СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМОЙ


  1. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ


    1. Основные узлы и детали гибридной системы выполняют следующие функции:

      Устройство Функция
      ЭБУ распределения питания (процессор гибридной системы)

      • Осуществляет комплексное управление гибридной системой.


        • Получает информацию от различных датчиков и ЭБУ (ECM, ЭБУ MG, блок контроля состояния аккумуляторной батареи и ЭБУ системы противоскольжения) и, на основании этих данных, рассчитывает требуемый крутящий момент и мощность. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) передает результаты вычислений в ECM, ЭБУ MG и ЭБУ системы противоскольжения.

        • Контролирует степень заряда (SOC) высоковольтной аккумуляторной батареи.

        • Управляет преобразователем постоянного тока в постоянный.

        • Управляет насосом системы охлаждения инвертора.

        • Управляет вентилятором системы охлаждения аккумуляторной батареи в сборе.
      Гибридная трансмиссия в сборе Мотор-генератор № 1 (MG1) Мотор-генератор MG1 с приводом от двигателя генерирует высокое напряжение, которое приводит в действие MG2 и обеспечивает зарядку высоковольтной аккумуляторной батареи. Кроме того, он выполняет функции стартера при пуске двигателя.
      Мотор-генератор № 2 (MG2)

      • MG2, приводимый в движение электроэнергией от MG1 и высоковольтной аккумуляторной батареи, создает тяговое усилие для ведущих колес.

      • Во время торможения, а также когда педаль акселератора не нажата, MG2 вырабатывает электроэнергию высокого напряжения для подзарядки высоковольтной аккумуляторной батареи.
      Резольвер генератора (для MG1) Определяет положение, частоту и направление вращения ротора MG1.
      Резольвер электродвигателя (для MG2) Определяет положение, частоту и направление вращения ротора MG2.
      Датчик температуры генератора (для MG1) Определяет температуру MG1.
      Датчик температуры электродвигателя (для MG2) Определяет температуру MG2.
      Узел блока шестерен Планетарная передача деления мощности Соответствующим образом распределяет тяговое усилие двигателя для непосредственного приведения автомобиля в движение, а также для привода MG1.
      Планетарный редуктор электродвигателя Снижает частоту вращения MG2 согласно характеристикам планетарной передачей с целью увеличения крутящего момента.
      Преобразователь-инвертор в сборе Инвертор Преобразует постоянный ток от повышающего преобразователя в переменный ток для MG1 и MG2 и наоборот (из переменного тока в постоянный).
      Повышающий преобразователь Повышает номинальное постоянное напряжение высоковольтной аккумуляторной батареи 201,6 В до максимального уровня 650 В и наоборот (понижает напряжение с 650 до 201,6 В).
      Преобразователь постоянного тока в постоянный Понижает номинальное напряжение высоковольтной аккумуляторной батареи 201,6 В примерно до 14 В для питания электрооборудования автомобиля, а также для подзарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.
      ЭБУ MG Управляет инвертором и повышающим преобразователем в соответствии с сигналами, получаемыми от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы), тем самым обеспечивая работу MG1 и MG2 в режиме генератора или электродвигателя.
      Датчик атмосферного давления Определяет атмосферное давление.
      Датчик температуры преобразователя-инвертора в сборе Определяет температуру деталей преобразователя-инвертора в сборе, а также температуру охлаждающей жидкости гибридной системы.
      Датчик тока инвертора Определяет ток MG1 и MG2.
      Высоковольтная аккумуляторная батарея в сборе Высоковольтная аккумуляторная батарея (модули аккумуляторной батареи)

      • Обеспечивает электропитание мотор-генераторов MG1 и MG2 в соответствии с условиями движения автомобиля.

      • Подзаряжается посредством MG1 и MG2 в зависимости от степени заряда и условий движения автомобиля.
      Датчик температуры высоковольтной аккумуляторной батареи Определяет температуру деталей высоковольтной аккумуляторной батареи и температуру воздуха на впуске, поступающего от вентилятора охлаждения аккумуляторной батареи.
      Распределительный блок аккумуляторной батареи гибридной системы Главные реле системы В зависимости от сигналов ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) размыкает и замыкает цепь высокого напряжения между высоковольтной аккумуляторной батареей и преобразователем-инвертором в сборе.
      Датчик тока аккумуляторной батареи Определяет входной и выходной токи высоковольтной аккумуляторной батареи.
      Блок контроля состояния аккумуляторной батареи

      • Контролирует состояние высоковольтной аккумуляторной батареи (напряжение, температуру и ток) и передает эту информацию в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

      • Контролирует разрушение электрической изоляции высоковольтной системы.
      Зажим сервисного размыкателя цепи При снятии зажима сервисного размыкателя цепи для проверки или обслуживания автомобиля высоковольтная цепь аккумуляторной батареи отключается.
      Выключатель блокировки (для зажима сервисного размыкателя цепи / крышки выводов инвертора / разъема силового кабеля) Показывает, что крышка выводов инвертора, зажим сервисного размыкателя цепи и разъем силового кабеля установлены.
      Силовой кабель Соединяет высоковольтную аккумуляторную батарею, преобразователь-инвертор в сборе, гибридную трансмиссию в блоке с главной передачей и компрессор с электродвигателем в сборе.
      Насос системы охлаждения инвертора в сборе Работает под управлением ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) для охлаждения преобразователя-инвертора в сборе и MG1.
      Вентилятор охлаждения аккумуляторной батареи в сборе Работает под управлением ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) для охлаждения высоковольтной аккумуляторной батареи.
      Auxiliary Battery (вспомогательная аккумуляторная батарея) Обеспечивает питание электрооборудования.
      Датчик температуры вспомогательной аккумуляторной батареи (термистор в сборе) Определяет температуру вспомогательной аккумуляторной батареи.
      Выключатель питания Запускает и останавливает гибридную систему.
      Датчик положения педали акселератора в сборе Преобразует положение педали акселератора в электрический сигнал и передает его в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).
      Переключатель передач на панели приборов в сборе Датчик положения рычага переключения передач (датчик переключения передач) Преобразует положение рычага переключения передач (поперечное перемещение) в электрические сигналы и передает их в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).
      Датчик положения рычага переключения передач (датчик переключения передач) Преобразует положение рычага переключения передач (продольное перемещение) в электрические сигналы и передает их в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).
      Переключатель положения P (главный датчик переключения передач) Когда водитель нажимает на переключатель положения P, передает сигнал в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).
      Выключатель стоп-сигналов Определяет нажатие педали тормоза.
      Переключатель режима привода EV Когда водитель нажимает на переключатель режима привода EV, передает сигнал в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).
      Выбор режима движения Переключатель спортивного режима SPORT Когда водитель нажимает на переключатель SPORT, передает сигнал в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) через ECM.
      Переключатель режима NORMAL Когда водитель нажимает на переключатель NORMAL, передает сигнал в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) через ECM.
      Выключатель режима ECO Когда водитель нажимает на переключатель ECO, передает сигнал в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) через блок управления системой кондиционирования.
      ECM

      • Управляет двигателем в соответствии с данными о требуемых частоте вращения коленчатого вала и крутящем моменте двигателя, которые поступают от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы).

      • Передает различные сигналы состояния двигателя в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).
      ЭБУ системы противоскольжения

      • Во время торможения рассчитывает требуемое усилие рекуперативного торможения и передает результат в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

      • Во время действия TRC или VSC передает в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) запрос на ограничение тягового усилия.
      Блок управления системой кондиционирования в сборе Передает различные сигналы состояния системы кондиционирования в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).
      Центральный блок управления системы SRS При столкновении передает в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) сигнал развертывания подушек безопасности.
      Щиток приборов в сборе Индикатор гибридной системы Дает возможность контролировать мощность системы и рекуперативную зарядку гибридной системы.
      Контрольная лампа READY Информирует водителя о готовности автомобиля начать движение.
      Главная контрольная лампа аварийного состояния Включается для уведомления водителя о неисправности в гибридной системе или слишком низкой степени заряда высоковольтной аккумуляторной батареи. Лампа включается одновременно с предупредительным зуммером.
      Eco Driving Indicator Light (контрольная лампа движения в режиме Eco) Включается, когда разгон выполняется в экологичном режиме.
      Индикатор положения рычага переключения передач Показывает положение селектора передач, выбранное водителем.
      Контрольная лампа режима привода EV*1 Информирует водителя о переходе в режим привода EV.
      Контрольная лампа SPORT MODE Информирует водителя о выборе режима SPORT.
      Контрольная лампа ECO MODE Информирует водителя о выборе режима ECO.
      Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи Включается при неисправности системы зарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.
      Сигнальная лампа неисправности (MIL) Включается при неисправности системы управления гибридной системой или системы управления двигателем.
      Мультиинформационный дисплей

      • На мультиинформационном дисплее отображаются сообщения, информирующие водителя о неисправности. Также на нем отображается состояние системы и указания по управлению.

