03-3 sistema híbrido (controles)
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Sistema Hbrido
(Controles)
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Operacin de THS II(Sistema Hbrido TOYOTA)
Descripcin
Vehculo parado Salida,Conduccin con baja carga,
Reversa
Conduccin normal
High Load Driving Desaceleracin Vehculo parado(Cargando)
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Operacin de THS II
Cuadro Nomogrfico
Direccin de rotacin deMG
+ -
Torque+ Descarga Carga
- Carga Descarga
- Condicin de MG1, MG2 -
Unidad de engranesplanetarios divisor de potencia
Unidad de engranes planetariosreductor de velocidad del motor
Solar(MG1)
Portaplanetarios(Motor a gasolina)
Corona(Ruedas)
Portaplanetario(Fijo)
Solar(MG2)
+
-
Torque
+
-
rpm
La lneas verticales muestran rpm ydireccin de rotacin
Los espacios entre las lneas verticalesson las relaciones de engranes
La flecha es la direccin del torque(Rojo: Descarga / Azul: Carga)
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Operacin de THS II
Saliendo con MG2 Slo MG2 se usa cuando el vehculo est saliendo bajo
condiciones de baja carga / suave aceleracin
Batera HV
Motor agasolina
MG1
MG2
MG1 Motor agasolina Ruedas Fijo MG2
+
-
Torque
+
-
rpm
(S) (C) (R) (C) (S)
Velocidad delvehculo
0
-
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Operacin de THS II
Saliendo con MG2
Velocidad delvehculo
0
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Operacin de THS II
Andando con MG2 y Motor a gasolina MG1 arranca el motor a gasolina cuando el torque de
manejo requerido aumenta
Batera HV
Motor agasolina
MG1
MG2
MG1 Ruedas Fijo MG2
+
-
Torque
+
-
rpm
(S) (C) (R) (C) (S)
Velocidad delvehculo
0
Motor agasolina
-
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Operacin de THS II
Andando con MG2 y Motor a gasolina
Velocidad delvehculo
0
Click!
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Operacin de THS II
Durante baja carga y velocidad constante crucero Motor a gasolina maneja las ruedas y MG1 La electricidad generada es suministrada a MG2
Batera HV
Motor agasolina
MG1
MG2
MG1 Ruedas Fijo MG2
+
-
Torque
+
-
rpm
(S) (C) (R) (C) (S)
Velocidad delvehculo
0
Motor agasolina
-
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Operacin de THS II
Durante baja carga y velocidad constante crucero
Velocidad delvehculo
0
Click!
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Operacin de THS II
Durante aceleracin completa La batera HV suministra energa elctrica a MG2
dependiendo de la cantidad de aceleracin
Batera HV
Motor agasolina
MG1
MG2
MG1 Motor agasolina Ruedas Fijo MG2
+
-
Torque
+
-
rpm
(S) (C) (R) (C) (S)
Velocidad delvehculo
0
-
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Operacin de THS II
Durante aceleracin completa
Velocidad delvehculo
0
Click!
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Operacin de THS II
Durante conduccin bajo desaceleracin (rango D) MG2 es conducido por las ruedas y acta como
generador para recargar la batera HV
Batera HV
Motor agasolina
MG1
MG2
MG1 Motor agasolina Ruedas Fijo MG2
+
-
Torque
+
-
rpm
(S) (C) (R) (C) (S)
Velocidad delvehculo
0
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Operacin de THS II
Durante conduccin bajo desaceleracin (rango D)
Velocidad delvehculo
0
Click!
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Operacin de THS II
Durante conduccin bajo desaceleracin (rango B) La electricidad generada por MG2 es suninistrada a MG1,
y MG1 maneja al motor a gasolina para aplicar freno demotor Velocidad del
vehculo
0
Batera HV
Motor agasolina
MG1
MG2
MG1 Motor agasolina Ruedas Fijo MG2
+
-
Torque
+
-
rpm
(S) (C) (R) (C) (S)
-
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Operacin de THS II
Durante conduccin bajo desaceleracin (rango B)
Velocidad delvehculo
0
Click!
