Funkcja częściowa "Stany działania systemu napędu hybrydowego podczas jazdy" jest rozpatrywana i opisywana z perspektywy systemu hybrydowego.
Wewnętrzne sygnały i procesy silnika spalinowego i automatycznej skrzyni biegów nie są tu bliżej opisane.
Warunki stanów działania systemu napędu hybrydowego podczas jazdy ogólnie
Status hybrydowego układu napędowego "READY"
Położenie dźwigni wybierania biegów "D" lub "R"
Stany działania systemu napędu hybrydowego podczas jazdy ogólnie
Stany działania dzielą się na jazdę z napędem silnikiem spalinowym, tryb hybrydowy (napęd silnikiem spalinowym i przetwornikiem energii) oraz tryb elektryczny (tryb żeglowania, manewrowanie).
W trybie jazdy z silnikiem spalinowym przetwornik energii (A79/1) eksploatowany jest najczęściej jako alternator (tryb alternatora).
W trakcie napędu hybrydowego, zależnie od wprowadzonych postulatów i stopnia naładowania akumulatora wysokiego napięcia (A100g1), wykorzystywany jest moment obrotowy przetwornika energii wspólnie (wspomagająco) z momentem obrotowym silnika spalinowego. Wsparcie następuje przy ruszaniu i przyspieszaniu (boost).
W trybie jazdy elektrycznej pojazd napędzany jest tylko elektrycznie przez przetwornik energii.
Moduł sterujący CDI (N3/9) (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (N3/10) (w przypadku silnika benzynowego) odczytuje w trybie napędu hybrydowego następujące sygnały:
Czujnik pedału gazu (B37), sygnał (postulat obciążenia silnika od kierowcy)
Moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy (N30/4) poprzez system szyn danych CAN:
Prędkość obrotowa kół
Status hamulca głównego
Redukcja moment obrotowego, postulat
Moduł sterujący systemu zarządzania pracą akumulatora (N82/2) poprzez system szyn danych CAN:
Napięcie akumulatora wysokiego napięcia
Temperatura akumulatora wysokiego napięcia
moduł sterujący Mercedes-Benz Intelligent Drive (w przypadku kodu (23P) pakiet wspomagania jazdy)) poprzez system szyn danych CAN:
Postulat zmiany momentu obrotowego
Moduł sterujący elektronicznego układu zasilania (N129/1) poprzez system szyn danych CAN:
Status przetwornika energii
Moment obrotowy przetwornika energii
Prędkość obrotowa przetwornika energii
Sygnał napięcia/prądu ładowania
Moduł sterujący w pełni zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów (Y3/8n4) poprzez system szyn danych CAN:
Rodzaj eksploatacji
Status stopnia jazdy
Status sprzęgła rozłącznego silnika
Stany działania podczas jazdy
W pojazdach z kodem B53 (sygnalizacja akustyczna) wydawany jest po wyłączeniu silnika spalinowego w zależności od prędkości (odczytana przez czujnik prędkości obrotowej na osi przedniej z lewej strony (L6/1), czujnik prędkości obrotowej na osi przedniej z prawej strony (L6/2), czujnik prędkości obrotowej na osi tylnej z lewej strony (L6/3) i czujnik prędkości obrotowej na osi tylnej z prawej strony (L6/4)) i położenie pedału gazu (odczytane przez czujnik pedału gazu) od 0 do 30 km/h sygnał audio za pomocą generatora dźwięku (H4/16). Przy prędkości powyżej 30 km/h generator dźwięku jest wyłączany, ponieważ odgłosy toczenia i opływu wiatru są wystarczająco głośne, żeby zauważyć pojazd.
Przebieg działania jest opisany w następujących punktach:
Przebieg napędu silnikiem spalinowym
Przebieg ruszania
Działanie trybu Boost
Przebieg trybu elektrycznego
Przebieg trybu alternatora
Przebieg przesuwania punktu obciążenia
Przebieg napędu silnikiem spalinowym
Napęd z wykorzystaniem silnika spalinowego jest standardowym trybem jazdy.