      • В зависимости от сообщения, выведенного на мультиинформационный дисплей, главная контрольная лампа аварийного состояния может гореть или мигать, а зуммер – подавать звуковой сигнал.

      • Отображает индикатора режима привода EV, чтобы уведомить водителя о выборе режима EV.*2

      *1: Монохромный мультиинформационный дисплей

      *2: Цветной мультиинформационный дисплей

  2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ


    1. Включение гибридной системы (состояние готовности READY)


      1. Гибридную систему можно включить, нажав на выключатель питания, удерживая нажатой педаль тормоза. В это время мигает контрольная лампа READY, пока не завершится проверка системы. Когда контрольная лампа READY загорится, гибридная система запустится, и автомобиль будет готов к движению.

      2. Иногда, даже если водитель включает питание (READY), ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) не запускает двигатель. Двигатель запускается только при выполнении определенных условий относительно температуры охлаждающей жидкости двигателя, степени заряда аккумуляторной батареи, температуры высоковольтной аккумуляторной батареи и электрической нагрузки.

      3. Когда после поездки водитель останавливает автомобиль и включает переключатель положения P, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оставляет двигатель работающим. Двигатель остановится, когда степень заряда аккумуляторной батареи, температура высоковольтной аккумуляторной батареи и электрическая нагрузка достигнут определенных уровней.

        Note

        Если обязательно требуется остановить гибридную систему во время движения, можно принудительно выключить ее, нажимая выключатель питания последовательно не менее 3 раз или нажав и удерживая его в течение не менее приблизительно 2 секунд и более. При этом источник питания перейдет в режим ON (ВКЛ) (ACC).

    2. Режим привода EV


      1. Режим привода EV можно использовать при выполнении всех необходимых условий, некоторые из которых указаны ниже.

        Условия работы

        • Температура гибридной трансмиссии не высока (температура гибридной системы оказывается повышенной, если высока температура наружного воздуха, либо автомобиль двигался вверх по склону или с высокой скоростью).

        • Температура гибридной трансмиссии не низка (температура гибридной трансмиссии оказывается низкой, если автомобиль в течение длительного времени оставался при низкой температуре наружного воздуха).

        • Температура охлаждающей жидкости двигателя не ниже примерно 0°C (32°F).

        • Степень заряда аккумуляторной батареи – не ниже примерно 50%.

        • Скорость автомобиля составляет примерно 45 км/час (28 миль в час) или ниже.

        • Усилие на педали акселератора не превышает заданного уровня.

        • Оттаиватель выключен.

        • Система круиз-контроля не действует.

        Tech Tips

        Расстояние, которое может быть пройдено в режиме привода EV, зависит от условий движения (состояния дорожной поверхности и уклона) и степени заряда высоковольтной аккумуляторной батареи. Тем не менее, обычно оно варьируется примерно от нескольких сотен метров (нескольких сотен ярдов) до 2 км (1,2 мили).

    3. Степень заряда (SOC)


      1. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) определяет степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи по общему току зарядки и разрядки. Для постоянного поддержания степени заряда на должном уровне ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оптимально управляет гибридной системой.

        B0022OHE20

    4. Регистрация снижения сопротивления изоляции


      1. В блок контроля состояния аккумуляторной батареи встроена схема обнаружения утечки. Схема обнаружения утечки непрерывно контролирует сопротивление изоляции между цепями высокого напряжения и массой.

      2. На основании данных от блока контроля состояния аккумуляторной батареи ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) определяет снижение сопротивления изоляции.

      3. Схема обнаружения утечки содержит источник переменного тока и пропускает через цепь высокого напряжения небольшой переменный ток (положительный и отрицательный).

      4. Чем ниже сопротивление изоляции, тем большее напряжение падает на резисторе регистрации, и тем меньше волны переменного тока. Сопротивление изоляции определяется по амплитуде волн переменного тока.

        B0022M1E36

    5. Отключение цепей высокого напряжения при столкновении


      1. Если автомобиль попал в аварию, как показано ниже, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) отключает электропитание, выключая главные реле системы, чтобы обеспечить безопасность.

      2. При фронтальном, боковом или заднем боковом столкновении ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) получает сигнал развертывания подушек безопасности от центрального блока управления системы SRS.

        B0022ODE21

  3. УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ


    1. Перечень функций управления


      1. В гибридной системе реализованы следующие функции управления.

        Функция управления Описание
        Управление гибридной системой

        • ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) вычисляет требуемое тяговое усилие исходя из сигнала датчика положения рычага переключения передач, угла поворота педали акселератора, а также скорости автомобиля. Он осуществляет управление таким образом, чтобы требуемое тяговое усилие создавалось за счет оптимального сочетания мощностей MG1, MG2 и двигателя.

        • ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) рассчитывает тяговое усилие двигателя, исходя из требуемого тягового усилия, вычисленного на основании команд водителя и условий движения автомобиля. Чтобы создать такое тяговое усилие, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) передает сигналы в ECM.

        • ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) контролирует степень заряда и температуру высоковольтной аккумуляторной батареи, а также температуры MG1 и MG2, что позволяет оптимально управлять этими устройствами.
        Контроль степени заряда аккумуляторной батареи

        • ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) рассчитывает степень заряда, оценивая токи заряда и разряда высоковольтной аккумуляторной батареи.

        • На основании вычисленного значения степени заряда ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) непрерывно управляет зарядкой/разрядкой, поддерживая требуемую степень заряда аккумуляторной батареи.
        Управление двигателем*1 ECM получает данные о требуемой частоте вращения коленчатого вала и необходимом крутящем моменте двигателя, которые передаются ЭБУ распределения питания (главным процессором гибридной системы), управляет системами ETCS-i, VVT-i и РОГ, а также регулирует объем впрыска топлива и угол опережения зажигания.
        Управление двигателем*2 ECM получает данные о требуемой частоте вращения коленчатого вала и необходимом крутящем моменте двигателя, которые передаются ЭБУ распределения питания (главным процессором гибридной системы), управляет системами ETCS-i и VVT-i, а также регулирует объем впрыска топлива и угол опережения зажигания.
        Общее управление MG1 и MG2

        • Мотор-генератор MG1 с приводом от двигателя генерирует высокое напряжение, которое приводит в действие MG2 и обеспечивает зарядку высоковольтной аккумуляторной батареи. Кроме того, он выполняет функции стартера при пуске двигателя.

        • MG2, приводимый в движение электроэнергией от MG1 и высоковольтной аккумуляторной батареи, создает тяговое усилие для ведущих колес.

        • MG2 вырабатывает электроэнергию высокого напряжения для зарядки высоковольтной аккумуляторной батареи в процессе торможения (координированное управление рекуперативным тормозом), а также когда педаль акселератора не нажата (рекуперация энергии).

        • MG1 и MG2 выключаются, когда селектор передач переводится в нейтральное положение (N). Чтобы прекратить подачу тягового усилия, необходимо остановить MG1 и MG2, так как они механически связаны с ведущими колесами.
        Сигналы управления инвертором

        • Инвертор преобразует постоянный ток высоковольтной аккумуляторной батареи в переменный ток для питания MG1 и MG2, или наоборот, в соответствии с сигналами, поступающими от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) через ЭБУ MG. Кроме того, инвертор используется для передачи мощности от MG1 в MG2.

        • При получении от инвертора через ЭБУ MG сигнала перегрева, перегрузки по току или короткого замыкания ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) отключает инвертор.
        Управление повышающим преобразователем

        • Повышающий преобразователь повышает номинальное напряжение высоковольтной аккумуляторной батареи 201,6 В пост. тока до максимального уровня 650 В пост. тока в соответствии с сигналами, поступающими от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) через ЭБУ мотор-генератора (ЭБУ MG).