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Operacin de THS II
Manejando en reversa Slo se usa MG2 para conduccin en reversa El motor a gasolina siempre est apagado en reversa
MG1 Motor agasolina Ruedas Fijo MG2
+
-
Torque
+
-
rpm
(S) (C) (R) (C) (S)
Velocidad delvehculo
0
Batera HV
Motor agasolina
MG1
MG2
-
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Control del Sistema HV
ControlControl Item Descripcin del Control
ControlHV
Clculo de salida HV Calcula la fuerza motriz del motor a gasolina,el torque del motor y generador de acuerdocon las condiciones de conduccin
Control SMR Controla el cambio de ON u OFF de los relsprincipales del sistema
Control de inversor Controla la salida inversor usando seales deoperacin de comando (Seales PWM)
Control deconvertidor de alta Controla la elevacin de alto voltaje
Control deconvertidor DC-DC
Controla el voltaje y corriente elctrica que seusa para cargar la batera auxiliar
Control de traccindel motor elctrico Previene que MG2 rote excesivamente
Control de frenosregenerativos
Realiza el control de freno regenerativos almomento de desaceleracin en coordinacincon la ECU de control de patinaje
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Control del Sistema HV
ControlControl Item Descripcin del Control
ControldeBatera
Control del SOC Controla el estado de carga (SOC) de labatera HV
Control del abanicode enfriamiento dela batera
Controla la temperatura de la Batera HV a unnivel apropiado
Deteccin deaislamiento anormal Detecta la normalidad/anormalidad de loscircuitos de aislamiento de alto voltaje
ControldelMotor agasolina
Control de salida delmotor a gasolina
Controls la salida del motor a gasolina
Control de operacinintermitente del
motor a gasolina
Realiza la operacin intermitente del motor a
gasolina como es necesario
Control de limitacin depotencia
Limita la potencia basada en la temperaturadel componente
Prueba de falla Provee fuerza motriz limitada mientras elmanfuncionamiento ocurre
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Control del Sistema HV
Diagrama del sistema
Batera HV
Actuador delfreno
Batera
auxiliar
Compresor deA/C con inversor
de A/C
Convertidor de alta
Transmisin hbrida
Motor agasolina
Sensor de posicin de cambioSensor de
posicin delacelerador
CAN
ECU decontrol depatinaje
UnidadSmart dela batera
Inversor
MG2MG1
Sensores develocidad
ECU MG
SMR
Resolver (MG2)
ECU decontrol demanejo depotencia(CPU HV)
ECU de labatera
ConvertidorDC / DC
Inversor de A/C
ECM
DLC3
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II
Posicindel
acelerador
Posicin delcambio
Velocidad de
MG2 (Resolver)
1. Clculo de torquerequerido por elconductor
Potenciarequerida
objetivo del eje
2. Clculo de salidade potenciarequerida por elconductor
3. Clculo de la salida de potenciarequerida para el motor agasolina
4. Criterio de arranque del motor agasolina
5. Clculo de las rpm objetivodel motor a gasolina
6. Control del motor agasolina
Control del volumende inyeccinControl del tiempode ignicin
Control delobturadorelectrnico
Control del sistemaVVT-i
7. Clculo de las rpmobjetivo de MG1
8. Control del torque MG1
9. Clculo del torque directodel motor a gasolina
Controlde SOC
10. Clculo del valor de
comando del torque MG2
12. Clculo del valor de frenadoregenerativo
Informacinde la Batera
HV
Unidad Smartde la batera
Presin delcilindro
maestro
11. Pedido de la ECU del valor
de frenado regenerativo
13. Clculo de la fuerza
hidrulica de frenado
Actuador delfreno
MG2
ECU HV
MG1
Torque deconduccin del eje
objetivo
ECU de control de patinaje
Velocidad deMG1 (Resolver)
C S
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 1. Clculo de torque requerido por el conductor
El torque requerido de conduccin del eje es calculado enbase a la posicin del acelerador y la velocidad del vehculo
Relacin de la velocidad del vehculo, posicin del
acelerador y Potencia de conduccin (torque requerido)
: Batera HV MG2
: MG1 MG2
: Torque directo del
motor a gasolina
Fuerzadeconducc
in
Velocidad del vehculo
Velocidadcrucero mxima
Velocidad mxima
Apertura del acelerador100%
Apertura delaceleredaror 50%
Resistenciaal andar
C t l d l Si t HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 2. Clculo de salida de potencia requerida por el conductor
Lo mismo que en [1], la salida de potencia objetivo escalculada en base al torque requerido del conductor y lavelocidad del vehculo
Potencia de salida requerida por el conductor =
[1] Torque requerido por el conductor Velocidadde rotacin del eje Prdidas del Sistema
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C t l d l Si t HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 5. Clculo de las rpm objetivo del motor a gasolinaComo se muestra en el siguiente ejemplo, el punto donde la
curva de operacin del motor a gasolina y la potencia del motora gasolina (potencia requerida del motor a gasolina) se cruzan
es la rpm objetivo del motor a gasolina
Lnea de operacin del motor agasolina
Potencia del E/G =rpm E/G x torque E/G
Cambia de acuerdo a la salida depotencia requerida por el conductor
Torquedelmotoragaso
lina
(ngulodeaperturadelobturador)
Velocidad del motor a gasolina
Velocidad objetivo delmotor a gasolina
C t l d l Si t HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 6. Control del motor a gasolina
El control del motor a gasolina se realiza en base al comandode la [3] potencia requerida del motor a gasolina y las [4] rpmobjetivo del motor a gasolina.
