СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМОЙ


  1. КОНСТРУКЦИЯ


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

    2. ЭБУ гибридной системы непрерывно контролирует степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи и ее температуру, а также температуру охлаждающей жидкости двигателя и состояние электрической нагрузки. Если какой-либо контролируемый параметр не отвечает требованиям, когда индикатор READY включен, и переключатель положения P (главный переключатель состояния трансмиссии) нажат, трансмиссия находится в состоянии R, D или B, либо автомобиль движется задним ходом, ЭБУ гибридной системы выдает команду запуска двигателя, чтобы привести в движение MG1 для заряда высоковольтной аккумуляторной батареи.

    3. Гибридная система приводит автомобиль в движение, оптимально управляя совместной работой двигателя, MG1 и MG2 в соответствии с условиями движения, указанными в приведенной ниже таблице.

      A01RGP8E02
      *1 Передняя передача
      *2 Скорость автомобиля
      *3 Время
      *4 Передача заднего хода
      Условия движения
      А Состояние готовности (READY-ON)
      B Трогание с места
      C Движение с низкой нагрузкой
      Движение с постоянной скоростью
      D Во время разгона при полностью открытой дроссельной заслонке
      E Во время замедления
      F Движение задним ходом

  2. ПРИНЦИП РАБОТЫ


    1. Условия движения A: Состояние готовности (READY-ON)


      1. Иногда, даже если водитель включает питание (READY), двигатель не запускается. В этом случае двигатель, MG1 и MG2 остаются остановленными. Двигатель запускается только при выполнении определенных условий относительно температуры охлаждающей жидкости двигателя, степени заряда высоковольтной аккумуляторной батареи, температуры высоковольтной аккумуляторной батареи и электрической нагрузки.

      2. Если после поездки водитель останавливает автомобиль и нажимает переключатель положения P (главный переключатель состояния трансмиссии), ЭБУ гибридной системы оставляет двигатель работающим. Двигатель продолжит работать, пока степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи, температура охлаждающей жидкости двигателя, температура аккумуляторной батареи гибридной системы и/или состояние электрической нагрузки не достигнут определенного уровня.

      3. Если ЭБУ гибридной системы определяет, что любой из контролируемых им параметров требует запуска двигателя, когда индикатор READY включен, и выбрано положение парковки (P), ЭБУ гибридной системы включает MG1, чтобы запустить двигатель.

      4. Во время прокручивания коленчатого вала двигателя в целях предотвращения вращения коронной шестерни и ведущих колес реактивным усилием солнечной шестерни MG1 ток также подается в MG2, чтобы не допустить вращения MG2. Данная функция называется "реактивное регулирование".

        Figure 1. Состояние готовности (READY-ON) при запуске двигателя

        A01RGAJC01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

      5. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, аккумуляторная батарея заряжается MG1, приводимым в движение двигателем.

        Figure 2. Зарядка при неподвижном автомобиле

        A01RG95C01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

    2. Режим движения B: Трогание с места


      1. При трогании автомобиля с места он приводится в движение посредством MG2.

        Figure 3. Трогание с места

        A01RGO4C01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

      2. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, аккумуляторная батарея заряжается MG1, приводимым в движение двигателем. Эта мощность также используется для питания MG2.

        Figure 4. Трогание с места при низкой степени заряда аккумуляторной батареи

        A01RGXLC01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

    3. Режим движения C: Движение с низкой нагрузкой


      1. Когда автомобиль движется с низкой нагрузкой, он приводится в движение посредством MG2.

        Figure 5. Движение с низкой нагрузкой

        A01RGG7C01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

      2. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, аккумуляторная батарея заряжается MG1, приводимым в движение двигателем. Эта мощность также используется для питания MG2.

        Figure 6. Движение с низкой нагрузкой при низкой степени заряда аккумуляторной батареи

        A01RGQRC01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

    4. Режим движения C: Движение с постоянной скоростью


      1. Когда автомобиль движется с постоянной скоростью, двигатель работает в наиболее эффективном диапазоне, обеспечивая автомобиль мощностью.

      2. Тяговое усилие двигателя разделяется на два усилия в планетарной передаче деления мощности. Одна часть тягового усилия используется для прямого привода колес, а другая – для генерирования электроэнергии посредством MG1.

      3. Электроэнергия от MG1 используется для привода MG2. Он создает дополнительное усилие к тяговому усилию двигателя, передаваемому напрямую, помогая снизить расход топлива.

        Figure 7. Движение с постоянной скоростью

        A01RGR8C01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

      4. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, большая часть мощности двигателя используется для генерации электроэнергии посредством MG1. Он заряжает высоковольтную аккумуляторную батарею.

        Figure 8. Движение с постоянной скоростью при низкой степени заряда аккумуляторной батареи

        A01RGOLC01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

    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.

        Figure 9. Во время разгона при полностью открытой дроссельной заслонке

        A01RGPAC01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

    6. Режим движения E: при замедлении


      1. Когда автомобиль движется с рычагом переключения передач в положении D и замедляется, двигатель выключается, и тяговое усилие от двигателя на колесах становится равным нулю. После этого колеса приводят в движение MG2, заставляя их работать в режиме генераторов, заряжая высоковольтную аккумуляторную батарею. Когда MG2 работают в качестве генераторов, они создают сопротивление вращению колес, обеспечивая торможение.

      2. Если автомобиль замедляет движение на высокой скорости, коленчатый вал двигателя не прекращает вращение. Двигатель будет поддерживать заданную скорость в целях защиты планетарной передачи. Этот режим работы не показан на следующих схемах.

        Figure 10. Во время замедления

        A01RGWVC01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -

    7. Режим движения F: Движение задним ходом


      1. Когда автомобиль движется задним ходом, мощность передается от MG2. В это время MG2 вращается в противоположном направлению движения направлении (-), двигатель может оставаться остановленным, а MG1 вращается в направлении (+), не генерируя электроэнергию.

      2. Если во время движения задним ходом любой из контролируемых ЭБУ гибридной системы параметров (степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи, температура высоковольтной аккумуляторной батареи, температура охлаждающей жидкости двигателя и электрическая нагрузка) достигает определенного уровня, двигатель запускается посредством MG1. Представленный ниже рисунок соответствует примеру, в котором двигатель не работает.

        Figure 11. Движение задним ходом

        A01RGBPC01
        *1 Двигатель *2 Гибридная трансмиссия
        *3 Дифференциал *4 Планетарная передача деления мощности
        *5 Редуктор электродвигателя *6 MG1
        *7 MG2 *8 Преобразователь-инвертор в сборе
        *9 Аккумуляторная батарея гибридной системы в сборе - -
        *a Переменный ток *b Путь передачи электрической энергии (переменного тока)
        *c Постоянный ток (201,6 В) *d Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        *e Передача механической мощности в трансмиссии *f Двигатель остановлен
        *g Во время работы двигателя - -