        • Инвертор преобразует переменный ток, генерируемый MG1 или MG2, в постоянный. Повышающий преобразователь понижает напряжение 650 В пост. тока (максимальное) до уровня около 201,6 В пост. тока в соответствии с сигналами, поступающими от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) через ЭБУ MG.
        Управление преобразователем постоянного тока в постоянный Преобразователь постоянного тока в постоянный понижает номинальное напряжение высоковольтной аккумуляторной батареи 201,6 В примерно до 14 В для питания электрооборудования автомобиля, а также для подзарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.
        Управление главными реле системы Чтобы гарантировать надежное подключение и отключение цепей высокого напряжения, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) управляет подсоединением цепей высокого напряжения к высоковольтной аккумуляторной батарее и их отсоединением с помощью 3-х главных реле системы. Кроме того, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) использует моменты включения/выключения 3 главных реле системы для контроля состояния контактов реле.
        Управление системой охлаждения для преобразователя-инвертора в сборе В целях охлаждения преобразователя-инвертора в сборе и MG1 ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) управляет насосом системы охлаждения инвертора в соответствии с сигналами от датчика температуры (для преобразователя-инвертора в сборе), датчика температуры (для MG1) и датчика температуры (для MG2).
        Управление системой охлаждения для высоковольтной аккумуляторной батареи Для поддержания оптимальной температуры высоковольтной аккумуляторной батареи ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) управляет вентилятором охлаждения высоковольтной аккумуляторной батареи в соответствии с сигналами от датчиков температуры высоковольтной аккумуляторной батареи.
        Координированное управление рекуперативным торможением Во время торможения ЭБУ системы противоскольжения рассчитывает требуемое усилие рекуперативного тормоза и передает результат в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы). При получении этого сигнала ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) передает в ЭБУ системы противоскольжения текущее значение управления рекуперативным торможением. Исходя из этого ЭБУ системы противоскольжения вычисляет и формирует требуемое усилие гидравлического тормоза.
        Координированное управление TRC/VSC Во время действия TRC или VSC ЭБУ системы противоскольжения передает в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) запрос на ограничение тягового усилия. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) ослабляет тяговое усилие, управляя двигателем и MG2 в соответствии с текущими условиями движения. Более подробная информация приведена в разделе "Система управления тормозами".
        Управление при столкновении Если при столкновении ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) получает сигнал развертывания подушек безопасности от центрального блока управления системы SRS, он выключает главные реле системы, чтобы отключить цепь высокого напряжения высоковольтной аккумуляторной батареи.
        Управление работой системы круиз-контроля Когда ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) получает сигнал переключателя круиз-контроля, он регулирует тяговые усилия двигателя и MG2, добиваясь их оптимального сочетания, для достижения скорости автомобиля, соответствующей запросу водителя. Более подробная информация приведена в разделе "Система круиз-контроля".
        Управление переключением передач ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) определяет требуемое положение трансмиссии (P, R, N, D или B) по сигналам, передаваемым датчиком положения рычага переключения передач и переключателем положения P. В соответствии с этими сигналами, состоянием автомобиля и требуемым положением трансмиссии ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) управляет MG1, MG2 и двигателем.
        Переключение режима привода EV Когда водитель нажимает переключатель режима привода EV, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) использует для привода автомобиля только MG2, если это допускается рабочими условиями.
        Управляющее устройство режима SPORT Когда водитель нажимает переключатель режима SPORT, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) регулирует реакцию на нажатие педали акселератора для оптимизации разгона.
        Управление в режиме ECO Когда водитель нажимает переключатель режима ECO, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) регулирует реакцию на нажатие педали акселератора для поддержания экологичного режима движения (Eco).
        Управление принудительным включением тормозов Ограничивает крутящий момент при нажатии педали тормоза, когда нажата педаль акселератора (Условия активации и метод проверки см. в Руководстве по ремонту)
        Иммобилайзер двигателя Блокирует подачу топлива, зажигание и запуск системы управления гибридной системой при попытке запустить ее с использованием ненадлежащего ключа.

        *1: Кроме варианта комплектации для Китая

        *2: вариант комплектации для Китая

    2. Управление гибридной системой


      1. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) определяет усилие нажатия на педаль акселератора, используя сигналы от датчика положения передали акселератора, и получает сигналы от датчика положения рычага переключения передач. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) получает сигналы скорости автомобиля от резольверов MG1 и MG2 через ЭБУ MG. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) определяет условия движения автомобиля и в соответствии с этими данными оптимальным образом регулирует тяговые усилия MG1, MG2 и двигателя. Кроме того, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оптимальным образом регулирует мощности и крутящие моменты MG1, MG2 и двигателя с тем, чтобы обеспечить меньший расход топлива и снизить токсичность отработавших газов.

      2. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) рассчитывает тяговое усилие двигателя исходя из вычисленного требуемого тягового усилия с учетом степени заряда и температуры высоковольтной аккумуляторной батареи. Значение, полученное путем вычитания тягового усилия двигателя из требуемого тягового усилия, представляет собой тяговое усилие MG2.

      3. ECM управляет двигателем в соответствии с данными о требуемых частоте вращения коленчатого вала и крутящем моменте двигателя, которые поступают от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы). Кроме того, чтобы обеспечить требуемое усилие генерации MG1 и требуемое тяговое усилие MG2, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) надлежащим образом управляет MG1 и MG2.

        B0022SJE14

    3. Контроль степени заряда аккумуляторной батареи


      1. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) вычисляет степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи по току заряда/разряда, измеряемым датчиком тока высоковольтной аккумуляторной батареи. На основании вычисленного значения ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) непрерывно управляет зарядкой/разрядкой, поддерживая требуемую степень заряда аккумуляторной батареи.

      2. В процессе движения автомобиля высоковольтная аккумуляторная батарея подвергается периодически повторяющимся циклам зарядки/разрядки: она разряжается MG2 при разгоне и заряжается за счет рекуперативного торможения при замедлении.

      3. Когда степень заряда снижается ниже минимального уровня, ЭБУ увеличивает полезную мощность двигателя для приведения в движение MG1, который заряжает высоковольтную аккумуляторную батарею.

      4. Блок контроля состояния аккумуляторной батареи преобразует сигналы, характеризующие состояние высоковольтной аккумуляторной батареи (напряжение, ток и температуру), в цифровые сигналы и передает их ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) по каналу последовательной связи. Эти сигналы требуются, чтобы определить степень заряда, вычисляемую ЭБУ распределения питания (главным процессором гибридной системы).

        B0022BKE09

    4. Система управления двигателем


      1. ECM получает данные о требуемой частоте вращения коленчатого вала и необходимом крутящем моменте двигателя, которые передаются ЭБУ распределения питания (главным процессором гибридной системы), управляет системами ETCS-i, VVT-i и РОГ, а также регулирует объем впрыска топлива и угол опережения зажигания.*1

      2. ECM получает данные о требуемой частоте вращения коленчатого вала и необходимом крутящем моменте двигателя, которые передаются ЭБУ распределения питания (главным процессором гибридной системы), управляет системами ETCS-i и VVT-i*2, а также регулирует объем впрыска топлива и угол опережения зажигания.

      3. ECM передает в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) информацию о режиме работы двигателя.

      4. При получении команды на остановку двигателя от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) в соответствии с базовым алгоритмом управления гибридной системой блок ECM останавливает двигатель.

        *1: Кроме варианта комплектации для Китая

        *2: вариант комплектации для Китая

        B0022QHE21

    5. Общее управление MG1 и MG2


      1. Мотор-генератор MG1 с приводом от двигателя генерирует высокое напряжение, которое приводит в действие MG2 и обеспечивает зарядку высоковольтной аккумуляторной батареи. Кроме того, он выполняет функции стартера при пуске двигателя.

      2. MG2, приводимый в движение электроэнергией от MG1 и высоковольтной аккумуляторной батареи, создает тяговое усилие для ведущих колес.

      3. MG2 вырабатывает электроэнергию высокого напряжения для зарядки высоковольтной аккумуляторной батареи в процессе торможения (координированное управление рекуперативным тормозом), а также когда педаль акселератора не нажата (рекуперация энергии).