Inyeccin, ignicin, ETCS-i, control VVT-i etc.
C t l d l Si t HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 7. Clculo de las rpm objetivo de MG1
Las rpms objetivo de MG1 son calculadas en base a la seal develocidad de las ruedas (aprox. lo mismo que las rpms de MG2) y [4]
rpm objetivo del motor a gasolina rpm
Solar Portaplanetarios Corona(Ruedas)
Portaplanetarios(Fijo)
Solar
+
-
0 rpm
MG1
rpm
Rpm del Motora gasolina
MG2
rpm
Rpm requerida de MG1 es determinada despus que las rpmsdel eje (rpm MG2) y las rpms del motor a gasolina hayan sido
determinadas
Control del Sistema HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 8. Control de torque de MG1
Las rpm de MG1 son controladas por las rpm objetivoen base al sensor de velocidad (resolver)
El torque de MG1, que es necesario para alcanzar lasrpm objetivo, es controlado
Control del Sistema HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 9. Clculo del torque directo del motor a gasolina
El torque generado por el motor a gasolina es calculado enbase al torque de MG1, que fue calculado en [8]
El torque directo del motor a gasolina al eje puede serentendido basado en el torque MG1, de acuerdo con larelacin balanceada en el grfico nomogrfico
Solar Portaplanetarios Corona(Ruedas)
Portaplanetarios
(Fijo)
Solar
+
-
0 rpm
MG1rpm
Rpm motor agasolina
MG2rpm
Torque directo de E/G = - (torque MG1) x (0.72/0.28)
0.72 0.28
Torquedirecto
Control del Sistema HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 10. Clculo del valor de comando del torque MG2
El valor de comando del torque MG2 es calculado en base a[1] torque requerido por el conductor y el [9] Torque direrctodel motor a gasolina
Esto significa que la escasez de torque es complementadapor MG2 para concordar con el torque requerido por elconductor
Valor de comando del torque MG2 =
Torque requerido del conductor Torque directo del
motor a gasolina
Control del Sistema HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 11. Pedido de la ECU del valor de frenado regenerativo
La ECU de control de patinaje tiene como salida el pedido de laECU de torque de freno regenerativo hacia la ECU HV, basadoen la seal de presin hidrulica del cilindro maestro de frenos
y la velocidad del vehculo
Control del Sistema HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 12. Clculo del valor de frenado regenerativo
La ECU HV calcula el valor de frenado regenerativo enbase al estado de carga (SOC) de la batera HV
La fuerza regenerativa de frenado es reducida cuando elSOC es alto, porque no es necesario generar electricidad
La ECU HV retro alimenta el resultado de su clculo a laECU de control de patinaje como un valor de ejecucin defrenos regenerativos
Control del Sistema HV
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Control del Sistema HV
Clculo de la salida THS II 13. Clculo de la fuerza hidrulica de frenado
Cualquier escasez de energa de frenado es sumplementada porel sistema hidrulico de frenos, basado en el valor de frenado
regenerativo realizado por la ECU HV
Fuerza de frenado total =
Fuerza de frenohidrulico
Fuerza de frenoregenerativo
Control del Sistema HV
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Control del Sistema HV
Caracterstica de la fuerza de manejo THS-II
Vel. mx,.
Vel.Mx.
crucero
Fuerzade
manejo
Velocidad del vehculo
Motor a gasolina+ Motor elctricoConduccin
EV
Aceleracin
Aceleracincompleta
Vehculo convencional
Fuerzademanejo
Velocidad del vehculo
1st
2nd
3rd4th
5th
Control de modo de conduccin
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Modo EV ( ) En el modo EV, el vehculo anda como un vehculo
elctrico que es manejado slo con el motor elctrico Cuando se satisfacen todas las condiciones en la tabla deabajo, se puede usar el modo EV
Condicionesde operacin
La temperatura del sistema hbrido no es alta (La temperatura del sistemahbrido ser alta cuando la temperatura del aire exterior es alta o despus queel vehculo ha viajado por colinas [montaas] o a altas velocidades).
La temperatura del sistema hbrido no es baja (La temperatura del sistemahbrido ser baja cuando el vehculo se deja estacionado por largo tiempocuando la temperatura del aire exterior es baja).
