丰田混合动力内部培训资料.ppt

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1、混合动力控制系统的诊断,客户服务部 技术科 技术室,2,3,目 录一、混合动力系统的概述二、混合动力系统的结构三、故障诊断分析四、混合动力车辆的注意事项,4,什么是混合动力车辆？,一、混合动力系统的概述,5,减少二氧化碳的排放以防止全球变暖是一个全球性问题。公司一直致力于混合动力车辆的研发并力求解决此问题，以期获得常规车辆两倍的燃油经济性。混合动力车辆结合使用两种能源（如发动机和电动马达），以利用各能源的优势，同时又弥补了其不足。从而实现高效工作。与现存的纯电力车辆不同，混合动力车辆不需要外部充电。因此，也无需专门的设施用于混合动力车辆。,什么是混合动力车辆？,一、混合动力系统的概述,6,什么

2、是混合动力车辆?,混合动力系统的特点4大功能,混合动力系统,怠速停止,制动再生利用,马达辅助,EV行驶,7,凯美瑞混合动力车辆为混联式混合动力系统，具有串联式和并联式系统的双重功能。此系统具有两个马达发电机（MG1 和 MG2）。MG1 利用发动机动力发电。产生的电能用于为 HV 蓄电池充电，和/或为 MG2 提供动力。,二、混合动力系统的结构,8,下表介绍了各组件的主要功能。,组件概述,9,10,混合动力传动桥,概要混合动力传动桥主要由下列组件构成,MG2,动力分配行星齿轮,油泵(机械型),MG1,主减速从动齿轮,中间轴齿轮,差速器小齿轮,传动桥减震器,主减速驱动齿轮,马达减速行星齿轮,P4

3、10 混合动力传动桥,组合齿轮单元,11,混合动力传动桥,MG1电机,行星齿轮机构,MG2电机,12,混合动力传动桥,减速齿轮机构,13,带转换器的变频器总成,变频器(DC AC),带转换器的变频器总成,HV电池(DC 244.8 V),带马达的压缩机总成,传动桥,电池模块,辅助电池,增压转换器(DC 244.8 V DC 650 V max.),DC/DC 转换器辅助电池(DC 244.8 V DC 14 V),for MG2,for MG1,SMR,DC 244.8 V,MG ECU,动力管理控制ECU(HV CPU),14,变频器总成,系统电路,变频器总成,THS ECU,15,高电压线

4、束,系统图,HV电池,增压转换器,MG1变频器,带转换器的变频器总成,MG2变频器,辅助电池,带马达的压缩机总成(带变频器),Max.DC 650 V,DC 244.8 V,DC 14 V,混合动力传动桥,AC,AC,DC-DC 转换器 For 辅助电池,DC 244.8 V,16,HV电池总成,组件,HV电池(电池模块),电池智能单元,服务插销连接器,HV 接线盒总成,HV电池冷却风扇(无电刷),17,HV电池总成,HV电池(电池模块)6 单元(7.2 V)x 34 模块=DC 244.8 V,电池模块(6 cell=7.2 V),单元(1.2 V),34 电池模块,18,HV电池总成,电池

5、温度传感器,电池温度传感器电池温度传感器安装在HV电池上部3个部位,19,HV 蓄电池控制蓄电池(HV)ECU 进行 1 SOC 控制、2 蓄电池冷却风扇控制、3 绝缘异常检测。,HV 蓄电池控制,20,HV 蓄电池控制,21,HV电池总成,1）HV电池(电池模块)SOC(充电状况)指示HV电池的充电状况,22,SOC*控制 HV 蓄电池经过反复的充电/放电循环，在加速过程中放电，在减速过程中由再生制动充电。蓄电池(HV)ECU 始终根据计算出的充电/放电级进行充电/放电控制，以使 SOC 保持接近目标水平。（请参见下面的示例。）SOC 的控制目标值约为 60%。最大值约为 80%（通常控制上

6、限约为 75%），最小值约为 20%（通常控制下限约为 30%）。,HV电池总成,23,1 SOC 计算如下所示，根据 HV 蓄电池电流、HV蓄电池电压和 HV 蓄电池温度计算 SOC。,HV电池总成,24,2 根据蓄电池单元计算 SOC 蓄电池 ECU 可 根据蓄电池单元（1 个单元包含 2 个模块）计算 SOC，并在不同蓄电池单元的 SOC 之间有差别时设定 DTC。各单元的电压和 SOC 也可通过智能检测仪的 ECU 数据表查看。,HV电池总成,25,HV电池总成,26,SOC 显示在能源监视器上。SOC 显示根据车型的不同而不同。SOC 值的显示如下示例所示（8 格显示）。SOC 显示