      4. MG1 и MG2 выключаются, когда селектор передач переводится в нейтральное положение (N). Чтобы прекратить подачу тягового усилия, необходимо остановить MG1 и MG2, так как они механически связаны с ведущими колесами.

      5. ЭБУ MG управляет транзисторами с изолированным затвором (IGBT) в интеллектуальном силовом модуле (IPM) в соответствии с сигналами, получаемыми от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы). IGBT служат для переключения фаз U, V и W каждого мотор-генератора. Управление каждым отдельным мотор-генератором осуществляется путем переключения состояний 6 IGBT-транзисторов в зависимости от того, в каком режиме он работает: в режиме электродвигателя или в режиме генератора.

      6. Приведенные ниже рисунки иллюстрируют общие принципы управления мотор-генератором в режиме электродвигателя. Посредством включения/выключения транзисторов IGBT в IPM формируется трехфазный переменный ток, подаваемый в мотор-генератор. Чтобы создать требуемое тяговое усилие мотор-генератора, рассчитанное ЭБУ распределения питания (главным процессором гибридной системы), ЭБУ MG переключает состояния транзисторов IGBT, регулируя частоту вращения мотор-генератора.

        B0022OXE11
        *1 IGBT: ON (ВКЛ)
        *2 Мотор-генератор

      7. Приведенные ниже рисунки иллюстрируют общие принципы управления мотор-генератором в режиме генератора. Ток, последовательно генерируемый 3 фазами мотор-генератора, который приводится в движение колесами, используется для зарядки высоковольтной аккумуляторной батареи или привода другого мотор-генератора.

        B0022RGE18
        *1 Мотор-генератор

    6. Сигналы управления инвертором


      1. Инвертор преобразует постоянный ток от высоковольтной аккумуляторной батареи в переменный ток для MG1 и MG2 и наоборот. Кроме того, инвертор отбирает мощность, вырабатываемую MG1, и подает ее в MG2. При этом перед подачей в MG2 электроэнергия, генерируемая MG1, сначала преобразуется инвертором в энергию постоянного тока, а затем – обратно в энергию переменного тока. Это необходимо, поскольку частота переменного тока на выходе MG1 не подходит для управления MG2.

      2. ЭБУ MG управляет модулями IPM для переключения трехфазного переменного тока MG1 и MG2 в соответствии с сигналами от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы).

      3. Когда ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) получает от ЭБУ MG сигнал о перегреве, перегрузке по току или коротком замыкании, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) передает в ЭБУ MG сигнал выключения, чтобы выключить модули IPM.

        B0022KCE31

    7. Управление повышающим преобразователем


      1. Повышающий преобразователь повышает номинальное напряжение высоковольтной аккумуляторной батареи 201,6 В пост. тока до максимального уровня 650 В пост. тока в соответствии с сигналами, поступающими от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) через ЭБУ мотор-генератора (ЭБУ MG).

      2. Инвертор преобразует переменный ток, генерируемый MG1 или MG2, в постоянный. Повышающий преобразователь понижает напряжение 650 В пост. тока (максимальное) до уровня около 201,6 В пост. тока в соответствии с сигналами, поступающими от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) через ЭБУ MG.

      3. Повышающий преобразователь включает повышающий IPM со встроенными транзисторами IGBT, который управляет переключением, дроссель, сохраняющий электрическую энергию и создающий электродвижущую силу, а также конденсатор, который заряжается и разряжается повышенным напряжением.

        B0022Q8E08

      4. Ниже описана схема повышения напряжения преобразователем.

        Шаг Описание
        1 IGBT2 включается, в результате чего электроэнергия высоковольтной аккумуляторной батареи (с номинальным постоянным напряжением 201,6 В) запасается в дросселе. В результате в дросселе сохраняется электроэнергия.
        2 IGBT2 выключается, в результате чего дроссель создает электродвижущую силу (ток продолжает протекать через дроссель). Эта электродвижущая сила вызывает повышение напряжения до максимального уровня 650 В. Создаваемый электродвижущей силой дросселя ток протекает от дросселя в инвертор и конденсатор с повышенным напряжением.
        3 IGBT2 снова включается, в результате чего электроэнергия высоковольтной аккумуляторной батареи запасается в дросселе. В это время в инвертор подается электроэнергия, запасенная в конденсаторе (с максимальным постоянным напряжением 650 В).
        B0022FNE14

      5. Переменный ток, генерируемый MG1 или MG2 для зарядки высоковольтной аккумуляторной батареи, преобразуется в постоянный ток (с максимальным постоянным напряжением 650 В) инвертором. Затем повышающий преобразователь понижает это напряжение примерно до 201,6 В пост. тока. Это осуществляется транзистором IGBT1, который включается и выключается управляющими импульсами, периодически прерывая подачу электроэнергии инвертором в дроссель.

        B00228SE10

    8. Управление преобразователем постоянного тока в постоянный


      1. Преобразователь постоянного тока в постоянный понижает номинальное напряжение высоковольтной аккумуляторной батареи 201,6 В примерно до 14 В для питания электрооборудования автомобиля, а также для подзарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.

      2. В целях регулирования выходного напряжения преобразователя постоянного тока в постоянный ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) передает в этот преобразователь сигнал требуемого выходного напряжения в соответствии с сигналами датчика температуры вспомогательной аккумуляторной батареи.

        B0022QME12

    9. Управление главными реле системы


      1. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) подсоединяет и отсоединяет цепь высокого напряжения от высоковольтной аккумуляторной батареи посредством главных реле системы. Кроме того, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) использует моменты включения/выключения главных реле системы для контроля состояния контактов реле.

      2. Чтобы гарантировать надлежащую работу системы, используются 3 реле – 1 для положительной стороны (SMRB) и 2 для отрицательной стороны (SMRP, SMRG).

        B0022J6E10

      3. Когда гибридная система переходит в состояние готовности READY, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) последовательно включает SMRB и SMRP и подает ток через резистор предварительной зарядки. Затем он включает SMRG и подает ток в обход резистора предварительной зарядки. Потом он выключает SMRP. Так как в данной схеме управляемый ток изначально может протекать через резистор предварительной зарядки, контактная точка цепи защищена от повреждения в результате броска тока.

        B0022MHE07

      4. Когда гибридная система переходит в состояние, отличное от состояния готовности READY, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) сначала выключает SMRG. Затем он определяет, правильно ли работает SMRG, после чего выключает SMRB. Далее он включает SMRP, проверяет работу SMRB и выключает SMRP. В результате ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) подтверждает надлежащее выключение соответствующих реле.

        B00229RE03

    10. Управление системой охлаждения для преобразователя-инвертора в сборе


      1. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) получает сигналы от датчиков температуры преобразователя-инвертора, MG1 и MG2. На основании этой информации ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) осуществляет 3-ступенчатое управление продолжительностью включения насоса системы охлаждения инвертора, обеспечивая охлаждение преобразователя-инвертора в сборе и MG1.

      2. Когда температура охлаждающей жидкости гибридной системы превышает определенный уровень, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) передает в ECM команду включения вентилятора радиатора. Получив этот сигнал, ECM приводит в действие вентилятор радиатора, ограничивая повышение температуры охлаждающей жидкости гибридной системы и обеспечивая охлаждение преобразователя-инвертора в сборе и MG1.

      3. ЭБУ MG преобразует эти сигналы в цифровую форму и передает их в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) по каналу последовательной связи.

        B0022TVE31

    11. Управление системой охлаждения для высоковольтной аккумуляторной батареи


      1. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) получает сигналы от датчиков температуры высоковольтной аккумуляторной батареи. При этом ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) плавно регулирует продолжительность включения вентилятора системы охлаждения высоковольтной аккумуляторной батареи, поддерживая ее температуру в заданном диапазоне.

      2. Блок контроля состояния аккумуляторной батареи преобразует сигналы, характеризующие состояние высоковольтной аккумуляторной батареи (напряжение, ток и температуру), в цифровые сигналы и передает их ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) по каналу последовательной связи. Кроме того, блок контроля состояния аккумуляторной батареи формирует напряжение обратной связи с информацией о частоте вращения вентилятора, необходимое для управления системой охлаждения, и передает его в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

        B0022OBE03

    12. Координированное управление рекуперативным торможением


      1. ЭБУ системы противоскольжения рассчитывает общее требуемое тормозное усилие, исходя из давления регулятора тормозной системы и хода педали тормоза, когда водитель нажимает педаль тормоза.