La temperatura del coolant es el valor especfico o ms -A: Aprox. 20 grados C (68 grados F) / Excepto A: 0 grados C (32 grados F)
El SOC es aprox. 50 % o ms (Nivel 4 o ms).
La velocidad del vehculo es aprox. 40 km/h (25 mph) o menos.La cantidad de depresin del pedal acelerador es a un nivel o por debajo.
El deshielador est OFF.
El sistema control crucero no opera.
Referencia:Los rangos disponibles de conduccin difieren dependiendo en factores comoel nivel de carga de la batera HV o condicin del aire acondicionado, el rango de
conduccin es alrededor de cientos de metros a 1 km (0.6 millas aprox).
Control de modo de conduccin
Control de modo de conduccin
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Modo ECO ( ) Optimiza la economa de combustible y el rendimiento
de conduccin generando la fuerza motriz suavementeen contra de la operacin del acelerador Al mismo tiempo, ayuda a la conduccin Eco
optimizando el rendimiento del aire acondicionado
ECO
MODE
ngulo de apertura del acelerador
ModoPWR
Normal
Modo
ECOSalidadefuerzamotriz
Control de modo de conduccin
Control de modo de conduccin
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Modo PWR ( ) Optimiza el rendimiento de aceleracin aumentando la
fuerza motriz en el rango medio de la apertura del
acelerador ms que normal
ngulo de apertura del acelerador
ModoPWR
Normal
Modo
ECOSalidadefuerzamotriz
Control de modo de conduccin
Control SMR
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Control SMR
Descripcin Los SMRs son rels que conectan o cortan el suministro de
los circuitos de alto voltaje en base a seales de la ECU HV
SMRs para corte automtico
Corte con el
SW depotencia
Tapn
deservicio
Tapn deservicio para
corte manual
SMRs
PowerManag
ementControl
ECU(H
VCPU)
SW de Potencia
SW de interbloqueo(Tapa del conjunto inversor/convertidor)
Conjunto sensor de bolsa de aire
SW de interbloqueo (Tapn de servicio)
SW de interbloqueo(Cable de alto voltaje para el conjunto
inversor/convertidor)
Corte porcolisin
Corte cuandoel dispositivode
interbloqueoes activado
Control SMR
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Control SMR
Operacin (SMRP (SMR1) est instalado en el lado positivo) Los SMRs son rels que conectan o cortan el suministro de los
circuitos de alto voltaje en base a seales de la ECU HV
Sensor decorriente
SMR2
SMR1
SMR3
Resistor
BateraHV
Tapn deservicio
ECU HV
Sensor
devoltaje
CO
N1
CO
N2
CO
N3
Inversor conconjunto
convertidor
PRIUS (NHW20)
ECU de labatera
Control SMR
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Control SMR
Operacin (SMRP (SMR1) est instalado en el lado positivo)
Voltaje
Tiempo
SMR1
SMR2
SMR3
(+)
(-)
0
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
Deteccin de trabado en posicin cerrado para SMR3
Control SMR
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Control SMR
Operacin (SMRP (SMR1) es instalado en el lado negativo) Los SMRs son rels que conectan o cortan el suministro de
los circuitos de alto voltaje en base a seales de la ECU HV
SMRB
SMRP
SMRG
Resistor
BateraHV
Tapn deservicio
ECU HV
Sensor
devoltaje
SM
RP
SM
RB
SM
RG
Inversor conconjunto
convertidor
Sensor decorriente
Unidad Smart de labatera
PRIUS (ZVW30)
Control SMR
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Control SMR
Operacin (SMRP (SMR1) es instalado en el lado negativo)
Voltaje
Tiempo
SMRB
SMRP
SMRG
(+)
(-)
0
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
Deteccin de trabado en poscin cerrado para SMRB
Control del Inversor
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Control del Inversor
Control del Inversor La ECU MG tiene como salida una seal de control del inversor (PWM)
basado en el valor de comando de torque que viene de la ECU HV
Batera HV(DC201.6V)
Sensor devoltaje Unidad de control de potencia Sensor decorriente
Sensor detemperatura
MG
Resolver
ECU HV
Porcin de control del motorPorcin de control del
vehculo
Sealde falla
PWM(U,V,W)
Vel. Del motor, diagnsticoComando de torque
Comunicacin
ECU MG
Apagado
Control del Inversor
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Control del InversorModo de control MG El modo de control MG tiene 3 patrones como se muestra abajo, y
pueden ser verificados con la lista de datos de la ECU usando el testerinteligente
Modo de control PWM tipo senoidal PWM Variable Onda rectangular (1pulso)
Rango de control Baja velocidad Velocidad media Alta velocidad
Forma de onda devoltaje
Tasa de utilizacin 0 0.61 0.61 0.78 0.78
Caracterstica Variacin de torquepequea Incremento en la salida
Lista de datos de laECU
(Modo de controlMG1 / MG2)
0 1 2
Modo de control MG y Portador de frecuencia MGpueden ser verificados en la lista de datos de la ECU
Control del Inversor
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Control del Inversor
Modo de control MG Rango de control del control de voltaje
Baja vel.
