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进阶篇—看图学丰田凯美瑞混合动力系统
来源:本站整理  作者:佚名  2013-07-13 14:22:18

三、凯美瑞汽车混合动力系统的工作原理
    1.混合动力系统的工作原理
    混合动力系统使用发动机和MG2提供的原动力,并主要将MG1作为发电机使用。该系统根据不同的驾驶条件优化组合这些动力。
    混合动力车辆控制ECU持续监视HV蓄电池充电状态(SOC) , HV蓄电池温度、冷却液温度和电气负载状态。如果READY指示灯点亮且变速杆置于P, R, D或B位置时任一监视项目无法满足要求,或者在车辆倒档行驶时,混合动力车辆控制ECU要求起动发动机以驱动 MG1,对HV蓄电池充电。
    根据不同的驾驶条件,混合动力系统优化组合发动机、MG1和MG2操作以驱动车辆,如图37所示。

    (1)怎样阅读列线图
    下面的列线图对行星轮的旋转方向、转速和转矩平衡作出了直观表示。
    在图38所示的列线图中,直线用于表示行星轮中3个齿轮的旋转方向、转速之间的关系。转速由距0点的距离表示。由于行星轮的结构,3个齿轮的转速之间的关系总是为一条直线。

    以下所示的各车辆驾驶条件下的传动机构的工作情况图和列线图仅为示例。
    在混合动力系统中,电机在不同工况下所具有的作用是不同的。了解在不同工况下传动机构的旋转方向和转矩之间的关系,有助于理解电机的作用。表3表明了正转矩或负转矩和正向旋转或反向旋转进行不同组合时驱动和发电的关系。

    由表可归纳为:
    正(正向旋转)正(正转矩)或反(反向旋转)负(负转矩)为驱动;
    正(正向旋转)负(负转矩)或反(反向旋转)正(正转矩)为发电。
    (2) READY ON状态
    ①发动机起动。当READY指示灯点亮且变速杆在P位时,由混合动力车辆控制ECU监视发动机冷却液温度、SOC、蓄电池温度和电气负载等指标,如果指示需要起动发动机,则混合动力车辆控制ECU将激活MG1以起动发动机,如图39所示。此时的传动机构的工作情况图和列线图如图40所示。

    发动机起动时,为防止MG1太阳齿轮的反作用力旋转齿圈和驱动驱动轮,将施加电流至MG2以防止其旋转,该功能被称为“反作用控制”。

    ②发动机驱动MG1向HV蓄电池充电。当发动机起动后,运转的发动机使MG1作为发电机运行,并开始对HV蓄电池充电,如图41所示。此时的传动机构的工作情况图和列线图如图42所示。

    (3)车辆起步
    当车辆起步时,由MG2为车辆提供动力,如图43a所示。在正常情况下单独由MG2提供动力,即完全可以满足车辆起步所需动力;在非正常情况下,车辆驱动转矩需要增加时,混合动力车辆控制ECU激活MG1以起动发动机为车辆增加转矩,如图43b所示。

    车辆在正常情况下起步时使用MG2的原动力行驶,此时传动机构的工作情况图和列线图如图44所示。在这一情况下行驶时,由于发动机停止,行星齿轮架(发动机)的转速为0。此外,由于MG1未产生任何转矩,因此没有转矩作用于太阳齿轮(MG1)。然而,太阳齿轮沿(-)方向自由旋转以平衡旋转的齿圈。

    (4)定速巡航
    车辆在低负载和定速巡航状态下行驶时,动力分配行星齿轮机构传输发动机原动力:一部分原动力将直接输出;其余部分将通过MG1发电,如图45所示。通过使用逆变器的电力路径,将该电力传输至MG2,并作为MG2的原动力输出。如果HV蓄电池的SOC水平低,则发动机驱动MG1对其充电。

    车辆定速巡航时的传动机构的工作情况图和列线图如图46所示。来自发动机的转矩沿(+)方向作用在行星齿轮架(发动机)上,使太阳齿轮(MG1)以负转矩作出反应。MG1通过利用作用于太阳齿轮(MG1)上的负转矩来发电。

    (5)节气门全开加速期间
    车辆行驶状态从低负载巡航变为节气门全开加速时,系统用来自HV蓄电池的电力为MG2补充原动力,如图47所示。

    节气门全开加速期间传动机构的工作情况图和列线图如图48所示。来自发动机的转矩沿(+)方向作用在行星齿轮架(发动机)上,使太阳齿轮(MG1)以负转矩作出反应。MG1通过利用作用于太阳齿轮(MG1)上的负转矩来发电。

    (6)减速期间
    车辆在变速杆置于D位的状态下减速时,发动机停止且原动力变为零。这时,车轮驱动MG2,使MG2作为发电机运行并对HV蓄电池充电,如图49所示。如果车辆在较高车速时减速,则发动机将不停止且保持预定转速,以保护行星轮。

    减速期间,齿圈由车轮带动旋转,此时的传动机构的工作情况图和列线图如图50所示。在此情况下,由于发动机停止,行星齿轮架(发动机)的转速为0。此外,由于MG1未产生任何转矩,因此没有转矩作用于太阳齿轮(MG1)。然而,太阳齿轮(MG1)沿(-)方向自由旋转以平衡旋转的齿圈。

   (7)倒档期间
车辆倒档行驶时,由MG2提供所需动力,如图51所示。此时,MG2沿相反方向旋转,发动机保持停止,而MG1则沿正常方向旋转但不发电。

    倒档期间的传动机构的工作情况图和列线图如图52所示。行星齿轮的状态与“起步”中描述的相反。由于发动机停止,行星齿轮架(发动机)的转速为0,但太阳齿轮(MG1)沿(+)方向自由旋转以平衡齿圈的旋转。

   

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关键词:凯美瑞 混合动力

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