丰田混合动力内部培训资料

混合动力控制系统的诊断

客户服务部技术科技术室丰田混合动力内部培训资料2丰田混合动力内部培训资料

目录一、混合动力系统的概述二、混合动力系统的结构三、故障诊断分析四、混合动力车辆的注意事项3丰田混合动力内部培训资料什么是混合动力车辆？一、混合动力系统的概述4丰田混合动力内部培训资料

减少二氧化碳的排放以防止全球变暖是一个全球性问题。公司一直致力于混合动力车辆的研发并力求解决此问题，以期获得常规车辆两倍的燃油经济性。混合动力车辆结合使用两种能源（如发动机和电动马达），以利用各能源的优势，同时又弥补了其不足。从而实现高效工作。与现存的纯电力车辆不同，混合动力车辆不需要外部充电。因此，也无需专门的设施用于混合动力车辆。什么是混合动力车辆？一、混合动力系统的概述5丰田混合动力内部培训资料什么是混合动力车辆?混合动力系统的特点4大功能混合动力系统怠速停止制动再生利用马达辅助EV行驶6丰田混合动力内部培训资料

凯美瑞混合动力车辆为混联式混合动力系统，具有串联式和并联式系统的双重功能。•此系统具有两个马达发电机（MG1和MG2）。MG1利用发动机动力发电。产生的电能用于为HV蓄电池充电，和/或为MG2提供动力。二、混合动力系统的结构7丰田混合动力内部培训资料组件功能

传动桥动力分配行星齿轮机构•切换和分配来自不同电源的速度、旋转方向和扭矩。例如，其将发动机的动力分为2个路径。其中一路分配给车轮以驱动车辆，而另一路则分配给MG1以发电。MG2•主要用于补充发动机动力以提高驾驶性能。•减速时，通过再生制动发电。MG1•主要通过使用发动机输出的动力发电。•用作起动机以起动发动机。HV蓄电池HV蓄电池•存储MG1和MG2发的电。•驱动MG1/MG2时，为PCU提供电能。系统主继电器(SMR)•根据来自HVECU的信号连接或切断高压电源电路。维修塞•拆下维修塞把手即切断HV蓄电池的高压电源电路。下表介绍了各组件的主要功能。组件概述8丰田混合动力内部培训资料组件功能动力控制单元(PCU)各逆变器•将来自增压转换器的直流电转换为三相交流电以驱动MG1和MG2。•相反地，将来自MG1和MG2的交流电转换为直流电。增压转换器•将HV蓄电池的电压从244.8V增大至650V（最大）。•降低MG1和MG2发电的电压以为HV蓄电池充电。DC-DC转换器•将244.8V直流电降为14V直流电以为辅助蓄电池充电，并为辅助系统提供动力。（相当于常规车辆的交流发电机的功能。）控制ECUHVECU•存储MG1和MG2发的电。•驱动MG1/MG2时，为PCU提供电能。蓄电池ECU•检测HV蓄电池的温度、电压和电流，然后将此信息传输至HV

ECU。•检测到车辆高压电路绝缘电阻降低。ECM/发动机ECU•控制发动机以响应来自HVECU的所需发动机输出功率。防滑控制ECU•制动时要求HVECU进行再生制动。•进行制动系统控制以实现如ABS、TRC和VSC的功能。9丰田混合动力内部培训资料混合动力传动桥概要混合动力传动桥主要由下列组件构成MG2动力分配行星齿轮油泵(机械型)MG1主减速从动齿轮中间轴齿轮差速器小齿轮传动桥减震器主减速驱动齿轮马达减速行星齿轮P410混合动力传动桥组合齿轮单元10丰田混合动力内部培训资料混合动力传动桥MG1电机行星齿轮机构MG2电机11丰田混合动力内部培训资料混合动力传动桥减速齿轮机构12丰田混合动力内部培训资料带转换器的变频器总成变频器

(DCAC)带转换器的变频器总成HV电池

(DC244.8V)带马达的压缩机总成传动桥电池模块辅助电池增压转换器

(DC244.8VDC650V[max.])DC/DC转换器

[辅助电池]

(DC244.8VDC14V)forMG2forMG1MG2MG1SMRDC244.8VMGECU动力管理控制ECU(HVCPU)13丰田混合动力内部培训资料变频器总成系统电路变频器总成THSECUHV电池MGECU增压转换器IPM(IGBT)反应器MG1变频器IPM(IGBT)MG2至DC-DC转换器