Vel. media
Alta vel.
Velocidad del Motor
Torque
Control del Inversor
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Control del Inversor
Control de descarga para el capacitor de alto voltaje Despus de READY OFF, el inversor opera para
consumir en las bobinas de MG2 la carga elctrica
restantes en el capacitor de alto voltaje como calor
Inversor con conjunto convertidor
ECU MGEl campo magntico generado ()
es la misma direccin que el campomagntico del rotor ()
El torque del motor no es generado
Del capacitorde altovoltaje
La carga elctrica esconsumida por
generacin elctrica
MG2
Control del Inversor
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Control de descarga para el capacitor de alto voltaje Si el sistema no puede realizar el control de descarga debido a
malfuncionamientos del sistema hbrido, la carga elctrica en el
capacitor es descargada por medio del resistor de descarga
Resistor de descarga Inversor con conjunto convertidor
Capacitor dealto voltaje
Control del Inversor
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Apagado de IGBT Cuando las siguientes anormalidades ocurren, la ECU HV apaga
los IGBTs del inversor para cortar el control del inversor
Sobrecorriente o Sobrevoltaje (del lado despus de elevado)
Sobrecorriente o sobrevoltaje debido al tiempo inadecuado delflujo de corriente dentro de MG1 MG2
La electricidad abruma la fuerza repulsiva y fluye cuando unmagneto est cerca. El tiempo inadecuado de la aplicacin de lafuerza magntica causa sobrecorriente
Sobrecorriente o sobrevoltaje debidoa cortocircuito de labobina de MG1 MG2
La sobrecorriente ocurreporque la carga desaparecedebido al cortocircuito de labobina
Corto-circuito
de labobina
sobrecorriente
Estado de compuerta MG (Condicin de IGBT) puede ser verificado con la lista de datos de la ECU
Control del Inversor
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Apagado de IGBT Cuando las siguientes anormalidades ocurren, la ECU HV apaga
los IGBTs del inversor para cortar el control del inversor
Sobrevoltaje (del lado antes de elevado)
Sobrevoltaje debido a un corte temporal del circuito de alto voltaje Sobrevoltaje debido a un corte temporalde los circuitos de energa
de las ECUs y circuitos de control(ej.: Corte de SMR anormal,
corte temporal del valor de comando )
La energa no tiene a donde ir, esto da resultado in incremento delvoltaje
Desconexin
Sobrevoltaje
Estado de compuerta MG (Condicin de IGBT) puede ser verificado con la lista de datos de la ECU
Control del Inversor
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Apagado de IGBT (para la posicin N) Cuando la palanca de cambios est en la posicin N, la
ECU HV apaga los IGBTs de MG1 y MG2 para prevenir
la generacin de torque de MG1 y MG2
El sistema no puede realizar la operacin de carga
(La batera HV no puede ser cargada)
MG1
MG2Posicin N
No hay generacinde torque
Convertidor de alta Control
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7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Convertidor de alta Control El control de elevacin se realiza cuando MG1 necesita un alto torque
debido al arranque del motor a gasolina o cuando MG2 necesita un altotorque
La ECU HV detecta el voltaje antes/despus de la elevacin yprovee retroalimentacin para verificar si la elevacin objetivo es
alcanzada
Voltaje del sistema
Torque
Velocidad de MG2
Voltaje de labatera HV
650V
Voltaje antes de elevar, Voltaje despus de elevar, Relacin de presin de elevacin yPortador de freq. del convertidor pueden ser verificador con la lista de datos de la ECU
Convertidor de alta Control
-
7/28/2019 03-3 Sistema Hbrido (Controles)
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Apagado de compuerta del convertidor de alta Cuando se detecta un malfuncionamiento, la ECU HV
apaga los IGBTs del convertidor de alta IGBTs
Estado de compuerta del convertidor (condicin de los IGBTs)puede ser verificado con la lista de datos de la ECU
Sensor devotlaje
Sensor devoltaje
ECU MG
ECU HV
Control del convertidor DC-DC
-
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Bateraauxiliar
DC201.6VConvertidor DC-DC
DC14V
Control del convertidor DC-DC El volatje de la batera HV es reducido a DC 14 V para
cargar a la batera auxiliar
ECU HV Amplificador de A/C
Circuito de control
ECU HV usa la terminal NODD para monitorear el convertidor DC-DC y crea un comandopara parar la operacin del convertidor DC-DC cuando ocurre una anormalidad
