奔驰S400 HYBRID混合动力技术图解终结

来自:汽车医生
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高压系统部件低温冷却系统
低温冷却系统回路示意图

1、低温冷却器
2、DC/AC装置
3、DC/DC变换器
4、膨胀水箱
B10/13、低温回路温度传感器
K108、循环泵1继电器
K108/1、循环泵2继电器
M13/8、循环泵1
M13/9、循环泵2
A、来自低温冷却器的回流
B、循环泵1和2之间的连接
C、DC/DC变换器模块的入口
D、DC/DC变换器模块与电源电子模块之间的连接
E、低温冷却器的入口

混合动力低温冷却系统所连接的混合动力部件为DC/DC直流转换器控制单元和DC/AC直流/交流转换器控制单元,保持系统内冷却液温度为60摄氏度左右。
DC/AC直流/交流转换器N129/1和DC/DC变换器N83/1共用独立于发动机冷却系统的低温冷却系统。该回路可保护上述控制单元免受过热损坏。
点火接通时,循环泵1(M13/8)由电路15通过循环泵1的继电器(K108)接通。循环泵2(M13/9)由ME制单元通过循环泵2的继电器(K108/1)根据电源电子冷却系统中的冷却液温度接通。
循环泵1 (M13/8)和循环泵2 (M13/9)位于右侧纵梁前端下方区域。

循环泵继电器位置分布

N10/2 后SAM保险丝和继电器模块
循环泵1的继电器 K108 位于 “S”位
循环泵2的继电器K108/1 位于 “Q”位



驱动模式功能


1.冷却液温度信号
2.油门踏板位置信号
3.发动机转速信号
4.车轮速度信号
5.行车制动器状态
6.高压蓄电池电压信号
7.高压蓄电池温度信号
8.允许的放电电压、电流信号
9.允许的充电电压、电流信号
10.档位范围状态
11.限距控制系统请求
12.电动机温度信号
13.电动机转速信号
14.电动机状态
15.电动机的规定扭矩请求
16.放电电流
17.电动机工作的放电电流
18.发电机工作的充电电流
19.充电电流
20.充电电压和充电电流信号
21.可用扭矩信号
22.电动机转子的位置信号
23.电动机产生的扭矩信号
24.电动机的驱动扭矩信号
A79.电动机
A100.高压蓄电池模块
B11/4.冷却液温度传感器
B37.油门踏板传感器
B70.曲轴位置传感器
N3/10.ME控制单元
N30/6.再生制动控制单元
N62/1.雷达传感器控制单元
N82/2.蓄电池控制单元
N129/1.DC/AC控制单元
Y3/8.变速箱控制单元
CAN C.传动系统CAN
CAN-E.底盘CAN
CAN-I.驾驶驱动数据链CAN

驱动模式功能
车辆可由内燃机(在混合动力系统发生故障的情况下)或混合动力模式驱动。在混合动力模式下,根据高压蓄电池的要求和电量,电动机扭矩与内燃机扭矩相结合【在加速(升压)期间为内燃机扭矩提供支持】。此外,内燃机可将电动机作为高压发电机操作。
由内燃机驱动
标准驱动模式是由内燃机驱动车辆。如果内燃机能够提供规定扭矩,且因检测到混合动力驱动系统发生故障而导致混合动力模式不可用,则车辆以标准模式工作。
起步
起步时,驾驶员的扭矩请求由发动机控制单元读取。如果根据油门踏板位置发生升压请求,则发动机控制单元会计算所需的起动扭矩,并在内燃机和电动机之间对其进行分配。发动机控制单元通过电力电子控制单元请求来自电动机的额外扭矩。高压蓄电池通过DC/AC控制单元对电动机供电。如果车辆在发动机自动停机后起步,则内燃机起动(发动机自动起动)。
升压
在升压模式下,电动机为内燃机提供支持,以便尽快达到规定扭矩。所提供升压支持的持续时间和强度取决于高压蓄电池的电量和油门踏板的位置。
为满足驾驶员的扭矩要求,发动机控制单元通过电力电子控制单元请求电动机输出扭矩。然后,电力电子控制单元根据“允许的放电电压”和“允许的放电电流”信号【由蓄电池管理系统控制单元提供】相应地促动电动机。
此时,电动机与内燃机作为一个驱动单元一起工作。
负荷点偏移
当SOC值【充电状态(state of charge)=电量】大于55%时,会通过“负荷点偏移”降低高压蓄电池的电量。最初会请求0牛顿米的电动机扭矩,以便通过DC/DC转化器或电动制冷剂压缩机直接消耗电能。如果SOC继续增加,则电动机会提供主动扭矩,以对驱动系统提供支持。提供支持时应保持尽可能高的内燃机效率。内燃机的负荷点会相应发生偏移。这就意味着内燃机提供的扭矩通过发动机控制单元降低,以保持发动机转速恒定。(SOC最佳状态为50--80%)。
发电机模式
在发电机模式下,电动机被用作高压发电机来产生电能,并由内燃机或传动系统提供动力。由此产生的三相交流电压被电力电子控制单元转换为直流电压,以便对高压蓄电池充电,并通过DC/DC转换器对12V车载电气系统供电。
曲轴的动能作用在电动机转子上。然后,转子的转动运动在定子的三相绕组中感应出交流电压,从而产生三相电流形式的电能,并由电力电子控制单元限制、监测并转换为直流高压。