至A/C变频器14丰田混合动力内部培训资料高电压线束系统图HV电池增压转换器MG1变频器带转换器的变频器总成MG2变频器辅助电池带马达的压缩机总成(带变频器)Max.DC650VDC244.8VDC14V混合动力传动桥ACACDC-DC转换器For辅助电池DC244.8V15丰田混合动力内部培训资料HV电池总成组件HV电池

(电池模块)

电池智能单元服务插销连接器HV接线盒总成HV电池冷却风扇(无电刷)16丰田混合动力内部培训资料HV电池总成HV电池(电池模块)6单元(7.2V)x34模块=DC244.8V电池模块(6cell=7.2V)单元(1.2V)34电池模块+--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--+HV接线盒总成服务插销34电池模块17丰田混合动力内部培训资料HV电池总成电池温度传感器电池温度传感器电池温度传感器安装在HV电池上部3个部位18丰田混合动力内部培训资料HV蓄电池控制蓄电池(HV)ECU进行[1]SOC控制、[2]蓄电池冷却风扇控制、[3]绝缘异常检测。HV蓄电池控制19丰田混合动力内部培训资料HV蓄电池控制20丰田混合动力内部培训资料HV电池总成1）HV电池(电池模块)SOC(充电状况)指示HV电池的充电状况充电过度范围放电过度范围SOC的充电举例SOC控制上限SOC控制下限目标SOCSOC时间充电放电21丰田混合动力内部培训资料SOC*控制•HV蓄电池经过反复的充电/放电循环，在加速过程中放电，在减速过程中由再生制动充电。•蓄电池(HV)ECU始终根据计算出的充电/放电级进行充电/放电控制，以使SOC保持接近目标水平。（请参见下面的示例。）•SOC的控制目标值约为60%。最大值约为80%（通常控制上限约为75%），最小值约为20%（通常控制下限约为30%）。HV电池总成22丰田混合动力内部培训资料[1]SOC计算如下所示，根据HV蓄电池电流、HV蓄电池电压和HV蓄电池温度计算SOC。HV电池总成23丰田混合动力内部培训资料[2]根据蓄电池单元计算SOC•蓄电池ECU可根据蓄电池单元（1个单元包含2个模块）计算SOC，并在不同蓄电池单元的SOC之间有差别时设定DTC。•各单元的电压和ΔSOC也可通过智能检测仪的ECU数据表查看。HV电池总成24丰田混合动力内部培训资料HV电池总成25丰田混合动力内部培训资料•SOC显示在能源监视器上。•SOC显示根据车型的不同而不同。SOC值的显示如下示例所示（8格显示）。•SOC显示使用时滞以防止因蓄电池充电级别改变导致充电级棒图闪烁。•因此，由于时滞影响，SOC在IG切换至OFF前后的显示可能不同。（例如SOC级别为56%时：IG切换至OFF前显示6格⇒IG再次切换至ON后显示5格）[3]SOC显示（能源监视器）26丰田混合动力内部培训资料•蓄电池ECU通过检查HV蓄电池温度并在温度升高时适当控制冷却风扇，将HV蓄电池温度控制在适当水平。•HV蓄电池安装在车内，因此车辆静止时使冷却风扇高速运转将产生很大噪音。•因此，蓄电池ECU控制冷却风扇的转速，将噪音降低至最低级别。[1]冷却风扇转速控制蓄电池ECU适当控制冷却风扇转速。控制方式根据车型的不同而不同。<2>HV蓄电池冷却风扇控制27丰田混合动力内部培训资料<3>检测绝缘电阻变小•为安全起见，混合动力车辆高压电路与车身搭铁绝缘。•内置于蓄电池ECU（蓄电池智能单元）的“漏电检测电路”持续监视高压电路和车身搭铁之间的绝缘电阻保持不变。•如果绝缘电阻降至低于规定级别，则存储一个DTC（高压绝缘异常），且利用组合仪表显示（警告灯，如主警告灯亮起）将异常告知驾驶员。28丰田混合动力内部培训资料检测异常电阻*100~200kΩ修理手册规定的绝缘电阻值1~10MΩ（根据测量组件的不同，值可能不同。）以下是混合动力车辆绝缘电阻和绝缘电阻减小的阀值。[1]绝缘电阻*：检测到电阻减小达30秒时，设定DTC。（在单次检测中，将持续10秒的电阻减小计数为1，因此计数为3时，设定DTC。）29丰田混合动力内部培训资料•漏电检测电路有交流电源，允许少量交流电流至高压电路（正极和负极）。•如下所示，交流电流经检测电阻器、电容器，车身搭铁。•车辆绝缘电阻越小，检测电阻器的电压就越低，交流波也越低。根据交流波的波幅，检测绝缘电阻值。•绝缘电阻减小转换为ECU数据“ShortWaveHighestVal”，由HVECU内的漏电检测电路进行检测。该值在0和5V之间，表示绝缘电阻。可通过智能检测仪的ECU数据表查看。[2]如何检测绝缘电阻减小30丰田混合动力内部培训资料•以下是“ShortWaveHighestVal”的特性。注意：•车辆置于READY-ON状态一段时间后，进行漏电检测电路工作情况检查。“ShortWaveHighestVal”降至约1.5V。•“ShortWaveHighestVal”在增压时可能降至约0V，所以在未进行增压时作出绝缘电阻减小的判断。绝缘电阻(kΩ)[3]“ShortWaveHighestVal”的特性31丰田混合动力内部培训资料电池电流传感器电池电流传感器电池电流传感器探测流进电池的电流强度HV电池32丰田混合动力内部培训资料电池处理HV电池防止HV电池放电每2－3个月需要自充电自充电流程连接辅助电池的负极.在没有施加电气负荷的情况下使得电源处于IGON保持此状态3分钟.注意:此操作的目的在于使ECU检测到正确的SOC.进入READY-ON状态.在发动机起动后,使其在P档空转直到发动机停机(自充电已经结束).33丰田混合动力内部培训资料THS充电器电池处理THS充电器HV电池当HV电池放电后的操作使用THS充电器向HV电池充电34丰田混合动力内部培训资料三、混合动力系统诊断35丰田混合动力内部培训资料正确了解故障或症状•询问客户诊断性问题以确认是什么故障或症状判断车辆是否存在故障检查并存储DTC、定格数据和详细信息存储DTC（诊断故障码）未存储DTC这种车辆表现是否是混合动力车辆独有的？使用操作历史数据使用定格数据和详细信息如何进行故障排除如果指出HV系统存在故障使用ECU数据表检查症状并进行诊断根据修理手册中故障排除章节的说明执行检查存储多个DTC时需采取的措施将其存储至智能检测仪。三、混合动力系统诊断36丰田混合动力内部培训资料正确了解故障或症状•诊断的第一步是正确了解客户指出的症状的详细信息。•混合动力系统提供了多种DTC和诊断功能（如定格数据和操作历史数据），但是从客户处获得未受任何成见干扰的有价值的信息仍十分重要。三、混合动力系统诊断37丰田混合动力内部培训资料<1>向客户询问诊断性问题时的注意事项[1]询问诊断性问题的提示•以下有一个问卷，该问卷包含询问客户的各种诊断性问题。•尝试从客户处获得故障出现时及故障出现前、后的状况的基本信息（问卷中的A区）。•使用勾选框以确保问卷上没有遗漏（问卷中的B区）。询问诊断