El convertidor DC-DC tambin cambia la salida de voltaje, dependiando de las condicionesde operacin (VLO terminal)
NODD VLO IDH
Filtrodeentrada
Control de traccin del motor elctrico
-
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Control de traccin del motor elctrico La ECU HV inmediatamente detecta el patinado de las
ruedas usando un sensor de velocidad de alta presicin
(resolver) y controla la fuerza de manejo de MG2 paraprevenir cambios repentinos de voltaje y incrementosrepentinos de velocidad de los engranajes planetarios
PRIUS (NHW11, 20) / HIGHLANDER HV / RX400h
Tiempo (segundos)
Vel. Delvehculoaumenta
Cuadro de controlde traccin del
motor elctrico
Posicindel
acelerador(%)
Control de traccin del motor elctrico
-
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Control de traccin del motor elctrico Condicin del engranaje planetario cuando las ruedas
patinanConduccin normal Cuando las ruedas patinan
Cambio mnimo en lavelocidad de las ruedas
Cambio significativo en lavelocidad de la ruedas
Control de freno regenerativo
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Operacin del sistema
Sensor de carrera delpedal del freno
Fuerza de frenoregenerativo
Fuerza de frenohidrulico
: Presin del fliudo: Seal elctrica
Sensor de regulador depresin
ECU de control de patinaje
Porcin de la fuente depotencia hidrulica
Genera potencia hidrulicausando la bomba
Porcin de control hidrulico
La potencia hidrulica esajustada a la fuerza de frenadorequerida, y se distribuye a lasruedas
ECU HV
Fuerza defrenado
demandada
Fuerza de frenoregenerativo actual
Clculo defuerza de frenoregenerativo
Clculo de fuerza defreno regenerativo
Control de freno hidrulico
Control de freno regenerativo
-
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Control de freno regenerativo Prorrateo fuerza de frenado entre el freno hidrulico y
freno regenerativo
Fuerza de frenoregenerativo
Fuerza de frenohidrulicoFuerza
defrenado
Tiempo
Demanda delconductor
Cambios en el prorrateo de fuerza de frenado
Control de freno regenerativo
-
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Control de freno regenerativo Divisin del frenado hidrulico y frenado de MG2 (en
comparacin con la velocidad del vehculo)
Fuerzadefren
ado
Velocidad del vehculoes alta
Velocidad del vehculoes mediana o baja
Velocidad del vehculo esextremadamente baja o la
palanca de cambios est en N
: Freno hidrulico
: Freno regenerativo
: Freno del motor a
gasolina
Carrera del pedalde frenos
Cuando el motor agasolina opera
Cuando el motor a
gasolina est parado
Control 4WD (Sistema E-four)
-
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Descripcin
Transeje traseroMGR
Transeje hbridoMG1MG2
Motor a
gasolina
RX400h
Freno
regenerativo estdisponible entodas las ruedas
Control 4WD (Sistema E-four)
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Sistema 4WD ECU de control de patinaje calcula la distribucin de
torque de las ruedas delanteras / traseras
ECU de control depatinaje
Sensor dengulo dedireccin
Sensor deaceleracin y
yaw rateMotor a gasolina
MGRMG1 MG2
Distribucinde Torque
Fuerza motriz objetivo,Posicin de la palanca
Calcula ladistribucin de
torque delantero /trasero
4 Sensores de velocidadECU HV
Clculo de lafuerza motriz
objetivo
Fuerza motrizdelantera
Fuerza motriztrasera
Clculo deSOC
Control 4WD (Sistema E-four)
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Sistema 4WD Operacin 2WD / 4WD
2WD
Conduccin normal
4WD
Saliendo,Baja carga
AceleracinDesaceleracin
Sobre superficie resbaloza
4WD4WD
Curva cerrada
Control de la batera HV
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SOC Control del SOC (Estado de carga)
La ECU HV ECU siempre realiza contol de carga/descarga
basado en el nivel de carga/descarga calculado con el objetivode mantener el SOC lo ms cerca de su nivel objetivo
Rango de sobrecarga
Rango de sobredescarga
Ejemplo de cargaen SOC
Lmite de controlsuperior de SOC
Control deSOC objetivo
SOC
Tiempo
Lmite de controlinferior de SOC
Control de la batera HV
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Tapn deservicio
Sensores detemp. (Termistor)
Batera HV
Sensorde corriente
Voltaje x 14
+
-
Temp. x 3
SOC Control del SOC (Estado de carga)Cuando el SOC est por debajo del nivel bajo, la ECU HV opera a
MG1 como generador para cargar la batera HV
Unidad Smart
de la batera
Informacin dela batera HV
ECU de control demanejo de potencia
(CPU HV)
Control de SOC
MG1
Carga
Motor a gasolina
Control de la batera HV
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SOC Clculo del SOC