7、使用时滞以防止因蓄电池充电级别改变导致充电级棒图闪烁。因此，由于时滞影响，SOC 在 IG 切换至 OFF 前后的显示可能不同。（例如 SOC 级别为 56%时：IG 切换至 OFF 前显示 6 格 IG 再次切换至 ON 后显示 5 格）,3 SOC 显示（能源监视器）,27,蓄电池 ECU 通过检查 HV 蓄电池温度并在温度升高时适当控制冷却风扇，将 HV 蓄电池温度控制在适当水平。HV 蓄电池安装在车内，因此车辆静止时使冷却风扇高速运转将产生很大噪音。因此，蓄电池 ECU 控制冷却风扇的转速，将噪音降低至最低级别。1 冷却风扇转速控制蓄电池 ECU 适当控制冷却风扇转速。控制方式根据车型

8、的不同而不同。,HV 蓄电池冷却风扇控制,28,检测绝缘电阻变小,为安全起见，混合动力车辆高压电路与车身搭铁绝缘。内置于蓄电池 ECU（蓄电池智能单元）的“漏电检测电路”持续监视高压电路和车身搭铁之间的绝缘电阻保持不变。如果绝缘电阻降至低于规定级别，则存储一个 DTC（高压绝缘异常），且利用组合仪表显示（警告灯，如主警告灯亮起）将异常告知驾驶员。,29,以下是混合动力车辆绝缘电阻和绝缘电阻减小的阀值。,1 绝缘电阻,*：检测到电阻减小达 30 秒时，设定 DTC。（在单次检测中，将持续 10 秒的电阻减小计数为 1，因此计数为 3 时，设定 DTC。）,30,漏电检测电路有交流电源，允许少量交

9、流电流至高压电路（正极和负极）。如下所示，交流电流经检测电阻器、电容器，车身搭铁。车辆绝缘电阻越小，检测电阻器的电压就越低，交流波也越低。根据交流波的波幅，检测绝缘电阻值。绝缘电阻减小转换为 ECU 数据“Short Wave Highest Val”，由 HV ECU 内的漏电检测电路进行检测。该值在 0 和 5 V 之间，表示绝缘电阻。可通过智能检测仪的 ECU 数据表查看。,2如何检测绝缘电阻减小,31,以下是“Short Wave Highest Val”的特性。注意：车辆置于 READY-ON 状态一段时间后，进行漏电检测电路工作情况检查。“Short Wave Highest Va

10、l”降至约 1.5 V。“Short Wave Highest Val”在增压时可能降至约 0 V，所以在未进行增压时作出绝缘电阻减小的判断。,绝缘电阻(k),3“Short Wave Highest Val”的特性,32,电池电流传感器,电池电流传感器电池电流传感器探测流进电池的电流强度,HV电池,33,电池处理,HV电池防止HV电池放电,每23个月需要自充电,自充电流程连接辅助电池的负极.在没有施加电气负荷的情况下使得电源处于IG ON保持此状态3分钟.注意:此操作的目的在于使ECU检测到正确的SOC.进入READY-ON状态.在发动机起动后,使其在P档空转直到发动机停机(自充电已经结束)

11、.,34,THS 充电器,电池处理,THS 充电器,HV电池当 HV电池放电后的操作使用THS充电器向HV电池充电,35,三、混合动力系统诊断,36,正确了解故障或症状 询问客户诊断性问题以确认是什么故障或症状,判断车辆是否存在故障,检查并存储 DTC、定格数据和详细信息,存储 DTC（诊断故障码）,未存储 DTC,这种车辆表现是否是混合动力车辆独有的？,使用操作历史数据,使用定格数据和详细信息,如何进行故障排除,如果指出 HV 系统存在故障,使用 ECU 数据表检查症状并进行诊断,根据修理手册中故障排除章节的说明执行检查,存储多个 DTC 时需采取的措施,将其存储至智能检测仪。,三、混合动力

12、系统诊断,37,正确了解故障或症状 诊断的第一步是正确了解客户指出的症状的详细信息。混合动力系统提供了多种 DTC 和诊断功能（如定格数据和操作历史数据），但是从客户处获得未受任何成见干扰的有价值的信息仍十分重要。,三、混合动力系统诊断,38,向客户询问诊断性问题时的注意事项1 询问诊断性问题的提示 以下有一个问卷，该问卷包含询问客户的各种诊断性问题。尝试从客户处获得故障出现时及故障出现前、后的状况的基本信息（问卷中的A 区）。使用勾选框以确保问卷上没有遗漏（问卷中的 B 区）。询问诊断,三、混合动力系统诊断,39,诊断问卷,三、混合动力系统诊断,40,下面介绍混合动力系统 DTC 的组成。混

13、合动力系统 DTC 与其他系统（如发动机系统）使用的 5 位数代码不同。,*：通信系统 DTC(U)和停机系统 DTC(B)也具有详细信息（INF 代码）。,没有详细信息（INF 代码）就无法进行故障排除,混合动力系统 DTC,三、混合动力系统诊断,41,例：,42,下面介绍混合动力系统 DTC 的组成。混合动力系统 DTC 与其他系统（如发动机系统）使用的 5 位数代码不同。,混合动力系统 DTC,三、混合动力系统诊断,43,详细信息代码:612（HV 蓄电池、蓄电池智能单元、HV 继电器总成）详细信息代码:613（混合动力车辆传动桥、逆变器）详细信息代码:614（直流高压部位）,绝缘异常故

