(1)特点普锐斯混合动力汽车的制动控制系统采用电子控制制动(ECB)系统。ECB系统可以根据驾驶员踩制动踏板的程度和所施加的力计算制动力。ECB系统施加制动力(包括MG2产生的内生制动力和液压制动系统产生的制动力)并有效地吸收能量ECB的电控单元(ECU)和制动防滑控制ECU集成在一起,并和液压制动控制系统[包括防抱死制动(ABS)系统、制动助力系
统和增强型车辆稳定性控制(VSC十)系统]一起进行综合控。
增强型车辆稳定性控制(VSC十)系统除了有正常制动控制的功能外,还能根据车辆行驶情况和电子动力转向(EPS)系统配合,提供转向助力来帮助驾驶员转向。
普锐斯混合动力汽车能对滑动的车轮施加液压制动控制,把驱动轮的滑动减小到最低程度,并产生适合路面状况的驱动力。
(2)工作原理普锐斯混合动力汽车包括制动输入、电源和液压控制部分(图3-127),取消了传统的制动助力器。正常制动时,总泵产生的液压不直接作用在轮缸上,而是转换为液压信号,通过调整作用于轮缸的制动执行器上液压源的液压获得实际控制压力。普锐斯混合动力汽车的制动系统是从打开电源开关等动作开始工作的。制动防滑控制ECU通过CAN(控制器局域网)与 EPS ECU和 HV ECU保持通信。
(3)系统组成普锐斯混合动力汽车的制动控制系统组成如图3-128、图3-129所示。
(4)主要部件的作用普锐斯混合动力汽车制动控制系统主要部件的作用见表3-14。
(5)制动系统功能普锐斯混合动力汽车制动系统的功能见表3-15。
(6)再生制动原理在制动时,电动机MG2起到发电作用,再生制动力来自和电动机(MG2)转动方向相反的转动轴产生的阻力。发电量(蓄电池充电量)越多(灯泡亮的越多),阻力也越大。再生制动过程如图3-130所示。
驱动桥和MG2以机械方式连接在一起。驱动轮带动MG2转动而发电,MG2产生的再生制动力就会传到驱动轮。这个力由控制发电的THS-Ⅱ系统控制。
再生制动控制不仅靠液压系统产生驾驶员所需的制动力,而是
和THS-Ⅱ系统一起联合控制提供再生制动和液压制动的合制动力。这样的控制能够最大限度地减少正常液压制动的动能损失,并把这些动能转化为电能。
MG2的输出功率由于采用THS-Ⅱ系统而增加,THS-Ⅱ增大了再生制动力。另外,由于采用ECB系统,制动力的分配也得到了改善,从而有效地增大了再生制动的使用范围,提高了系统恢复电能的能力,进而提高了燃油经济性。
(7)制动力的分配(EBD)①制动力分配(EBD)的功能 液压制动和再生制动间制动力的分配随车速及制动时间的变化而改变。液压制动和再生制动间制动力的分配通过控制液压制动来实现,液压制动和再生制动的总制动力要与驾驶员所需的制动力一致(图3-131)。如果由于THS-Ⅱ系统故障导致再生制动失效,则制动系统会影响控制,驾驶员所需的全部制动力由液压制动系统提供。
②制动力分配的控制制动力的分配过去是通过机械方法实现的,现在是通过制动防滑控制ECU的电子控制方法实现的,制动防滑控制ECU能根据车辆行驶条件精确地控制制动力。
a.前/后轮制动力分配 如果车辆在直线前行时制动,则道路的变化会减小后轮的负荷。制动防滑控制ECU通过速度传感器的信号可以检测到这种情况,制动执行器会调节后轮的制动力分配达到最优控制。例如,制动时后轮制动力的大小根据车辆是否荷载而不同。后轮制动力的大小还与减速的程度有关(图3-132)。因此在这些情况下后轮制动力的分配可以得到最优控制,从而可以有效地利用后轮制动力。
b.左/右轮制动力分配 车辆转向制动时,内侧车轮的载荷减
小,外侧车轮的载荷增大。制动防滑控制ECU根据速度传感器的信号检测到这种状况后,制动执行器就会调节制动力以便最优地控制内侧车轮和外侧车轮的制动力分配(图3-133)。
(8)制动助力系统制动助力系统将急睬制动踏板视为紧急制动,此时,如果驾驶员
不用力踩制动踏板,则系统也会产生制动力。紧急情况下,驾驶员尤其是没有经验的驾驶员通常会惊慌失措而不能用力踩制动踏板。
根据总泵压力传感器和制动踏板行程传感器的信号,制动防滑控制ECU能计算制动踏板作用的速度和程度,然后判定驾驶员紧急制动的意图。如果制动防滑控制ECU判定驾驶员确实想紧急制动则系统就会启动制动执行器来增大制动液压。与ABS结合在一起的制动助力系统有助于保证制动性能。
制动助力系统的主要特性就是设计了制动助力的定时和程度,而驾驶员不需要了解制动时的任何异常状况。当驾驶员松开制动踏板时,系统就会减小制动助力(图3-134)。