询问诊断性问题的提示出现前的状况是否有任何异常症状或操作？•冷机或暖机？•自READY-ON状态起的行驶距离和行驶时间，以及路况•客户如何驾驶车辆出现时的状况时间、地点、状况的详细信息•故障、出现频率、路况、驾驶条件、天气、如何感觉或观察到该症状•车辆处于/未处于READY-ON状态时可以/无法进行什么操作？出现后的状况车辆状况及故障出现后客户进行的操作（任一警告显示、能够/不能起动等）•故障是否持续？•车辆何时及在何种情况下恢复正常？三、混合动力系统诊断38丰田混合动力内部培训资料诊断问卷三、混合动力系统诊断39丰田混合动力内部培训资料•下面介绍混合动力系统DTC的组成。混合动力系统DTC与其他系统（如发动机系统）使用的5位数代码不同。DTC的组成

描述发动机系统DTCP••••DTC•使用5位数代码对故障部位进行分类混合动力系统DTCP••••*―▲▲▲DTC详细信息（代码组）（INF代码）使用5位数代码和INF代码对故障部位进行分类*：通信系统DTC(U••••)和停机系统DTC(B••••)也具有详细信息（INF代码）。没有详细信息（INF代码）就无法进行故障排除混合动力系统DTC三、混合动力系统诊断40丰田混合动力内部培训资料例：41丰田混合动力内部培训资料•下面介绍混合动力系统DTC的组成。混合动力系统DTC与其他系统（如发动机系统）使用的5位数代码不同。DTC（代码组）详细信息（故障部位）INF代码