发动机自动停机功能


1.冷却液温度信号
2.油门踏板位置信号
3.发动机转速信号......
4.电动机转子的位置信号
5.高压蓄电池电压信号
6.高压蓄电池温度信号.
7.电动机温度信号
8.电动机转速信号
9.电动机状态
10.车轮速度信号.
11.限距控制系统请求
12.电动变速箱油泵状态
13.燃油泵,请求OFF.
14.燃油泵,促动OFF
15.电动机的规定扭矩请求
16.放电电流
17.电动机工作的放电电流
18.喷油嘴,促动OFF
19.点火线圈,促动OFF
20.行车制动器状态
21.辅助电动变速箱油泵,促动ON
22.燃油泵促动比信号
23.电动机的驱动扭矩信号
24.允许的放电电压、电流信号
A79.电动机
A100.高压蓄电池模块
B11/4.冷却液温度传感器..
B37.油门踏板传感器
B70.曲轴位置传感器
M3.燃油泵.
M42.辅助电动变速箱油泵
N3/10.ME控制单元
N30/6.RBS控制单元
N62/1.雷达传感器控制单元
N82/2.蓄电池管理系统控制单元
N118.燃油泵控制单元
N129/1.电力电子控制单元
T1/X.点火线圈....
Y3/8.变速箱控制单元
Y62yx.喷油嘴
CAN.C.传动系统CAN
CAN-E.底盘CAN
CAN-I.驾驶驱动数据链CAN

如果车辆不需要任何驱动能量,且驱动系统的相关系统未发出任何请求,则发动机会自动停机。发动机自动停机时,发动机控制单元使用电动机关闭发动机,而不断开点火。
只有满足下列条件时,才能进行发动机自动停机:
Stopping the vehicle停车
“READY”指示灯为绿色。所有的车辆系统均保持激活。
当停止车辆并继续踩下制动踏板时,发动机在车速小于20公里/小时会自动关闭。
防溜车功能工作期间或操作制动踏板时,发动机保持关闭。
Starting off起步
当防溜车功能操作油门踏板或松开制动踏板时,发动机自动启动。
以下情况下发动机自动停机功能不启用:
车载电气系统不正常(12伏蓄电池电量耗尽、CAN发生故障等)。
发动机状态不正常(如冷却液温度低于38摄氏度、三元催化器)。
发动机诊断激活(无显示)。
有关系统【电动机(EM)、再生制动系统(RBS)、自适应定速巡航控制系统】不正常。
功能未通过车速激活(3次大于1公里/小时或1次大于8公里/小时)。
车辆事先短时间向后溜车(无显示)。
发动机罩打开(仪表盘中显示故障信息)。
踩下油门踏板(无显示)。
变速箱尚未将其启用(无显示)。