      2. После расчета общего требуемого тормозного усилия ЭБУ системы противоскольжения передает запрос на рекуперативное торможение в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы). В ответ ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) передает фактическое значение управления рекуперативным тормозом.

      3. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) использует MG2 для создания отрицательного крутящего момента (усилия замедления) и, таким образом, обеспечивает рекуперативное торможение.

      4. ЭБУ системы противоскольжения управляет электромагнитными клапанами блока управления рабочими цилиндрами тормозов и создает давление в рабочих тормозных цилиндрах. Создаваемое давление представляет собой величину, которая остается после вычитания текущего значения управления рекуперативным торможением из общего требуемого тормозного усилия.

        B0022E3E09

    13. Переключение режима привода EV


      1. Режим привода EV позволяет снизить шум при движении автомобиля, например, при въезде в гараж или выезде из него, а также уменьшить выброс отработавших газов в гараже. Когда водитель нажимает переключатель режима привода EV, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) использует для привода автомобиля только MG2, если это допускается рабочими условиями.

      2. Если выполняются все необходимые условия, при нажатии переключателя режима привода EV автомобиль переходит в этот режим, и загорается контрольная лампа режима привода EV. Если при нажатии переключателя не выполняется хотя бы одно из условий, на мультиинформационном дисплее отображается сообщение, информирующее водителя о невозможности выполнить переход в требуемый режим и отклонении команды, переданной с помощью переключателя режима привода EV.

      3. Если во время движения в режиме привода EV нарушается любое из условий, контрольная лампа режима привода EV мигает 3 раза, и звучит зуммер, чтобы уведомить водителя о выходе из режима привода EV. После автоматического выхода из режима привода EV появляется новое сообщение, указывающее на выход из режима привода EV.

    14. Управление в режимах SPORT и ECO


      1. В режиме SPORT ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оптимизирует характеристики разгона, быстрее увеличивая мощность в начале хода педали акселератора.

      2. В режиме ECO ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оптимизирует расход топлива и управляемость, более плавно увеличивая тяговое усилие по сравнению с нормальным режимом при нажатии педали акселератора. В то же время в режиме Eco оптимизируется работа системы кондиционирования.

        B0022MNE20

  4. ФУНКЦИИ


    1. Экран контроля расхода энергии


      1. Экран контроля расхода энергии на мультиинформационном дисплее служит для отображения потоков энергии в гибридной системе и степени заряда высоковольтной аккумуляторной батареи в соответствии с информацией от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы). На этом экране потоки энергии отображаются стрелками, а степень заряда представляется 8-уровневым индикатором.

        B0022BAE02
        Обозначения на рисунке
        *A для моделей с монохромным мультиинформационным дисплеем *B для моделей с цветным мультиинформационным дисплеем
        *a Индикация степени заряда аккумуляторной батареи *b Индикация потока энергии

  5. КОНСТРУКЦИЯ


    1. Мотор-генератор № 1 (MG1) и мотор-генератор № 2 (MG2)


      1. MG1 и MG2 встроены в гибридную трансмиссию в сборе и представляют собой компактные облегченные электродвигатели переменного тока с постоянными магнитами и высоким КПД.

      2. Каждый из мотор-генераторов MG1 и MG2 включает в себя статор, обмотку статора, ротор, постоянные магниты и резольвер.

      3. MG1 заряжает высоковольтную аккумуляторную батарею и передает электрическую энергию для приведения в движение MG2. Кроме того, MG1 регулирует вырабатываемую мощность для изменения своей частоты вращения, обеспечивая эффективное управление бесступенчатой трансмиссией. Кроме того, во время пуска двигателя MG1 действует как стартер.

      4. MG2 приводит в движение ведущие колеса, используя электрическую энергию от MG1 или высоковольтной аккумуляторной батареи. Кроме того, во время замедления он действует как генератор, заряжая высоковольтную аккумуляторную батарею.

        B0022OUE03
        Обозначения на рисунке
        *1 MG2 *2 MG1
        *3 Обмотка статора *4 Постоянный магнит
        *5 Резольвер *6 Ротор
        *7 Статор - -

      5. При протекании трехфазного переменного тока через трехфазные обмотки статора в электродвигателе создается вращающееся магнитное поле. Вследствие регулирования этого вращающегося магнитного поля в соответствии с угловым положением и частотой вращения ротора постоянные магниты, установленные на роторе, притягиваются вращающимся магнитным полем и, таким образом, создают крутящий момент.

      6. Создаваемый крутящий момент практически пропорционален амплитуде тока, а частота вращения определяется частотой переменного тока. Кроме того, за счет надлежащего регулирования взаимосвязи вращающегося магнитного поля и углов магнитов ротора высокий крутящий момент может эффективно создаваться вплоть до самых высоких частот вращения.

      7. Когда электродвигатель генерирует электроэнергию, вращение ротора приводит к созданию магнитного поля, которое вызывает появление тока в обмотках фаз статора.

        B0022D3E12
        Обозначения на рисунке
        *1 Обмотка статора (фаза U) *2 Обмотка статора (фаза V)
        *3 Обмотка статора (фаза W) *4 Ротор (постоянный магнит)
        *a От преобразователя-инвертора в сборе *b Соединены внутри электродвигателя
        *c Вращающееся магнитное поле *d Отталкивание
        *e Притягивание - -
        B0022BBE03
        Формы трехфазного переменного тока
        *1 Ток

    2. Резольверы для MG1 и MG2


      1. Резольвер представляет собой чрезвычайно надежный и компактный датчик, который точно определяет положение магнитного полюса. Знание точных положений магнитных полюсов роторов (MG1 и MG2) необходимо для эффективного управления мотор-генераторами MG1 и MG2. Каждый из мотор-генераторов MG1 и MG2 имеет собственный резольвер.

      2. Статор резольвера содержит катушки 3 типов: катушку возбуждения A, катушку обнаружения S и катушку обнаружения C.

      3. Ротор резольвера имеет овальную форму, поэтому при его вращении зазор между статором и ротором изменяется.

      4. Протекание переменного тока через катушку возбуждения A вызывает формирование магнитного поля постоянной частоты. Под действием этого магнитного поля катушки S и C формируют сигналы, которые соответствуют положению ротора. Таким образом, ЭБУ MG определяет абсолютное положение по разности значений выходных сигналов катушек S и C. Кроме того, исходя из изменения положения за заданный интервал времени ЭБУ MG вычисляет частоту вращения.

      5. Сигналы пар +S и -S катушки обнаружения S сдвинуты по фазе на 90 градусов. Сигналы пар +C и -C катушки обнаружения C сдвинуты по фазе точно так же. Сигналы пар S и C катушек сдвинуты по фазе относительно друг друга на 45° градусов.

        B0022GIE08
        Обозначения на рисунке
        *1 +S (катушка обнаружения S) *2 +C (катушка обнаружения C)
        *3 -S (катушка обнаружения S) *4 -C (катушка обнаружения C)
        *5 Катушка возбуждения A *6 Ротор
        *a Вид внутренней конструкции резольвера *b Электрическая ориентация катушек резольвера
        *c Схема катушки обнаружения S *d Схема катушки обнаружения C

      6. Так как в катушку возбуждения A подается переменный ток постоянной частоты, магнитное поле постоянной частоты действует на катушки S и C независимо от частоты вращения ротора. Магнитное поле катушки возбуждения A переносится ротором к катушкам S и C. Ротор имеет овальную форму, поэтому при его вращении зазор между статором и ротором изменяется. Из-за изменения зазора максимальные значения выходных сигналов катушек S и C изменяются в соответствии с положением ротора.

      7. ЭБУ MG постоянно контролирует эти максимальные значения и, соединяя их, формирует эквивалентный сигнал. ЭБУ MG вычисляет абсолютное положение ротора, исходя из разности значений сигналов катушек S и C. Кроме того, по разности фаз эквивалентных сигналов катушек S и C он определяет направление вращения ротора. Наконец, на основании изменения положения ротора за заданный интервал времени, ЭБУ MG рассчитывает частоту вращения.

