丰田混合动力内部培训资料

混合动力控制系统诊断

客户服务部技术科技术室第1页2第2页3

目录一、混合动力系统概述二、混合动力系统构造三、故障诊断分析四、混合动力车辆注意事项第3页4什么是混合动力车辆？一、混合动力系统概述第4页5

减少二氧化碳排放以避免全球变暖是一种全球性问题。公司始终致力于混合动力车辆研发并力求处理此问题，以期取得常规车辆两倍燃油经济性。混合动力车辆结合使用两种能源（如发动机和电动马达），以利用各能源优势，同步又弥补了其不足。从而实现高效工作。与现存纯电力车辆不一样，混合动力车辆不需要外部充电。因此，也无需专门设施用于混合动力车辆。什么是混合动力车辆？一、混合动力系统概述第5页6什么是混合动力车辆?混合动力系统特点4大功能混合动力系统怠速停顿制动再生利用马达辅助EV行驶第6页7

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、混合动力系统构造第7页8组件功能

传动桥动力分派行星齿轮机构•切换和分派来自不一样电源速度、旋转方向和扭矩。例如，其将发动机动力分为2个途径。其中一路分派给车轮以驱动车辆，而另一路则分派给MG1以发电。MG2•主要用于补充发动机动力以提升驾驶性能。•减速时，通过再生制动发电。MG1•主要通过使用发动机输出动力发电。•用作起动机以起动发动机。HV蓄电池HV蓄电池•存放MG1和MG2发电。•驱动MG1/MG2时，为PCU提供电能。系统主继电器(SMR)•根据来自HVECU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蓄电池高压电源电路。下表介绍了各组件主要功能。组件概述第8页9组件功能动力控制单元(PCU)各逆变器•将来自增压转换器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交流电转换为直流电。增压转换器•将HV蓄电池电压从244.8V增大至650V（最大）。•减少MG1和MG2发电电压以为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。（相称于常规车辆交流发电机功能。）控制ECUHVECU•存放MG1和MG2发电。•驱动MG1/MG2时，为PCU提供电能。蓄电池ECU•检测HV蓄电池温度、电压和电流，然后将此信息传输至HVECU。•检测到车辆高压电路绝缘电阻减少。ECM/发动机ECU•控制发动机以响应来自HVECU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功能。第9页10混合动力传动桥概要混合动力传动桥主要由下列组件组成MG2动力分派行星齿轮油泵(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第10页11混合动力传动桥MG1电机行星齿轮机构MG2电机第11页12混合动力传动桥减速齿轮机构第12页13带转换器变频器总成变频器

(DC

AC)带转换器变频器总成HV电池

(DC244.8V)带马达压缩机总成传动桥电池模块辅助电池增压转换器

(DC244.8V

DC650V[max.])DC/DC转换器

[辅助电池]