车辆满载时,即使不提供快速制动,也需要很强的制动力,因此,也要使用制动助力系统增大制动力。带制动助力系统和不带制动助力系统的车辆在最大制动力上没有区别。
(9)增强型车辆稳定控制(VSC+)系统①VSC+系统概述 下面两个例子可以看成是车轮侧向力大于车轮横向抓地力的情况。车辆在下列之一情况下,VSC+系统通过控制发动机的动力和各车轮的制动力来帮助控制车辆行驶状况。
a.和后轮相比,前轮减小抓地力时,前轮有滑动趋势,如图3-135(a)所示。
b.和前轮相比,后轮减小抓地力时,后轮有滑动趋势,如图3-135(b)所示。
②判定车辆状态的方法 为了判定车辆状态,传感器检测转向角、车速、车辆偏移率和车辆的横向加速度,然后将这些值输人制动防滑控制ECU进行计算。
a.判定前轮滑动 车辆前轮是否滑动是通过目标偏移率和实际偏移率的差判定的。车辆的实际偏移率小于驾驶员操作方向盘时产生的偏移率(目标偏移率是通过车速和转向角判定的)时,就意味着车辆的转向角大于行驶轨迹。这样,制动防滑控制ECU就判定前轮有很大的滑动趋势(图3-136)。
b.判定后轮滑动 车辆后轮是否滑动是通过车辆偏离角和偏离角速度(单位时间内偏离角的变化)的值判定的。车辆偏离角大时,偏离角速度也大,制动防滑控制ECU就判定车辆的后轮有很大的滑动趋势(图3-137)。
③VS+系统工作方法 制动防滑控制ECU判定出现前轮或后轮滑动趋势时,系统就降低发动机的输出功率并在前、后轮施加制动来控制车辆的偏移力矩。
VSC+的基本工作原理说明如下,控制方法根据车辆特性和行驶条件的不同而不同a.阻止前轮滑动 制动防滑控制ECU判定前轮有很大的滑动趋势时,就会根据滑动趋势的大小来抵消滑动趋势(图3-138)。
转向时,制动防滑控制ECU控制发动机的功率输出并在外侧的轮和两个后轮上施加制动来抑制前轮的滑动趋势。
b.阻止后轮滑动 制动防滑控制ECU判定后轮有很大的滑动趋势时,就会根据滑动趋势的大小来抵消滑动趋势。为了抑制后轮的滑动趋势,它会给外侧前轮施加制动并产生向外侧的外向力矩(图3-139)。除了由制动力降低车速外,还能保证车辆的高稳定性。在有些情况下,制动防滑控制ECU在必要时也给后轮施加制动力。
④和EPS的联合控制 增强型车辆稳定控制(VSC+)系统除了一般的VSC控制功能外,还能和EPS联合,为驾驶员根据车辆状况进行的转向操作提供转向助力(图3-140)。
a.车轮有滑动趋势时的操作 后轮失去抓地力时,本系统会控制制动力和动力。同时,系统还控制转向转矩来帮助驾驶员转
向。出现前轮滑动的趋势时,如果驾驶员转动方向盘的力过大,就会使情况恶化。为了防止这种情况,VSC+提供转向转矩助力。
b.两侧车轮所受路面阻力不同时的制动操作 车辆左右车轮所在的路面阻力不同而进行制动时,根据制动强度,左右车轮的制动力也不同,这会产生导致转向的偏移力矩。这种情况下,VSC+和 EPS ECU一起进行联合控制,产生一个转向转矩助力来抵消已产生的力矩(图3-141)。
(10)自诊断如果制动防滑控制ECU检测到ECB、再生制动、带EBD的ABS、制动助力和VSC+系统中的故障,则制动控制系统、ABS、制动系统和VSC+系统与这些故障相关的功能警告灯会指示或点亮,来提示驾驶员。制动系统自诊断时指示灯的情况见表3-16。
同时,DTC(故障代码)存储到存储器中。可将专用工具连接到DLC3的端子TC和CG之间读取DTC,或通过连接智能测试仪来观察制动控制系统警告灯、ABS警告灯和VSC警告灯的闪烁状况。
此系统具有传感器信号检查(测试模式)功能,此功能通过将专用工具连接到DLC3的端子间或连接智能测试仪激活。
检查传感器信号时,如果制动防滑控制ECU检测到故障,则将DTC存储到存储器中。检查信号时,通过连接DLC3的端子TC和CG,或者通过智能测试仪来观察制动控制系统警告灯、ABS警告灯和VSC警告灯的闪烁情况来读取DTC。
如果CAN对ECU或传感器通信有故障,则多个DTC就会同时输出以指示故障部位。
所有DTC都和SAE控制代码相符合,和过去相比,有些DTC细分成更小的检测部位,新DTC分配给了这些细小部位。另外,还增加了与新采用项目一致的DTC。
(11)安全保护THS-Ⅱ和/或VSC+系统有故障时,制动防滑控制ECU会禁止VSC+系统工作ABS和/或制动系统有故障时,制动防滑控制ECU会禁止带EBD的ABS、制动助力和VSC+系统工作。
EBD控制系统有故障时,制动防滑控制ECU会禁止EBD工作,因此在没有带EBD的ABS系统、制动助力和VSC+系统的情况下,制动和燃油喷射切断控制会打开。