      8. На приведенных ниже диаграммах показаны выходные сигналы катушек A, S и C при совершении ротором поворота на 180° в положительном направлении из определенного положения.

        B0022C1E18
        *1 Катушка возбуждения A
        *2 Виртуальный сигнал
        *3 Катушка обнаружения S
        *4 Катушка обнаружения C

    3. Датчики температуры для MG1 и MG2


      1. Датчики температуры используются для определения температур статоров MG1 и MG2.

      2. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) осуществляет оптимальное управление MG1 и MG2 в соответствии с сигналами от всех датчиков температуры.

        B0022RHE09
        Характеристики датчика температуры
        *1 Сопротивление
        *2 Температура

    4. Преобразователь-инвертор в сборе


      1. Преобразователь-инвертор в сборе имеет компактную облегченную конструкцию и объединяет в себе ЭБУ MG, инвертор, повышающий преобразователь и преобразователь постоянного тока в постоянный. К основным узлам инвертора и повышающего преобразователя относятся интеллектуальные силовые модули (IPM), дроссель и конденсатор. IPM представляет собой интегрированный силовой модуль, который включает сигнальный процессор, процессор обеспечения защиты и биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT).

      2. Отвод тепла от преобразователя-инвертора в сборе обеспечивает система водяного охлаждения, изолированная от системы охлаждения двигателя.

      3. В качестве меры защиты от высокого напряжения предусмотрены выключатели блокировки, которые выключают главные реле системы посредством ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы), когда снята крышка выводов инвертора, или отсоединен разъем силового кабеля высоковольтной аккумуляторной батареи.

        B0022NNE02
        Обозначения на рисунке
        *1 Корпус со встроенным конденсатором *2 ЭБУ MG
        *3 Интеллектуальные силовые модули (IPM) *4 Дроссель
        *5 Преобразователь постоянного тока в постоянный *6 Выключатель блокировки (для разъема силового кабеля)
        *7 Выключатель блокировки (для крышки выводов инвертора) - -
        B0022S8 Впуск охлаждающей жидкости гибридной системы B0022KG Выпуск охлаждающей жидкости гибридной системы

      4. Инвертор осуществляет коммутацию с помощью IPM. Модули IPM для MG1 и MG2 содержат мостовую схему из IGBT. IPM для MG1 включает 6 IGBT, по одному в каждом плече, а модуль для MG2 содержит 6 пар IGBT, то есть каждое плечо включает два параллельных прибора.

      5. Повышающий преобразователь содержит повышающий IPM, осуществляющий коммутацию, дроссель, выполняющий функции катушки индуктивности, и конденсатор, запасающий электроэнергию. Повышающий IPM включает IGBT2 для повышения напряжения и IGBT1 для понижения напряжения.

        B0022CWE11

    5. ЭБУ MG


      1. ЭБУ MG входит в состав преобразователя-инвертора в сборе. В соответствии с сигналами, получаемыми от ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы), ЭБУ MG управляет инвертором и повышающим преобразователем для приведения в движение MG1 или MG2, либо обеспечения их работы в режиме генерирования электроэнергии.

      2. ЭБУ MG передает в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) информацию, необходимую для управления автомобилем, например, данные об атмосферном давлении, температуре инвертора и неисправностях. От ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы) ЭБУ MG получает информацию, необходимую для управления MG1 и MG2, например, данные о требуемом тяговом усилии и температуре MG1 и MG2.

    6. Датчик атмосферного давления


      1. На плате ЭБУ MG установлен датчик атмосферного давления.

      2. Этот датчик измеряет атмосферное давление и передает соответствующий сигнал в ЭБУ MG, чтобы последний мог внести поправки, отражающие состояние окружающей среды.

    7. Датчик температуры преобразователя-инвертора в сборе


      1. Для преобразователя-инвертора в сборе используется 5 различных датчиков температуры: 2 в модулях IPM для MG1 и MG2, 2 в повышающем преобразователе и один в канале охлаждающей жидкости гибридной системы.

      2. Эти датчики измеряют температуры внутри преобразователя-инвертора и передают эту информацию в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) через ЭБУ MG. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оптимально управляет системой охлаждения в соответствии с данными о температуре, поддерживая энергетические характеристики преобразователя-инвертора в сборе.

        B0022LVE19

    8. Датчик тока инвертора


      1. Датчики тока инвертора измеряют трехфазный переменный ток, который обеспечивает привод MG1 и MG2. Этот фактический ток используется в качестве сигнала обратной связи ЭБУ MG.

      2. Датчики тока определяют ток в трехфазных обмотках MG1 и MG2. Датчики тока в преобразователе-инверторе определяют ток в фазах V и W каждого мотор-генератора. Ток обмотки фазы U протекает через обмотку фазы V или W, поэтому для измерения тока фазы U не требуется устанавливать датчик тока на обмотке фазы U.

        B0022BXE23

    9. Высоковольтная аккумуляторная батарея в сборе


      1. К основным узлам высоковольтной аккумуляторной батареи в сборе относятся собственно высоковольтная аккумуляторная батарея, датчик температуры высоковольтной аккумуляторной батареи, распределительный блок аккумуляторной батареи гибридной системы в сборе, вентилятор охлаждения высоковольтной аккумуляторной батареи, блок контроля состояния аккумуляторной батареи и зажим сервисного размыкателя цепи.

      2. В высоковольтной аккумуляторной батарее используются элементы в пластмассовых контейнерах. В результате достигнуты высокие показатели удельной мощности, массы и срока службы.

      3. Чтобы обеспечить надлежащее охлаждение аккумуляторной батареи, выделяющей значительное количество тепла во время многократных циклов зарядки/разрядки, используется специальная система охлаждения с вентилятором.

        B0022M9E03
        Обозначения на рисунке
        *1 Верхняя крышка высоковольтной аккумуляторной батареи *2 Датчик температуры высоковольтной аккумуляторной батареи
        *3 Блок контроля состояния аккумуляторной батареи *4 Распределительный блок аккумуляторной батареи гибридной системы
        *5 Вентилятор охлаждения аккумуляторной батареи в сборе *6 Высоковольтная аккумуляторная батарея (модули аккумуляторной батареи)
        *7 Зажим сервисного размыкателя цепи - -

      4. Высоковольтная аккумуляторная батарея состоит из 28 отдельных модулей, соединенных последовательно 2 модулями шин.

      5. Каждый модуль аккумуляторной батареи состоит из 6 элементов. Высоковольтная аккумуляторная батарея, содержащая в общей сложности 168 элементов (6 элементов x 28 модулей) и имеющая номинальное напряжение 201,6 В (1,2 В x 168 элементов), располагается в багажном отделении за задним сиденьем.

        B0022H1E09

    10. Датчик температуры высоковольтной аккумуляторной батареи


      1. Предусмотрено 4 датчика температуры высоковольтной аккумуляторной батареи: 3 установлены на модулях батареи, а один находится на впускном воздуховоде.

      2. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оптимально управляет системой охлаждения, поддерживая температуру высоковольтной аккумуляторной батареи в заданном диапазоне в соответствии с данными о температуре, получаемыми через блок контроля состояния аккумуляторной батареи.

        B0022BEE03
        Обозначения на рисунке
        *1 Датчик температуры высоковольтной аккумуляторной батареи (для модуля аккумуляторной батареи) *2 Датчик температуры высоковольтной аккумуляторной батареи (для впускного воздуховода)

    11. Распределительный блок аккумуляторной батареи гибридной системы


      1. Распределительный блок аккумуляторной батареи гибридной системы содержит главные реле системы (SMR), резистор предварительной зарядки и датчик тока аккумуляторной батареи.

      2. SMR представляют собой реле, которые подключают и отключают высоковольтную аккумуляторную батарею и силовой кабель в соответствии с командами ЭБУ распределения питания (главного процессора гибридной системы). Используются 3 реле: SMRB для положительной (+) стороны аккумуляторной батареи, SMRG для отрицательной (-) стороны аккумуляторной батареи и SMRP для предварительной зарядки.

        B0022CXE05
        Обозначения на рисунке
        *1 Датчик тока аккумуляторной батареи *2 SMRP
        *3 SMRG *4 SMRB
        *5 Резистор предварительной зарядки - -

    12. Датчик тока аккумуляторной батареи


      1. Датчик тока аккумуляторной батареи, встроенный в распределительный блок аккумуляторной батареи гибридной системы, измеряет ток зарядки и разрядки высоковольтной аккумуляторной батареи.