(DC244.8V

DC14V)forMG2forMG1MG2MG1SMRDC244.8VMGECU动力管理控制ECU(HVCPU)第13页14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变频器第14页15高电压线束系统图HV电池增压转换器MG1变频器带转换器变频器总成MG2变频器辅助电池带马达压缩机总成(带变频器)Max.DC650VDC244.8VDC14V混合动力传动桥ACACDC-DC转换器For辅助电池DC244.8V第15页16HV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)第16页17HV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电池模块第17页18HV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个部位第18页19HV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蓄电池控制第19页20HV蓄电池控制第20页21HV电池总成1）HV电池(电池模块)SOC(充电情况)批示HV电池充电情况充电过度范围放电过度范围SOC充电举例SOC控制上限SOC控制下限目标SOCSOC时间充电放电第21页22SOC*控制•HV蓄电池通过反复充电/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。（请参见下面示例。）•SOC控制目标值约为60%。最大值约为80%（一般控制上限约为75%），最小值约为20%（一般控制下限约为30%）。HV电池总成第22页23[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电池总成第23页24[2]根据蓄电池单元计算SOC•蓄电池ECU可根据蓄电池单元（1个单元包括2个模块）计算SOC，并在不一样蓄电池单元SOC之间有差异时设定DTC。•各单元电压和ΔSOC也可通过智能检测仪ECU数据表查看。HV电池总成第24页25HV电池总成第25页26•SOC显示在能源监视器上。•SOC显示根据车型不一样而不一样。SOC值显示如下示例所示（8格显示）。•SOC显示使用时滞以避免因蓄电池充电级别变化造成充电级棒图闪烁。•因此，由于时滞影响，SOC在IG切换至OFF前后显示也许不一样。（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）第26页27•蓄电池ECU通过检查HV蓄电池温度并在温度升高时合适控制冷却风扇，将HV蓄电池温度控制在合适水平。•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控制冷却风扇转速，将噪音减少至最低级别。[1]冷却风扇转速控制蓄电池ECU合适控制冷却风扇转速。控制方式根据车型不一样而不一样。<2>HV蓄电池冷却风扇控制第27页28<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）“漏电检测电路”连续监视高压电路和车身搭铁之间绝缘电阻保持不变。•假如绝缘电阻降至低于要求级别，则存放一种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）将异常通知驾驶员。第28页29检测异常电阻*100~200kΩ修理手册要求绝缘电阻值1~10MΩ（根据测量组件不一样，值也许不一样。）下列是混合动力车辆绝缘电阻和绝缘电阻减小阀值。[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，将连续10秒电阻减小计数为1，因此计数为3时，设定DTC。）第29页30•漏电检测电路有交流电源，允许少许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，检测电阻器电压就越低，交流波也越低。根据交流波波幅，检测绝缘电阻值。•绝缘电阻减小转换为ECU数据“ShortWaveHighestVal”，由HVECU内漏电检测电路进行检测。该值在0和5V之间，表达绝缘电阻。可通过智能检测仪ECU数据表查看。[2]如何检测绝缘电阻减小第30页31•下列是“ShortWaveHighestVal”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”在增压时也许降至约0V，因此在未进行增压时作出绝缘电阻减小判断。绝缘电阻(kΩ)[3]“ShortWaveHighestVal”特性第31页32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电流强度HV电池第32页33电池处理HV电池避免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负极.在没有施加电气负荷情况下使得电源处于IGON保持此状态3分钟.注意:此操作目标在于使ECU检测到正确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).第33页34THS充电器电池处理THS充电器HV电池当HV电池放电后操作使用THS充电器向HV电池充电第34页35三、混合动力系统诊断第35页36正确理解故障或症状•问询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放DTC、定格数据和详细信息存放DTC（诊断故障码）未存放DTC这种车辆体现是否是混合动力车辆独有？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假如指出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说明执行检查存放多种DTC时需采取措施将其存放至智能检测仪。三、混合动力系统诊断第36页37正确理解故障或症状•诊断第一步是正确理解客户指出症状详细信息。•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），不过从客户处取得未受任何成见干扰有价值信息仍十分主要。三、混合动力系统诊断第37页38<1>向客户问询诊断性问题时注意事项[1]问询诊断性问题提醒•下列有一种问卷，该问卷包括问询客户多种诊断性问题。•尝试从客户处取得故障出现时及故障出现前、后情况基本信息（问卷中A区）。•使用勾选框以确保问卷上没有遗漏（问卷中B区）。问询诊断问询诊断性问题提醒出现前情况是否有任何异常症状或操作？•冷机或暖机？•自READY-ON状态起行驶距离和行驶时间，以及路况•客户如何驾驶车辆出现时情况时间、地点、情况详细信息•故障、出现频率、路况、驾驶条件、天气、如何感觉或观测到该症状•车辆处于/未处于READY-ON状态时能够/无法进行什么操作？出现后情况车辆情况及故障出现后客户进行操作（任一警告显示、能够/不能起动等）•故障是否连续？•车辆何时及在何种情况下恢复正常？三、混合动力系统诊断第38页39诊断问卷三、混合动力系统诊断第39页40•下面介绍混合动力系统DTC组成。混合动力系统DTC与其他系统（如发动机系统）使用5位数代码不一样。DTC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、混合动力系统诊断第40页41例：第41页42•下面介绍混合动力系统DTC组成。混合动力系统DTC与其他系统（如发动机系统）使用5位数代码不一样。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、混合动力系统诊断第42页43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、混合动力系统诊断第43页44多重DTC如何进行故障排除?三、混合动力系统诊断第44页45多重DTC一种控制是通过两个或多种ECU共同协作计算出来当其他有关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、混合动力系统诊断第45页46HV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如何进行故障诊断InformationCodeOccurrenceOrder问询客户诊断性问题以及正确检查汽车初态以避免没有故障汽车进厂检查和统计所有系统DTC假如HV系统有DTC存在，确认信息码和优先次序检查和统计FFD(每个系统)工作历史数据所有DTC三、混合动力系统诊断第46页47HV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DTC (例如A/C,AFS等)不关联故障在日光照射不了条件下，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接收故障信号并输出故障代码C1310EPSECU接收到HVECU发出故障信号并输出C1546当电池端子断开，输出B2421ALLDTCs三、混合动力系统诊断第47页48HV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:主要原因按照出现次序，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假如从HV系统检测到多重DTC,则按照故障出现次序进行检测三、混合动力系统诊断第48页49例：检查详细信息出现次序INF代码第49页50例：发动机仓接线盒第50页51如何使用定格数据和详细信息检查DTC和详细信息出现次序估算存放DTC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第51页52如何使用定格数据和详细信息三、混合动力系统诊断第52页53DTC不代表有不正常输出

DTC输出取决于一定驾驶/运作情况，虽然系统功能正常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时候不能发电档位连续保持在N，HV电池连续放电当SOC达成指定水平，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电池连续放电当SOC达成指定水平，DTC会被储存[P3000-389]HV电池电压减少车辆长期没有使用假如车辆长时间没有使用，HV电池充电水平自然下降在这种情况下，DTC会被储存[P3190]发动机动力不