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修6.换挡器控制单元（SCU）换挡器控制单元是换挡器的核心部件，其主要作用对锁止电磁阀进行故障监测。锁止电磁阀完全受混合动力控制单元控制，换挡器控制单元根据CAN总线上的“电磁阀控制信号”来控制锁止电磁阀的输出，同时换挡器将锁止电磁阀的状态信息反馈给混合动力控制单元，SCU可以对锁止电磁阀进行故障监测。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修7.电动助力转向控制单元(EPS)电动助力转向控制单元是电子助力转向系统的核心，其功能是接受力矩传感器信号和车速传感器信号，并进行逻辑分析与计算后得出相应的控制结论，发出相应控制指令，控制电动机动作。此外，ECU还有安全保护和自我诊断功能。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修8.电子驻车控制器电子驻车控制器是电子驻车制动系统的核心部件，其安装在中央控制台的下面，通过一个线束插接件与车身线束相连接。电子驻车制动器根据制动开关和车身控制模块相关信息，判断汽车现在的工作状态，控制电子驻车制动系统的电机工作，从而保证车辆处于坡道上时的安全。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修9.停车距离控制单元（PDCECU）停车距离控制单元位于左侧行李舱装饰板后面，通过LIN总线将PDC与BCM连接。当车辆挂到倒车档时，PDCECU使用超声波传感器监控后保险杆周围的区域，如果监控区域内检测到物体，仪表组件内的声音报警装置就会发出声音警告。系统能够探测到比较坚硬的固体障碍物同时也能探测到铁丝栅栏之类的物体，PDCECU可以自动控制停车，无须驾驶员干预。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修10.电池管理控制器（BMS）荣威E550的电池管理控制器位于高压电池包上，其主要作用是汇总高压电池包内部控制器采集的电池信息，通过一定的控制策略，向整车控制器提供电池运行状态的信息，响应整车高压回路通断命令，实现对电池的充放电和热管理。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修11.高压电力分配单元（EDSModule）荣威E550的高压电力分配单元相当于其他混合动力汽车上的高压配电装置，其通过不同高压继电器的通断，实现各个高压回路的通断。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修12.SRSECUSRSECU是SRS的核心，它能够接收碰撞传感器的信号，并根据信号判定汽车是否发生碰撞，若传感器监测到的碰撞足够严重，SRSECU就给气囊模块和座椅安全带预张紧器发出一个点火信号，触发气体发生器产生大量的气体，使气囊膨胀。膨胀的气囊从座椅蒙皮中弹出，同样，头部安全气帘模块触发，气囊从车门上方的内饰板中弹出，以保证乘员的头部不受损伤。充分膨胀后的气囊会释放掉多余的气体，以减轻乘员受到损伤的程度。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修13.低压电源管理模块（PMU）通过传感器采集蓄电池电压、电流、温度信息，对蓄电池状态进行计算，并且获得整车的用电器工作状态和DC/DC转换器工作状态，实现整车供电系统对蓄电池的动态电量平衡、节能模式、智能充电等功能。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修14.加速踏板位置感器荣威E550的加速踏板位置传感器采用的是双滑动电阻式，其安装在制动踏板轴的一端。这种传感器有6个针脚，每3个针脚形成一个完整的线路，两个电阻器分别布置在两个线路中，形成两个信号，一个是信号1，一个是信号2。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修15.制动踏板位置传感器荣威E550制动踏板位置传感器是霍尔效应制动开关，其位于制动踏板支架上。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修制动灯开关提供两种制动踏板状态输出：一是连接到ABSECU；二是连接到巡航控制系统、自动变速器ECU及用于自动变速器换挡的内部锁止ECU。如果制动开关失效，将可能出现以下两种情况的一种或两种：一是巡航失效，二是制动灯不亮。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修16.挡位传感器荣威E550的挡位信号是使用EDU上的1个拨叉位置传感器检测的，其安装在EDU内部的阀体总成上，用来检测拨叉位置。这种传感器是一种永磁式线性非接触传感器，由磁铁和绕组组成，磁铁是装在拨叉上。当安装在拨叉上的磁铁随着拨叉执行换挡动作而运动时，用来感应该磁铁的传感器所产生的PWM信号的占空比会随磁铁位置的变化而增大或减小，信号正常时，占空比工作范围应为10%～90%。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修17.力矩传感器荣威E550的力矩传感器是集成在转向管柱内部，其功能是测量驾驶员作用在转向盘上的力矩大小与方向，以及转向盘转角的大小和方向，它是电动助力转向系统的控制基本信号。目前采用较多的是在转向轴位置加一扭杆，通过测量扭杆的变形得到力矩，另外也有采用非接触式力矩传感器。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修18.车速传感器荣威E550的车速传感器是指电驱动变速器的输出转速，其安装在电驱动变速器总成差速器壳体上，用来检测变速器输出轴的转速。它是一个霍尔式传感器，利用霍尔效应检测信号，当目标轮开始转动时，速度传感器开始产生一连串的脉冲信号，脉冲的个数将随着车速增加而增加，速度传感器的脉冲信号频率随检测部件转速的增加而增加，但占空比在任何速度下保持恒定不变。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修19.