      2. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) оптимально управляет гибридной системой, поддерживая степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи в заданном диапазоне в соответствии с данными о токе, получаемыми через блок контроля состояния аккумуляторной батареи.

        B0022R3E03

    13. Блок контроля состояния аккумуляторной батареи


      1. Блок контроля состояния аккумуляторной батареи оценивает состояние высоковольтной аккумуляторной батареи (напряжение, температуру и ток) и передает эту информацию в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

      2. Кроме того, блок контроля состояния аккумуляторной батареи формирует напряжение обратной связи с информацией о частоте вращения вентилятора, необходимое для управления системой охлаждения, и передает его в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

      3. Блок контроля состояния аккумуляторной батареи содержит схему обнаружения утечки, предназначенную для обнаружения утечек тока в высоковольтной аккумуляторной батарее и цепи высокого напряжения.

      4. Блок контроля состояния аккумуляторной батареи преобразует эти сигналы в цифровую форму и передает их в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) по каналу последовательной связи.

    14. Зажим сервисного размыкателя цепи


      1. Зажим сервисного размыкателя цепи включен в разрыв цепи модуля аккумуляторной батареи и позволяет вручную отключить цепь высокого напряжения. Эта мера гарантирует безопасность обслуживания.

      2. В зажиме сервисного размыкателя цепи установлен предохранитель Main для цепи высокого напряжения.

      3. Зажим сервисного размыкателя цепи снабжен выключателем блокировки. Когда зажим разблокирован, выключатель блокировки выключен, и ЭБУ распределения питания выключает главные реле системы. Однако по соображениям безопасности обязательно выключите питание перед тем, как снимать зажим сервисного размыкателя цепи.

        B0022IQE14
        *1 HV Battery (высоковольтная аккумуляторная батарея)
        *2 Предохранитель Main
        *3 Выключатель блокировки
        *4 Зажим сервисного размыкателя цепи

        CAUTION:

        Дополнительная информация по обращению с сервисным размыкателем цепи и прочие меры предосторожности приведены в Руководстве по ремонту.

    15. Силовой кабель


      1. Рассчитанные на высокое напряжение и большой ток силовые кабели соединяют высоковольтную аккумуляторную батарею с преобразователем-инвертором в сборе, преобразователь-инвертор в сборе с MG1 и MG2, а также преобразователь-инвертор в сборе с компрессором с электродвигателем в сборе.

      2. Для уменьшения электромагнитных помех силовые кабели имеют экраны.

      3. В целях идентификации высоковольтные жгуты проводов и разъемы промаркированы оранжевым цветом, чтобы их можно было отличить от обычной низковольтной проводки.

        B0022OSE04
        Обозначения на рисунке
        *1 Компрессор с электродвигателем в сборе *2 Преобразователь-инвертор в сборе
        *3 Гибридная трансмиссия в сборе *4 MG1
        *5 MG2 *6 Распределительный блок аккумуляторной батареи гибридной системы
        *7 Высоковольтная аккумуляторная батарея в сборе *8 Зажим сервисного размыкателя цепи
        B0022A2 Силовой кабель - -

    16. Насос системы охлаждения инвертора в сборе


      1. Применяется компактный высокопроизводительный электрический насос системы охлаждения инвертора.

      2. Электродвигатель насоса приводится в движение мощным бесщеточным электродвигателем. Кроме того, благодаря применению подшипников, поддерживающих вал с обоих концов, ослабляются шум и вибрации.

      3. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) осуществляет 3-ступенчатое управление электродвигателем насоса с помощью сигнала продолжительности включения.

        B0022KVE07
        Обозначения на рисунке
        *1 Рабочее колесо *2 Подшипник
        *3 Магнит из полимерных материалов *4 Обмотка
        *5 Контроллер электродвигателя *6 Вал
        B0022S8 Впуск охлаждающей жидкости гибридной системы B0022KG Выпуск охлаждающей жидкости гибридной системы

    17. Вентилятор охлаждения аккумуляторной батареи в сборе


      1. Применяется компактный высокоэффективный вентилятор охлаждения аккумуляторной батареи.

      2. Вентилятор приводится в движение мощным бесщеточным электродвигателем. Также оптимизирована внутренняя форма корпуса вентилятора. Как следствие, ослабляется шум вентилятора.

      3. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) осуществляет управление встроенным контроллером электродвигателя насоса с помощью сигнала продолжительности включения.

        B0022ICE03
        Обозначения на рисунке
        *1 Вентилятор *2 Электродвигатель вентилятора
        *3 Корпус вентилятора - -

    18. Датчик температуры вспомогательной аккумуляторной батареи (термистор в сборе)


      1. Датчик температуры вспомогательной аккумуляторной батареи (термистор в сборе) передает сигналы температуры в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

      2. В соответствии с сигналом этого датчика ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) регулирует выходное напряжение преобразователя постоянного тока в постоянный, поддерживая оптимальную степень заряда согласно температуре вспомогательной аккумуляторной батареи.

        B0022J5E03
        *1 Высокая
        *2 Сопротивление
        *3 Низкая
        *4 Battery Temperature

    19. Датчик положения педали акселератора в сборе


      1. В бесконтактном датчике положения педали акселератора используется элемент Холла.

      2. В основании рычага педали акселератора установлено ярмо магнита. Это ярмо поворачивается вокруг датчика Холла в соответствии с усилием на педали акселератора. Датчик Холла преобразует возникающие при этом изменения магнитного потока в электрические сигналы, отражающие положение педали акселератора, и передает их в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

      3. В датчике Холла имеются две цепи: одна – для основного сигнала, другая – для вспомогательного. Датчик преобразует положение (угол поворота) педали акселератора в различающиеся по характеристикам электрические сигналы и передает их в ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы).

        B0022LUE08
        Обозначения на рисунке
        *1 Датчик Холла *2 Ярмо магнита
        *3 Рычаг педали акселератора - -
        B0022Q9E23

  6. ПРИНЦИП РАБОТЫ


    1. Работа гибридной системы


      1. В гибридной системе тяговое усилие создается двигателем и MG2, а MG1 используется в качестве генератора. Система оптимальным образом сочетает эти усилия в зависимости от условий движения.

      2. ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) постоянно контролирует температуру охлаждающей жидкости двигателя, степень заряда аккумуляторной батареи, температуру высоковольтной аккумуляторной батареи и электрическую нагрузку. Если любое из контролируемых условий не отвечает требованиям, когда автомобиль находится в состоянии готовности READY, и рычаг переключения передач установлен в положение, отличное от N, ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) запускает двигатель.

      3. Гибридная система приводит автомобиль в движение, осуществляя оптимальное согласованное управление двигателем, MG1 и MG2 в соответствии с условиями движения, перечисленными ниже. Перечисленные ниже условия представляют собой примеры типичных эксплуатационных условий.

        B0022TYE29
        Условия движения
        А Состояние готовности (READY)
        B Трогание с места
        C Движение с постоянной скоростью
        D Во время разгона при полностью открытой дроссельной заслонке
        E Во время замедления
        F Во время движения задним ходом

    2. Порядок чтения номограмм


      1. Приведенная ниже номограмма дает визуальное представление о балансе крутящих моментов, направлений и частот вращения шестерен планетарной передачи.

      2. Прямая линия на номограмме отражает связь между направлениями и частотами вращения 3 шестерен планетарной передачи. Частота вращения каждой шестерни представляется расстоянием от точки 0 об/мин. В силу конструкции планетарной передачи связь между частотами вращения 3 шестерен всегда выражается прямой линией.

      3. Все представленные далее номограммы и рисунки, иллюстрирующие действие планетарной передачи для каждого режима движения автомобиля, соответствуют конкретным условиям, выбранным для примера. Примеры соответствуют "моментальным снимкам", и в нормальном режиме состояние системы постоянно изменяется в соответствии с условиями и реакцией системы на эти условия.

        B0022JME04

      4. В гибридной системе мотор-генераторы выполняют различные функции, зависящие от ситуации. Понимание взаимосвязей между направлением вращения и крутящим моментом помогает усвоить функции мотор-генератора.

