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1、第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 一、混合动力汽车控制系统一、混合动力汽车控制系统 二、混合动力汽车控制系统构造与工作原理二、混合动力汽车控制系统构造与工作原理 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 一、混合动力汽车控制系统一、混合动力汽车控制系统 1.混合动力汽车控制系统的组成混合动力汽车控制系统的组成 混合动力汽车（混合动力汽车（HV）控制系统的组成如图）控制系统的组成如图2-91所示。所示。) 第二章第
2、二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 （1）混合动力系统）混合动力系统ECU的控制的控制 根据请求扭矩、再生制动控制和根据请求扭矩、再生制动控制和HV蓄电池的蓄电池的SOC（充电状态）控制发电机（充电状态）控制发电机 (MG1)、电动、电动 机（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。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
3、力系统混合动力系统ECU监控监控HV蓄电池的蓄电池的SOC和和HV蓄电池的温度、发电机蓄电池的温度、发电机(MG1)和和 电动机电动机(MG2)以对这些项目实施最优控制。以对这些项目实施最优控制。 车辆处于车辆处于“空挡空挡(N)”挡时，挡时，HV ECU实施关闭控制，自动关闭发电机实施关闭控制，自动关闭发电机(MGl)和电和电 动机动机(MG2 )。 车辆在陡坡上松开制动而启动时，上坡辅助控制可以防止车辆下滑。车辆在陡坡上松开制动而启动时，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，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，抑制电动提供电动机牵引力控制
4、，抑制电动 机机(MG2 )旋转，进而保护行星齿轮组，同时防止发电机旋转，进而保护行星齿轮组，同时防止发电机(MG1)产生过大的电产生过大的电 流。流。 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 （2）发动机）发动机ECU的控制的控制 发动机发动机ECU接收接收HV ECU发送的目标发动机转速和所需的发动机动力，来控发送的目标发动机转速和所需的发动机动力，来控 制制ETCS-i系统、燃油喷射量、点火正时和系统、燃油喷射量、点火正时和VVT-i系统。系统。 （3）变频器的控制）变频器的控制 根据根据HV EC
5、U提供的信号，变频器将提供的信号，变频器将HV蓄电池的直流电转换为交流电来驱蓄电池的直流电转换为交流电来驱 动发电机动发电机(MG1)、电动机、电动机(MG2 )，同样也可进行逆向过程。此外，变频器，同样也可进行逆向过程。此外，变频器 将发电机将发电机(MG1)的交流电提供给电动机（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，来转换发电机向变频器内的功率晶体管发送信号，来转换发电机(MG1)、电动、电动 机机(MG2 )的的U, V和和W相来驱动发电机相来驱动发电机(MG1)和电动机（和电动机（MG2）。）。 HV ECU从变频器接收到过热、过流或故障电压
6、信号后即关闭。从变频器接收到过热、过流或故障电压信号后即关闭。 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 （4）增压转换器的控制）增压转换器的控制 根据根据HV ECU提供的信号，增压转换器将额定电压提供的信号，增压转换器将额定电压DC 201. 6V升高到最高电升高到最高电 压压DC 500V。 发电机发电机(MG1)或电动机或电动机(MG2)产生的最高电压产生的最高电压AC 500V由变频器转换为直由变频器转换为直 流电，根据流电，根据HV ECU的信号，增压转换器将直流电降低到的信号，增压转换器将直流
7、电降低到DC 201.6 V（用于（用于 HV蓄电池）。蓄电池）。 （5）转换器的控制）转换器的控制 将额定电压将额定电压DC 201.6V转化为转化为DC 12V,为车身电气组件供电，并为备用蓄电为车身电气组件供电，并为备用蓄电 池充电池充电(DC 12V)，转换器将备用蓄电池控制在恒定电压。，转换器将备用蓄电池控制在恒定电压。DCDC转换器：转换器： 电压转换：电压转换：DC 201V 转换转换DC 12V，如图，如图2-92所示。所示。 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 图图2-92 DCDC
8、转换器工作原理示意图转换器工作原理示意图 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 （6 6）空调变频器的控制）空调变频器的控制 将将HVHV蓄电池的额定电压蓄电池的额定电压DC 201. 6VDC 201. 6V转换为转换为AC 201. 6V,AC 201. 6V,为空调系统的为空调系统的 电动变频压缩机供电。电动变频压缩机供电。 （7 7）发电机）发电机(MG1)(MG1)和电动机和电动机(MG2)(MG2)的控制的控制 1 1）发电机）发电机(MG1)(MG1)由发动机带动旋转，产生高压（最高电压由