Voltaje de la batera HV
Clculo del SOC
Temperatura de la batera
HVCorriente de la batera HVClculo de nivel de carga /
descarga
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Control de la batera HV
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Control del abanico de enfriamiento
ECU HV ECU controla la temperatura de la batera HV a un nivel
apropiado verificando su temperatura y controlando con propiedad losabanicos de enfriamiento cuando la temperatura aumente
Unidad Smart de labatera
Rel delabanico
12V
Sensor de temp. de aire de entrada
Sensores detemp. de la
Batera HV (x3)
Soplador de enfriamiento de laBatera HV
Controlador del motor
ECU HVControl del abanico de
enfriamiento
Voltaje del sopladorVel. delabanico
Informacin de la Batera HV
Control de la batera HV
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Control del abanico de enfriamiento Control de la velocidad del abanico
Volumendeair
e
delabanico
Temperatura de la batera HV
Control de la batera HV
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Deteccin de fuga
Resistencia de aislamiento estndar
1 100 M o mayor(Los valores pueden diferir dependiendo del rea)
Control de la batera HV
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Deteccin de fuga
Unidad Smart de la batera
ECU HV Medidor a
Carga
Resistencia deaislamiento
Circuito dealto voltaje
Carrocera
Los circuitos de alto voltaje estn aislados de la carrocera por
razones de seguridad Un Circuito de deteccin de fuga, que est integrado en la
Unidad Smart de la batera, monitorea constantemente que laresistencia de aislamiento entre el sistema de alto voltaje y lacarrocera se mantenga constante
Circuito dedeteccin de fuga
Control de la batera HV
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Deteccin de fuga Mtodo de deteccin
Unidad Smart de la batera
Circuito dedeteccin de fuga
ECU HV Medidor a
CargaCircuito deAlto voltaje
Carrocera
El circuito de deteccin de fugas permite que una pequea cantidad
de AC fluya por el circuito de alto voltaje, y verifica si la AC regresadel lado de la carrcera atravs del capacitor Mientras ms se reduce la resistencia de aislamiento, ms pequeas
son las ondas AC que regresan del capacitor. El valor de la resistenciade aislamiento es detectada en base a la amplitud de las ondas AC
Normal
Anormal
Resistencia deaislamiento
Control de la batera HV
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Deteccin de fuga
El decremento en la resistencia de aislamiento es convertido a la
data de la ECU Short Wave Highest Value, que es detectada por elcircuito de deteccin de fuga en la Unidad Smart de la batera
Esto puede ser verificado en la lista de datos de la ECU con el testerinteligente
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
100 ~ 200
ShortWave
HighestValue(V)
Resistencia de aislamiento (k)
Caracterstica de Short Wave Highest Value
Rango de deteccin de DTC
Motor a gasolina Control
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Control de operacin intermitente del motor a gasolina A diferencia de un vehculo convencional, el Motor a gasolina
se para cuando la potencia del mismo no es necesaria
Condicin Descripcin
La solicitud de calentamiento delMotor a gasolina est ON Cuando el motor a gasolina necesita calentarse
Catalyst Warm-up Request is ON Cuando el TWC necesita calentarse
La solicitud del calentador est ON Para asegurar el rendimiento del calor
Cada de SOC Controla MG1 para cargar a la Batera HV
La temperatura de la batera HVest alta o baja
Debido a que la energa para arrancar al Motora gasolina de la Batera HV es insuficiente, elMotor a gasolina contina operando
Aprendizaje de ISC incompletoISC learning has not been completedWhen the Batera auxiliar isdisconnected, the learned value is cleared
Condicin de arranque del motor a gasolina (Cuando el vehculo est parado)
Control del compresor de A/C
-
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Diagrama del sistema El amplificador de A/C calcula la velocidad objetivo del
compresor
Amplificadorde A/C
Temp.objetivo delevaporador
Velocidadobjetivo delcompresor
*: Bus de manejo de potencia
Sensoresvarios e
interruptores
Sensor detemp. del
evaporador
Conjunto compresor conmotor
(Inversor de A/C includo)
Batera HV
ECU HVControl de
la velocidaddel
compresor
*
Limitacin de potencia
-
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Control de la limitacin de potencia Se limita la potencia en las siguientes situaciones