      5. В следующей таблице показана взаимосвязь между приводом и генерацией электроэнергии для различных комбинаций положительного или отрицательного крутящего момента и направления вращения вперед или назад.

        Направление вращения Крутящий момент Функция узла
        Вращение вперед (+) Положительный крутящий момент Привод
        Отрицательный крутящий момент Генерация электроэнергии
        Вращение назад (-) Положительный крутящий момент Генерация электроэнергии
        Отрицательный крутящий момент Привод

      6. Например, если мотор-генератор вращается в прямом (+) направлении и создает отрицательный крутящий момент, он генерирует электроэнергию (создает электрическую мощность).

      7. С другой стороны, если мотор-генератор вращается в обратном (-) направлении и создает отрицательный крутящий момент, он действует как источник привода (потребляет электрическую мощность).

    3. Режим движения B: Трогание с места


      1. При трогании автомобиля с места он приводится в движение посредством MG2. Если в режиме привода от MG2 требуется увеличить крутящий момент, включается MG1 для пуска двигателя.

        B0022N4E19
        Обозначения на рисунке
        *1 Двигатель (остановлен) *2 Гибридная трансмиссия в сборе
        *3 MG1 (вращается свободно) *4 MG2 (ведущий)
        *5 Планетарная передача деления мощности *6 Планетарный редуктор электродвигателя
        *7 Преобразователь-инвертор в сборе *8 Высоковольтная аккумуляторная батарея
        B0022IR Путь передачи механической энергии B0022B4 Путь передачи электрической энергии
        B0022S8 Передача мощности - -

      2. Когда автомобиль трогается с места в нормальных условиях, он приводится в движение тяговым усилием MG2. При движении в таком состоянии частота вращения водила (двигателя) равна 0 об/мин, так как двигатель остановлен. Кроме того, поскольку MG1 не создает крутящего момента, на солнечную шестерню (MG1) крутящий момент не действует. Тем не менее, солнечная шестерня свободно вращается в направлении (-), компенсируя вращение коронной шестерни.

        B0022QZE18

    4. Режим движения C: Движение с постоянной скоростью


      1. Когда автомобиль движется с постоянной скоростью при низкой нагрузке, крутящий момент двигателя передается планетарной передачей деления мощности. Часть этого крутящего момента передается напрямую, оставшаяся часть используется для выработки электроэнергии посредством MG1. По силовым цепям инвертора генерируемая электрическая мощность передается в MG2, где преобразуется в крутящий момент MG2. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, аккумуляторная батарея заряжается MG1, приводимым в движение двигателем.

        B0022JQE19
        Обозначения на рисунке
        *1 Двигатель (ведущий) *2 Гибридная трансмиссия в сборе
        *3 MG1 (вырабатывает электроэнергию) *4 MG2 (ведущий)
        *5 Планетарная передача деления мощности *6 Планетарный редуктор электродвигателя
        *7 Преобразователь-инвертор в сборе *8 Высоковольтная аккумуляторная батарея
        B0022IR Путь передачи механической энергии B0022B4 Путь передачи электрической энергии
        B0022S8 Передача мощности - -

      2. Крутящий момент двигателя действует на водило в направлении (+), заставляя солнечную шестерню (MG1) вращаться в этом же направлении под действием отрицательного крутящего момента. Используя крутящий момент, действующий на солнечную шестерню (MG1) в отрицательном направлении, MG1 вырабатывает электрическую энергию.

        B0022GOE07

    5. Режим движения D: Во время разгона при полностью открытой дроссельной заслонке


      1. Когда автомобиль переходит из режима поддержания постоянной скорости при низкой нагрузке в режим разгона при полностью открытой дроссельной заслонке, система дополняет крутящий момент MG2 электрической мощностью высоковольтной аккумуляторной батареи.

        B0022EWE20
        Обозначения на рисунке
        *1 Двигатель (ведущий) *2 Гибридная трансмиссия в сборе
        *3 MG1 (вырабатывает электроэнергию) *4 MG2 (ведущий)
        *5 Планетарная передача деления мощности *6 Планетарный редуктор электродвигателя
        *7 Преобразователь-инвертор в сборе *8 Высоковольтная аккумуляторная батарея
        B0022IR Путь передачи механической энергии B0022B4 Путь передачи электрической энергии
        B0022S8 Передача мощности - -

      2. Когда требуется повысить мощность двигателя, для увеличения частоты вращения коленчатого вала частоты вращения соответствующих шестерен изменяются следующим образом. Крутящий момент двигателя действует на водило в направлении (+), заставляя солнечную шестерню (MG1) вращаться в этом же направлении под действием отрицательного крутящего момента. Используя крутящий момент, действующий на солнечную шестерню (MG1) в отрицательном направлении, MG1 вырабатывает электрическую энергию.

        B0022K9E19

    6. Режим движения E: Во время замедления


      1. Если трансмиссия находится в положении движения (D), и автомобиль замедляет движение, двигатель выключается, и тяговое усилие становится равным нулю. После этого колеса приводят в движение MG2, заставляя MG2 работать в режиме генератора, заряжая высоковольтную аккумуляторную батарею. Когда автомобиль замедляет движение на высокой скорости, двигатель поддерживает заданную скорость, не останавливаясь, чтобы защитить шестерни планетарной передачи.

        B0022JVE19
        Обозначения на рисунке
        *1 Двигатель (остановлен) *2 Гибридная трансмиссия в сборе
        *3 MG1 (вращается свободно) *4 MG2 (вырабатывает электроэнергию)
        *5 Планетарная передача деления мощности *6 Планетарный редуктор электродвигателя
        *7 Преобразователь-инвертор в сборе *8 Высоковольтная аккумуляторная батарея
        B0022IR Путь передачи механической энергии B0022B4 Путь передачи электрической энергии
        B0022S8 Передача мощности - -

      2. Во время замедления коронная шестерня вращается колесами. В этом состоянии, в силу того, что двигатель остановлен, частота вращения водила (двигателя) равна 0 об/мин. Кроме того, поскольку MG1 не создает крутящего момента, на солнечную шестерню (MG1) крутящий момент не действует. Тем не менее, солнечная шестерня (MG1) свободно вращается в направлении (-), компенсируя вращение коронной шестерни.

        B0022I2E18

    7. Режим движения F: Во время движения задним ходом


      1. Когда автомобиль движется задним ходом, необходимую мощность выдает MG2. При этом MG2 вращается в обратном направлении, двигатель остается выключенным, а MG1 вращается в нормальном направлении, не вырабатывая электроэнергию.

        B0022GEE17
        Обозначения на рисунке
        *1 Двигатель (остановлен) *2 Гибридная трансмиссия в сборе
        *3 MG1 (вращается свободно) *4 MG2 (ведущий)
        *5 Планетарная передача деления мощности *6 Планетарный редуктор электродвигателя
        *7 Преобразователь-инвертор в сборе *8 Высоковольтная аккумуляторная батарея
        B0022IR Путь передачи механической энергии B0022B4 Путь передачи электрической энергии
        B0022S8 Передача мощности - -

      2. Положения шестерен планетарной передачи противоположны описанным в разделе "Трогание с места". Поскольку двигатель остается выключенным, частота вращения водила (двигателя) равна 0 об/мин, однако солнечная шестерня (MG1) свободно вращается в направлении (+), компенсируя вращение коронной шестерни.

        B0022DXE12

  7. ДИАГНОСТИКА


    1. Когда ЭБУ распределения питания (главный процессор гибридной системы) обнаруживает неисправность в гибридной системе, он выполняет диагностику и сохраняет в памяти ее результаты. Чтобы проинформировать водителя о неисправности, ЭБУ распределения питания (ЭБУ гибридной системы) обеспечивает включение или мигание контрольной лампы неисправности (MIL), главной контрольной лампы аварийного состояния и выводит сообщение на мультиинформационный дисплей. Одновременно с этим в памяти сохраняется код DTC (диагностический код неисправности).

    2. В основные DTC, представляющие собой 5-значные коды, включены 3-значные информационные коды (коды INF). Это позволяет еще точнее локализовать неисправность в процессе диагностики.

    3. Считать DTC можно, подключив портативный диагностический прибор к разъему DLC3. Более подробную информацию см. в руководстве по ремонту.