信息P0AA6（混合动力蓄电池电压系统绝缘故障）526所有部位（整个高压电路绝缘异常）611空调压缩机和空调逆变器612HV蓄电池、蓄电池智能单元、HV继电器总成613混合动力车辆传动桥、逆变器614直流高压部位655后传动桥、逆变器混合动力系统DTC三、混合动力系统诊断42丰田混合动力内部培训资料详细信息代码:612（HV蓄电池、蓄电池智能单元、HV继电器总成）详细信息代码:613（混合动力车辆传动桥、逆变器）详细信息代码:614（直流高压部位）绝缘异常故障部位三、混合动力系统诊断43丰田混合动力内部培训资料多重DTC怎样进行故障排除?三、混合动力系统诊断44丰田混合动力内部培训资料多重DTC一个控制是通过两个或多个ECU的共同协作计算出来的当其它相关ECU(系统)发生故障，系统进入失效保护模式混合系统正常混合系统进入失效保护模式有故障HV系统发动机系统制动系统正常正常DTC失效保护DTC失效保护DTC失效保护HV系统发动机系统制动系统正常正常正常三、混合动力系统诊断45丰田混合动力内部培训资料HV系统P0A7A-309…………………...3(变极器线路不正常)P0A60-501……1(V相电流感应器故障)P0A75-516……2(W相电流感应器故障)A/C系统

B1424(阳光感应线路不正常)ECB系统

C1259(HV系统再生故障) C1310(HV系统故障)EPS系统

C1546(HV系统故障)AFS系统

B2421(转向中央位置自动校正不完全)多重DTC怎样进行故障诊断InformationCodeOccurrenceOrder询问客户诊断性的问题以及正确检查汽车的初态以避免没有故障的汽车进厂检查和记录所有系统的DTC如果HV系统有DTC存在，确认信息码和优先顺序检查和记录FFD(每个系统)工作历史数据全部DTC三、混合动力系统诊断46丰田混合动力内部培训资料HV系统P0A7A-309…………………...3(变极器线路不正常)P0A60-501……1(V相电流感应器故障)P0A75-516……2(W相电流感应器故障)A/C系统

B1424(阳光感应线路不正常)ECB系统

C1259(HV系统再生故障) C1310(HV系统故障)EPS系统

C1546(HV系统有故障)AFS系统

B2421(方向盘中性点自动校正没有完成)分开和故障不关联的DTC (例如A/C,AFS等)不关联的故障在日光照射不了的条件下，这个代码有时会输出HV系统有故障时再生制动器不起作用ECBECU从HVECU接受故障信号并输出故障代码C1310EPSECU接收到HVECU发出的故障信号并输出C1546当电池端子断开，输出B2421ALLDTCs三、混合动力系统诊断47丰田混合动力内部培训资料HV系统P0A7A-309…………………...3(变极器线路不正常)P0A60-501……1(V相电流感应器故障)P0A75-516……2(W相电流感应器故障)A/C系统

B1424(阳光感应线路不正常)ECB系统

C1259(HV系统再生故障) C1310(HV系统故障)EPS系统

C1546(HV系统有故障)AFS系统

B2421(方向盘中性点自动校正没有完成)NOTE:主要因素按照出现顺序，进行P0A06-501检查OccurrenceOrderALLDTCs推测故障

清除DTC然后故障是否被复制？FFD及操作历史数据同样被清除如果从HV系统检测到多重DTC,则按照故障出现的顺序进行检测三、混合动力系统诊断48丰田混合动力内部培训资料例：检查详细信息的出现顺序INF代码49丰田混合动力内部培训资料例：发动机仓接线盒50丰田混合动力内部培训资料如何使用定格数据和详细信息检查DTC和详细信息的出现顺序估算存储DTC的时间检查车辆是否处于READYON状态检查驾驶员操作历史数据检查车辆工作状态51丰田混合动力内部培训资料如何使用定格数据和详细信息三、混合动力系统诊断52丰田混合动力内部培训资料DTC不代表有不正常的输出

DTC的输出取决于一定的驾驶/运作情况，即使系统功能正常DTC-INFCode条件输出原因[P3000-388]放电抑制控制故障换挡杆停留在N档位档位在N的时候不能发电档位持续保持在N，HV电池持续放电当SOC达到指定的水平，DTC会被储存没有汽油没有汽油发动机不能工作不能发电，HV电池持续放电当SOC达到指定的水平，DTC会被储存[P3000-389]HV电池电压降低车辆长期没有使用如果车辆长时间没有使用，HV电