9、发动机带动旋转，产生高压（最高电压AC 500V)AC 500V)， 操作电动机操作电动机(MG2)(MG2)并为并为HVHV蓄电池充电。另外，它作为启动机启动发动机。蓄电池充电。另外，它作为启动机启动发动机。 2 2）由发电机）由发电机(MGD(MGD或或HVHV蓄电池供电驱动，产生车辆动力。蓄电池供电驱动，产生车辆动力。 3 3）制动时或加速踏板未被踩下时，它产生电能为）制动时或加速踏板未被踩下时，它产生电能为HVHV蓄电池再次充电蓄电池再次充电 （再生制动控制）。（再生制动控制）。 4 4）速度传感器（解角传感器）检测到发电机）速度传感器（解角传感器）检测到发电机(MGD(MGD、电动机
10、、电动机(MG2)(MG2)的的 转速和位置并将信号输出到转速和位置并将信号输出到HV ECUHV ECU。 5 5）电动机）电动机(MG2 )(MG2 )上的温度传感器检测温度，并将温度信号发送到上的温度传感器检测温度，并将温度信号发送到HV HV ECUECU。 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 （8）制动防滑控制）制动防滑控制ECU的控制的控制 制动时，制动防滑控制制动时，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，一接收
11、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立刻将实际的再生制动控制数据发送到制动防滑 控制控制ECU.根据这个结果，制动防滑控制根据这个结果，制动防滑控制ECU计算并执行所需的液压制动力。计算并执行所需的液压制动力。 （9）蓄电池）蓄电池ECU的控制的控制 蓄电池蓄电池ECU实施监视控制，监视实施监视控制，监视HV蓄电池和冷却风扇控制的状态，使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。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）换挡的控制 HV ECU根据挡位传感器提供的信号检测挡位根据挡位传感
12、器提供的信号检测挡位(“R”；“；“N”；“；“D”或“或“B”)， 控制发电机控制发电机(MG1)、电动机、电动机(MG2 )和发动机，调整车辆行驶状态以适应所和发动机，调整车辆行驶状态以适应所 选挡位。选挡位。 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 （1111）碰撞时的控制）碰撞时的控制 发生碰撞时，如果发生碰撞时，如果HV ECUHV ECU收到空气囊传感器总成发出的空气囊张开信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，则关闭号，或变频器中断路器传感器发出的
13、执行信号，则关闭SMRSMR（系统主继电（系统主继电 器）以切断整个电源。器）以切断整个电源。 （1212）电动机驱动模式的控制）电动机驱动模式的控制 仪表板上的仪表板上的EVEV模式开关被驾驶员手动打开时，如果所需条件满足，则模式开关被驾驶员手动打开时，如果所需条件满足，则 H V ECUH V ECU使车辆只由电动机（使车辆只由电动机（MG2)MG2)驱动运行。驱动运行。 （1313）巡航控制系统操作的控制）巡航控制系统操作的控制 HV ECUHV ECU中的巡航控制中的巡航控制ECUECU收到巡航控制开关信号时，按照驾驶员的要收到巡航控制开关信号时，按照驾驶员的要 求，将发动机、发电机求
14、，将发动机、发电机(MG1)(MG1)和电动机和电动机(MG2 )(MG2 )的动力调节到最佳的组合，的动力调节到最佳的组合， 获得目标车速。获得目标车速。 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 （1414）指示灯和警告灯点亮的控制）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。使灯点亮或闪烁，通知驾驶员车辆状态或系统故障。 （1515）诊断）诊断 HV ECUHV ECU检测到故障时，进行诊断并存储故障的相应数据。检测到故障时，进行诊断并存储故障的相应数据。 （1616）安全
15、保护）安全保护 HV ECUHV ECU检测到故障时，检测到故障时，HV ECUHV ECU根据存储在存储器中的数据停止或控制根据存储在存储器中的数据停止或控制 执行器和执行器和ECUECU。 THSTHS控制系统的组成框图如图控制系统的组成框图如图2 29393所示。所示。 第二章第二章 混合动力汽车的构造与原理混合动力汽车的构造与原理 第十节第十节典型混合动力汽车的控制系统典型混合动力汽车的控制系统 2.2.混合动力汽车控制系统主要功能混合动力汽车控制系统主要功能 （1 1）HV ECUHV ECU控制功能控制功能 HV ECUHV ECU根据加速踏板位置传感器发出的信号检测加速踏板上所施
16、加力的根据加速踏板位置传感器发出的信号检测加速踏板上所施加力的 大小。大小。HV ECUHV ECU收到发电机（收到发电机（MG1MG1）和电动机（）和电动机（MG2)MG2)中速度传感器（解角中速度传感器（解角 传感器）发出的车速信号，并根据挡位传感器的信号检测挡位。传感器）发出的车速信号，并根据挡位传感器的信号检测挡位。HV ECUHV ECU 根据这些信息确定车辆的行驶状态，对发电机根据这些信息确定车辆的行驶状态，对发电机(MG1)(MG1)、电动机、电动机(MG2)(MG2)和发和发 动机的动力进行最优控制。此外，动机的动力进行最优控制。此外，HV ECUHV ECU对动力的扭矩和输出进行最优对动力的扭矩和输出进行最优 控制以实现低耗油和更清洁的排放等目标。控制以实现低耗油和更清洁的排放等目标。PriusPrius系统框图如图系统框图如图2 29494、 2 2- -9595所示，在图所示，在图2 29494中中高压系统基本上能以最理想的方式满足驾驶员高压系统基本上