Item Descripcin
Batera HV
Disminucin deSOC
Cuando el SOC es menor que el nivel especificado.(WOUT (wataje de salida) es gradualmentedisminuido)
Temperaturabaja
Cuando la actividad de la batera es ms baja debidoa temperatura, la energa de la batera a MG2 eslimitada (WOUT)
Temperatura altaCuando una gran cantidad de calor es generado porla batera debido ciclos de carga / descargarepetitivos con una gran cantidad de corriente
PCU
Alta temperatura
en el inversor
Cuando la temperatura de los IGBTs del Inversorexcede un nivel especfico debido a una alta carga de
manejo
Alta temperaturaen el convertidorde alta
Cuando la temperatura del convertidor de alta en elinversor excede un nivel especfico debido a una altacarga de manejo
Motor y
Generador Alta temperatura
Cuando la temperatura de MG1 y MG2 exceden un
nivel especfico debido a una alta carga de manejo
Limitacin de potencia
C t l d l li it i d t i
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Control de la limitacin de potencia Cuando la salida de la batera HV es limitada, el rendimiento a
conduccin llega a ser ms bajo que en las condiciones normales
: Batera HV MG2
: MG1 MG2
: Toque directo del
motor a gasolina
Fuerzademanejo
Velocidad del vehculo
Fuerza mximade manejo
Fuerza max. demanejo en operacin
sin-batera HV
Control del Sistema HV
l d l l d
-
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Control de la limitacin de potencia Cuando el SOC es bajo
Cuando el SOC es bajo, la descarga de la potencia elctrica
Control de energa WOUT es reducida para limitar la salida
Potenciae
lctrica(kW)
0
Salida Max. (WOUT)
Entrada Max. (WIN)
SOC (%)
Relacin de SOC, WIN (Wataje de entrada), WOUT (Wataje de salida)
0
Control del Sistema HV
C l d l li i i d i
-
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Control de la limitacin de potencia Efecto de la temperatura de la Batera HV Manejando con gran carga puede causar que la temperatura de
la batera HV se incremente, pero esto no indica un problema.Cuando la temperatura de la batera HV es muy alta, la salida eslimitada como se muestra abajo
La temperatura de la batera HV es baja justo despus que elvehculo es puesto en el estado READY-ON en una condicinfra, por lo tanto la salida de la batera es reducida
Potenciae
lctrica(kW)
0
Temperatura dela Batera HV
Salida Max. (WOUT)
Entrada Max. (WIN)
Control del Sistema HV
C t l d l li it i d t i
-
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Control de la limitacin de potencia Alta temperatura del Inversor o MG
Cuando la temperatura del inversor y/o MG excede un nivel
especfico al momento de una conduccin contnua de bajavelocidad en una pendiente o conduccin de una pendienteescalonada, la potencia es limitada como se muestra abajo
0%
Temperatura del inversor(Temperatura del motor)
100%
La temperatura especficapara el Inversor y motorno es la misma
Poten
ciaelctrica(kW)
Control del Sistema HV
P b d f ll
-
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Prueba de falla
Ejemplo de problemas
Componentes no funcionales (= ) Condicindel vehculo
(Modo
prueba defallas)MG2 Motor a
gasolinaMG1 Batera
HVMGR
MG1[Resolver, sensor de corriente, etc.]
Motor a gasolina[Sistema EFI, bomba de combustible,etc.]
ConducccinMG2
MG2
[Resolver, sensor de corriente, etc.] Conduccin
por motor agasolina
MGR[Resolver, sensor de corriente, etc.] ConduccinFF
Batera HV[Cable de comunicacin, UnidadSmart de la batera, etc.]
(SMR
OFF)
Sin BateraHV
Sensor de Temperatura Slo luz deadvertencia
ECU HVSW de interbloqueoFalla de aislamiento del sistema dealto voltaje
Sobrecorriente o sobrevoltaje
(SMROFF)
Not in
READY-ONState
Control del Sistema HV
P b d f ll
-
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Prueba de falla Conduccin por MG2
Cuando hay problema con MG1, la salida del motor a gasolinano puede ser transmitida a las ruedas.En este caso, Se relaliza la conduccin por MG2.
Motor a gasolina Ruedas MG2MG1
No se puedetransmitir la salida
del motor a
gasolina
Malfuncionamiento
Control del Sistema HV
P b d f ll
-
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Prueba de falla Conduccin por Motor a gasolina
La energa del motor a gasolina puede ser transmitida a ruedas pormedio de la operacin de carga de MG1.En este caso, el vehculo puede ser manejado hasta que la batera HV
est totalmente cargada.
Motor a gasolina Ruedas MG2MG1
Toque negativo (= Carga) esnecesario para transmitir laenerga del motor a gasolina
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