经济型混合动力系统THS.doc

经济型混合动力系统THS-M的蓄电池与计算机中图分类号：U463.23 文献标识码：B 文章编号：1003-8639（2005）04-0056-041 36V蓄电池简介混合动力系统THS-M采用了36V密封型铅蓄电池，为顺利完成M/G的起动与减速时能量的回收，协作厂专门开发了具有良好输入输出特性、小型轻巧、长寿命的蓄电池。为了减少部件在车辆上的占用空间，将36V蓄电池与部件用12V蓄电池集中布置在蓄电池箱中，如图1所示。36V的密封型铅蓄电池是由18个单电池串联而成的，每个单电池的额定电压为2V，如图2所示。为确保操作时安全，在蓄电池的接线盒上设有维修插头。维修插头的作用是：拔下维修插头就可以断开36V电源的电路，如图3所示。在检查与维修时，先要断开（OFF）点火开关，再拔下维修插头。装回维修手头要在所有的接线已完成、12V蓄电池的负端子已装好后才能进行。从图3中还可以看出，在蓄电池的接线盒中，设有36V电源电路的主熔断器。蓄电池系统具有多项显示功能，其表示出了36V蓄电池的状态，如图4所示。通常用4档显示充电状态（SOC），在接通(ON)空调等时，所要求的SOC值较高，显示值相对较低。在SOC值较低时，报警灯的下侧闪亮，这时禁止怠速停机;在36V蓄电池复原之后，又恢复到原来的显示，约需要5-15min。上侧闪亮时，是在怠速停机较长，当36V蓄电池的温度升高及下降时，蓄电池正处在控制充电的过程中，这时禁止怠速停机，需要行驶一定时间再加以充电。这一过程需要1560min。在36V蓄电池与逆变器组件之间，逆变器组件与M/G之间，设有36V电源相连的电缆（参照汽车电器2005年第3期P56丰田皇冠经济型混合动力系统THS-M一文中图1）。为了与其它部件用的12V电缆相区别，36V电缆的颜色为金黄色。2 M-HV控制计算机简介内装逆变器组件的M-HV控制计算机布置在发动机舱内，其与发动机控制计算机及侧滑控制计算机进行通讯，对经济型混合动力系统实施最佳控制。控制实施的方框图如图5所示。2.1M-HV控制计算机包括M-HV控制计算机在内的系统结构如图6所示，其功能如表1所示。表1 M-HV控制计算机系统功能表输入功能转速传感器检测M/G的转子位置、对电动机的输出实施最佳控制M/G温度传感器测定M/G的定子温度、检测有无异常36V蓄电池电流传感器测定36V蓄电池的电压、电流与温度，将蓄电池的电荷量控制在最佳值36V蓄电池电压36V蓄电池温度传感器12V蓄电池温度传感器测定12V蓄电池的温度，对斩波器发出最佳充电电压的指令逆变器为使M/G最佳驱动与充电，对逆变器的输出加以控制斩波器将36V电压变换成12V;对12V电压加以控制，使之与12V蓄电池的电压相应电磁离合器继电器控制电磁离合器的通断12V起动机继电器在M/G逆变器出现异常时，控制12V起动机AT电动油泵继电器通断AT油泵的电源AT电动油泵继电器控制器将AT油泵的输出控制在最佳值充电报警灯（仪表）在经济型混合动力系统出现异常时充电报警2.1.1怠速停机表2所示的怠速停机控制条件全部具备时，将实施怠速停机控制。在欲停止发动机时，通过控制节气门与M/G，就可以实现平顺地停机。在怠速停机的控制过程中，怠速停机指示灯这灯的同时，多项显示器可以显示车辆的信息。即使怠速停机控制条件全部具备，为了要实施表3所示的控制，有时要禁止怠速停机。2.1.2发动机的起动通过驾驶员的操纵，可以自动地起动发动机。此外，为了确保安全，有时M-HV控制计算机自动地再起动发动机。发动机的起动条件如表4所示。表2 怠速停机控制条件项目控制条件通用项油门开度0变速杆调整后1s门灯、发动机罩驾驶员车门、发动机舱开关关闭车速0km/h发动机转速低于1000r/min爬坡、倾斜判定爬坡坡度在8之内1）车辆左右的斜度右侧低不大于20点火开关接通后超过5s发动机水温25105外部气温高于-25空调ON时的车内温度20-36AT温度25-10536V蓄电池的充电状态值高于602）36V蓄电池的温度-1075PS泵的负荷低于0.9MPa发动机控制计算机系统正常侧滑控制计算机系统正常且不是正在进行ABS、TRC、VSC等控制M-HV控制计算机系统正常D档(OD ON)转向角度90上次起动后超过5s车速变化过程高于2km/h3）制动踏板ON制动主油压高于0.55 MPaP、N档上次起动后超过20s从D档开始变速之后超过2s表3 禁止怠速停机的原因项目原因发动机学习控制发动机控制计算机正在学习炭罐净化增加炭罐净化时，因为是用发动机来吸引的，所以禁止怠速停机36V蓄电池在长时间进行怠速停机方式行车时，或者1-3个月间一次的程度时，为了使36V蓄电池充满电，禁止1h左右的怠速停机2.1.3起步时当怠速停机时、在松开制动踏板的同时、当M/G的转速升高到怠速左右时，踏下制动踏板就可以起动发动机，如图7所示。此外，从自动解除（OFF）开始延迟一定时间后也可以起动发动机。这时各部件的作用是：发动机被驱动;M/G驱动作用;电磁离合器接合。2.1.4通常行驶时通常行驶时，是将发动机的输出传递给驱动车轮来实现行车的，如图8所示。由M-HV控制计算机对用以回收的36V蓄电池实施最佳控制。当SOC较低时，发动机驱动M/G发电。这时各部件的作用是：发动机驱动;M/G被驱动;电磁离合器接合。2.1.5制动（能量回收）时制动时，车轮驱动M/G进行回收发电，电能储存在36V蓄电池中，如图9所示。这时，并不进行与油压制动器的协调控制，能量回收是在制动时断油与锁止离合器接合的过程中进行的。这时各部件的作用是：发动机驱动;M/G被驱动;电磁离合器接合。表4发动机的起动条件起动条件驾驶员操作D档制动器主油压低于0.4MPa制动器踏板OFF油门ONP、N档P、N档之外的操作过0.2s1)点火开关ST ON时安全性M-HV控制计算机系统异常时36V蓄电池蓄电池电荷量下降时车速超过2.8km/h时2)制动器负压增压器内负压降低时3)注：1）在制动器OFF或油门ON状况下变速时，禁止起动。此时应在制动器ON状况下或者OFF状况下起动。在R档操纵时，在怠速停机时间短于5s时，应等0.5s后起动。 2）在坡路等处行车时。 3）在P、N档可以保持车辆停止的负压下，或者降低到以D档行车中可以停止的负压下时，起动发动机。2.1.6驱动电机类部件时（怠速停机时）在怠速停机时，如需要驱动空调压缩机、水泵、动力转向泵，则断开（OFF）电磁离合器，利用M/G来驱动电机类部件，如图10所示。这时各部件的作用是：发动机停止;M/G驱动;电磁离合器释放。2.2充电控制充电控制的含义是：M-HV控制计算机在维持36V蓄电池具有适当SOC值，同时还具有下列的控制功能：在36V蓄电池出现异常时，仍能保证安全。2.2.1控制充电状态（SOC）控制充电状态是指：在怠速停机时使蓄电池放电，在行车时使其充电，在减速时