安全气囊传感器安全气囊是汽车的被动安全装置，其可以在发生碰撞时保护车上的驾乘人员，避免或减轻驾乘人员所受伤害。碰撞传感器是安全气囊的安全气囊传感器，而且是气囊工作的关键部件，其主要作用是检测碰撞信号，并传给气囊ECU，作为ECU判断是否需要发出点火信号的依据。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修20.低压辅助电源荣威E550混合动力汽车低压辅助电源采用12V的低压铅酸蓄电池，其位于前机舱内。低压蓄电池作为整车电子设备低压电的来源，为保证整车低压系统的正常运行，整车设计应尽量保证低压蓄电池不会亏电，故在传统的设计上增加了低压电源管理系统。通过传感器采集蓄电池电压、电流、温度信息，对蓄电池状态进行计算，并且获得整车的用电器工作状态和DC/DC转换器的工作状态，实现整车供电系统对蓄电池的动态电量平衡、节能模式、智能充电等功能。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修（1）动态电量平衡动态电量平衡是指在用电器全开情况下，由低压电源管理系统发出电源风险等级信号，部分舒适性用电器收到信号后，根据等级自动降低部分功率，使供电和用电达到平衡，实现动态的电量平衡。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修（2）节能模式节能模式，对于传统车而言，发电机输出的电压是固定值，一般在14.5V左右。对于混合动力汽车而言，低压电源管理系统具有的节能模式，能够在蓄电池电量较足、不需要继续充电的情况下，通过将DC/DC转换器的供电电压降到13V左右，降低整车供电电压，从而可以降低部分用电器工作电流和功率；蓄电池充电电流几乎为零，对于DC/DC转换器而言，供电的功率也会降低。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修（3）智能充电模式智能充电模式，是指给蓄电池的充电电压会根据蓄电池的状态不同而变化，例如蓄电池电量较低时，为了保证下次顺利起动和供电电压的平稳，会适当提高充电电压，加快充电进行。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修二、荣威E550混合动力汽车控制策略（一）电辅助式控制策略①电池SOC状态大于允许的最低SOC值时，且车辆转矩需求适中情况下，进入纯电驱动模式，油耗和排放都为0。②电池SOC状态小于允许的最低SOC值时，且车辆所需转矩较低情况下，进入串联驱动模式。发动机工作，通过ISG电机发电，TM电机独立驱动车辆。③当车辆转矩需求较大情况下，进入并联驱动模式。④车辆滑行制动和踩下制动踏板制动情况下，可进行能量回收模式。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修⑤行车中，电池电量过低，车速与转矩需求不高时，进行行车充电模式。⑥行车中，车速与转矩需求在一定范围内，进入发动机驱动模式。⑦车辆处于静止状态，电池电量较低（等红灯、拥堵等），进入怠速充电模式。⑧车辆处于熄火状态，利用外接电源为电池补充电量。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修（二）SOC转矩平衡式控制策略①当加速踏板踩下时发动机和电机的功率按照一定比例同时增加，以满足驾驶员的高功率需求。②电机功率一直增加到其最大值，然后起动发动机以提供补充动力。③发动机被控制在低油耗区稳定运行，而由电机来提供所需的补充功率。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修（三）自适应控制策略如图所示，图形中的黑实线代表发动机的最大转矩线，图形中的每一个椭圆形区域，表示当发动机转矩和转速在这个区域时，相应的值是最优的。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修自适应控制策略是在原驱动条件的基础上动态调整自己的工作模式以适应车辆对车速和转矩的需求，控制系统由用户自定义燃油经济性和排放目标，对于每一个操作点，自适应控制策略都把电机和发动机的转矩联合起来定义优化操作点。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修（四）模糊逻辑控制策略这种控制策略中将发动机的转矩需求和电池SOC状态作为两个输入，运用模糊逻辑控制来进行优化，然后得到发动机的最优工作点，然后再由车辆的转矩需求减去发动机实际提供的转矩就可以得到需要电机发出的转矩了。在汽车的整个运行中，主要分为起步、加速、匀速行驶、减速和怠速几个工况，而各个不同的并联式混合动力电动汽车的结构也是不同的，它们的发动机功率、电机功率、电池的SOC状态都是各不相同的，运用模糊逻辑控制可以覆盖整个过程，它可以将汽车的能量请求合理地分配给各个能量源。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修三、荣威E550混合动力汽车控制系统检修（一）高压配电盒检修1.基本检查①佩戴高压绝缘手套，目视检查高压配电箱外观是否有破损。②检查各插接器连接是否可靠，线束是否有破损，若发现有破损或者是异常状况应立即停止使用车辆，并将车辆移至厂家指定维修站点。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修2.电气检测（1）检查接触器电源供电断开整车低压连接器，点火开关置于ON挡，选用万用表合适挡位，测量1号针脚和2号针脚之间电压值，标准值为12V。（2）检查高压互锁信号点火开关置于OFF挡，用万用表测量低压连接器6号针脚和9号针脚之间的电阻值，标准电阻值应小于1Ω。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修（二）电力电子箱的检修1.基本检查电力电子箱外观检查①打开前机舱盖，佩戴高压绝缘手套，目视检查电力电子箱外观是否有破损。②检查各插接器连接是否可靠，线束是否有破损，若发现有破损或者是异常状况应立即停止车辆使用，并将车辆移至厂家指定维修站点。任务3荣威E550混合动力汽车控制系统构造与检修2.电气检测（1）检查动力蓄电池电压（2）电机