发动机自动起动功能

1.冷却液温度信号
2.油门踏板信号
3.发动机转速信号
4发动机罩开关状态
5.高压蓄电池电压信号
6.高压蓄电池温度信号
7.电动机温度信号
8.电动机转速信号
9.电动机状态......
10.车轮速度信号
11.限距控制系统请求
12.档位状态
13.燃油泵请求ON
14.燃油泵促动
15.燃油压力信号
16.电动机的规定扭矩请求.
17.放电电流
18.电动机工作的放电电流
19.喷油嘴促动.
20.点火线圈促动
21.空调状态.
22.行车制动器状态
23.允许的放电电压、电流信号
24.电动机产生的扭矩信号
25.电动机的驱动扭矩信号
26.燃油泵促动比信号
27.燃油压力的规定值
28.电动机转子的位置信号
29.驾驶员在车内检测状态

以下因素会触发发动机自动起动:
松开制动踏板
促动油门踏板
换挡杆移出位置“P”
超出车速
打开驾驶员车门或座椅安全带锁扣(检测到驾驶员在车内)
接合档位“R”(检测到机动)
为进行发动机自动起动,发动机控制单元对电动机所需的驱动力矩进行计算,并检查其合理性。发动机控制单元通过驾驶驱动数据链控制区域网络CAN 请求电力电子控制单元促动电动机,以起动内燃机。


减速模式功能


1.油门踏板位置信号
2.发动机转速信号
3.冷却液温度信号
4.行车制动器状态
5.车轮速度信号
6.电动机转速信号
7.电动机温度信号
8.电动机状态
9.高压蓄电池电压信号
10.高压蓄电池温度信号
11.电动机的规定扭矩请求
12.发电机工作的充电电流
13.充电电流
14.电动机转子的位置信号
15.允许的充电电压、电流信号
16.充电电压和充电电流信号
17.档位状态
18.喷油嘴促动OFF
19.点火线圈促动OFF
20.进气凸轮轴电磁阀促动
21.电动机产生的扭矩信号

如果车辆滑行时未促动制动踏板和油门踏板,则动能被电动机吸收,并转化为电能(再生)。此外,可执行内燃机的减速燃油切断。
如果促动制动踏板,则会进行再生制动。如果在车辆滑行的行驶操作期间未促动油门踏板,则发动机控制单元根据路面倾斜度、高压蓄电池的电量和所选择的变速箱模式计算一个特定的减速扭矩,利用该减速扭矩进行再生减速和减速燃油切断。在减速模式且减速燃油切断激活的情况下,内燃机产生减速扭矩,该扭矩与再生减速扭矩之和可能大于规定的减速扭矩。在这种情况下,减速燃油切断不会激活,且内燃机产生最小的可控制扭矩。这一概念所造成的结果是,无论是否进行减速燃油切断,驱动系统对驾驶员而言的表现是相同的。
再生减速
通过产生扭矩的请求,发动机控制单元将计算得到的规定减速扭矩通过CAN I传送至电力电子控制单元。在发电模式下,电力电子控制单元促动电动机,从而产生所需的再生减速扭矩。在发电模式下促动电动机会产生交流电压,电力电子控制单元将其转换为直流电压,并供至高压蓄电池。
减速燃油切断
内燃机的减速燃油切断根据控制单元计算的特定减速扭矩激活,以节约燃油。减速模式下,如果未促动油门踏板,则发动机控制单元根据冷却液温度、接合的档位和发动机转速切断喷油嘴和点火线圈。促动油门踏板时,喷油嘴再次打开。此外,ME控制单元通过对凸轮轴电磁阀的调整将气门重叠量调节至最小值,从而确保更加迅速地达到催化转换器的最佳转换率。减速燃油切断后,发动机控制单元通过延长喷射时间来短时间加浓空燃混合物,以防止催化转换器中的氧气过浓。为防止减速燃油切断后恢复燃烧时扭矩突然增加,发动机控制单元短时间将点火线圈的点火正时朝向“延迟”方向调节。由于减速燃油切断期间排气中较高的氧气含量可能增进一氧化碳和碳氢化合物(二次燃烧),因此当排气温度过高时,减速燃油切断会受到抑制。
失速保护
延长的减速燃油切断和再生过程确实可以降低燃油消耗量,但也会增加内燃机失速的风险。如果存在因发动机转速过低而意外失速的可能性,则会请求进行扭矩决定型发动机起动,且内燃机恢复至怠速转速。


【全文完】

故障现象 故障现象 故障现象 故障现象 故障现象 故障现象
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