14、障部位,三、混合动力系统诊断,44,多重DTC怎样进行故障排除?,三、混合动力系统诊断,45,多重DTC 一个控制是通过两个或多个ECU的共同协作计算出来的当其它相关ECU(系统)发生故障，系统进入失效保护模式,混合系统正常,混合系统进入失效保护模式,有故障,HV系统,发动机系统,制动系统,正常,正常,DTC失效保护,DTC失效保护,DTC失效保护,HV系统,发动机系统,制动系统,正常,正常,正常,三、混合动力系统诊断,46,HV 系统P0A7A-309.3(变极器线路不正常)P0A60-5011(V相电流感应器故障)P0A75-5162(W相电流感应器故障)A/C 系统B1424(阳光感应线

15、路不正常)ECB 系统C1259(HV系统再生故障)C1310(HV系统故障)EPS 系统C1546(HV系统故障)AFS 系统B2421(转向中央位置自动校正不完全),多重DTC 怎样进行故障诊断,Information Code,Occurrence Order,询问客户诊断性的问题以及正确检查汽车的初态 以避免没有故障的汽车进厂检查和记录所有系统的DTC如果HV系统有DTC存在，确认 信息码和优先顺序检查和记录FFD(每个系统)工作历史数据,全部DTC,三、混合动力系统诊断,47,HV 系统P0A7A-309.3(变极器线路不正常)P0A60-5011(V相电流感应器故障)P0A75-5

16、162(W相电流感应器故障)A/C 系统B1424(阳光感应线路不正常)ECB 系统C1259(HV 系统再生故障)C1310(HV 系统故障)EPS 系统C1546(HV系统有故障)AFS 系统B2421(方向盘中性点自动校正没有完成),分开和故障不关联的DTC(例如A/C,AFS等),不关联的故障,在日光照射不了的条件下，这个代码有时会输出,HV系统有故障时再生制动器不起作用ECB ECU 从HV ECU接受故障信号并输出故障代码 C1310,EPS ECU接收到HV ECU发出的故障信号并输出 C1546,当电池端子断开，输出B2421,ALL DTCs,三、混合动力系统诊断,48,HV

17、 系统P0A7A-309.3(变极器线路不正常)P0A60-5011(V相电流感应器故障)P0A75-5162(W相电流感应器故障)A/C 系统B1424(阳光感应线路不正常)ECB 系统C1259(HV 系统再生故障)C1310(HV 系统故障)EPS 系统C1546(HV系统有故障)AFS 系统B2421(方向盘中性点自动校正没有完成),NOTE:,主要因素按照出现顺序，进行 P0A06-501检查,Occurrence Order,ALL DTCs,推测故障 清除DTC 然后故障是否被复制？,FFD 及操作历史数据同样被清除如果从HV系统检测到多重DTC,则按照故障出现的顺序进行检测,三

18、、混合动力系统诊断,49,例：,检查详细信息的出现顺序,INF 代码,50,例：,发动机仓接线盒,51,如何使用定格数据和详细信息,检查 DTC 和详细信息的出现顺序,估算存储 DTC的时间,检查车辆是否处于 READYON状态,检查驾驶员操作历史数据,检查车辆工作状态,52,如何使用定格数据和详细信息,三、混合动力系统诊断,53,DTC不代表有不正常的输出 DTC的输出取决于一定的驾驶/运作情况，即使系统功能正常,三、混合动力系统诊断,54,四、混合动力车辆的注意事项,55,EV 行驶模式期间的可连续行驶里程根据 HV 蓄电池的 SOC 和行驶条件（如路面和山坡）的不同而不同。但是，通常在数

19、百米（数百码）和约 2 km（1.2 英里）之间。,提 示：,四、混合动力车辆的注意事项,56,检查模式,检查模式激活检查模式(不使用测试仪),提 示：,57,注意事项：,如果辅助蓄电池电量耗尽,以下描述的情况可能表示辅助蓄电池电量已耗尽。用蓄电池充电器或借助另一车辆对辅助蓄电池进行再充电。以与常规车辆相似的方式进行跨接起动。注意：辅助蓄电池密封在车厢内。请勿对此类型蓄电池进行快速充电。如果使用万能充电器对密封辅助蓄电池充电，则充电电流为 3.5 A 或更低*。,58,发生意外事故,发动机停止=油泵停止润滑不足,MG 产生电,如果高电压电路发生故障,可能导致火灾,事故时采取的措施拖车时的预防措施拖车时，如果驱动车轮着地可能导致危险状况,提 示：,59,碰撞过程中切断高压电路,如果车辆发生下述碰撞，动力管理控制 ECU 通过断开系统主继电器来切 断电源，以确保安全。(2)在正面碰撞、侧面碰撞或侧后碰撞过程中，动力管理控制 ECU 接收来自 空气囊传感器总成的空气囊展开信号。,提 示：,60,提 示：注 意！,61,Q/A,62,谢谢聆听！,