Jazda w trybie standardowym następuje, gdy:
żądana przez kierowcę moc nie może zostać zapewniona przez przetwornik energii
tryb hybrydowy nie jest możliwy z powodu zbyt niskiego poziomu naładowania akumulatora wysokiego napięcia
temperatura oleju silnikowego jest za niska w stosunku do temperatury zewnętrznej
w systemie napędu hybrydowego są sygnalizowane usterki
Dodatkowe warunki ruszania
Brak krytycznych usterek w systemie napędu
Pojazd w bezruchu.
Przebieg ruszania
Pojazd rusza początkowo w trybie czysto elektrycznym, odpowiednio do postulatu momentu obrotowego, wprowadzanego przez kierowcę i odczytywanego przez moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego). Jeśli wymagana jest odpowiednio duża moc, następuje uruchomienie silnika spalinowego, zsynchronizowanie prędkości obrotowej i zasprzęglenie z zespołem napędowym. Podczas mocnego przyspieszania silnik spalinowy jest wspomagany przez przetwornik energii, zwłaszcza, gdy przyspieszenie następuje przy niskiej prędkości obrotowej. Jeśli ruszanie następuje z uruchomionym sinikiem spalinowym, wykorzystywane jest sprzęgło rozłączne.
Podczas ruszania postulat momentu obrotowego, wprowadzanego przez kierowcę, jest odczytywany przez moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego). Moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) oblicza i rozdziela wymagany do ruszenia moment obrotowy między silnik spalinowy i maszynę elektryczną. W tym celu moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przesyła postulat dodatkowego motorycznego momentu obrotowego do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania.
Przetwornik energii jest zasilany energią z akumulatora wysokiego napięcia poprzez moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania.
Ruszanie z napędem czysto elektrycznym jest możliwe, gdy:
postulowany przez kierowcę moment obrotowy może zostać zrealizowany elektrycznie
w systemie napędu hybrydowego nie są sygnalizowane usterki
poziom naładowania akumulatora wysokiego napięcia jest wystarczająco wysoki
Jeśli silnik spalinowy jest wyłączony (np. w fazie automatycznego wyłączenia silnika), smarowanie automatycznej skrzyni biegów jest zapewnione przez elektryczną dodatkową pompę oleju (M42).
Działanie trybu Boost
W trybie Boost przetwornik energii wspomaga silnik spalinowy w celu możliwie najszybszego osiągnięcia żądanego momentu obrotowego lub wzmocnienia momentu napędowego po osiągnięciu maksymalnego momentu obrotowego silnika spalinowego. Czas trwania i intensywność trybu boost są przy tym zależne od poziomu naładowania akumulatora wysokiego napięcia i od położenia pedału gazu. W trybie Boost podczas ruszania następuje synchronizacja prędkości obrotowej między silnikiem spalinowym a przetwornikiem energii przez odpowiednie zasterowanie sprzęgła rozłącznego. W tym celu moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przesyła poprzez system szyn danych CAN postulat zasterowania sprzęgła rozłącznego. W trybie Boost przy wyższym zakresie prędkości sprzęgło rozłączne jest zasterowywane tak, że zachodzi tylko regulowany poślizg zerowy sprzęgła. W celu uzyskania wymaganego przez kierowcę momentu obrotowego moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przekazuje do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania analogicznie jak w przypadku napędu elektrycznego postulat momentu obrotowego maszyny elektrycznej, który następnie wspólnie z silnikiem spalinowym oddziałuje na napęd.
W celu uzyskania wymaganego przez kierowcę momentu obrotowego moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przekazuje do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania postulat wykorzystania maksymalnego dostępnego momentu obrotowego maszyny elektrycznej.
Moduł sterujący elektronicznego układu zasilania zasterowuje odpowiednio na podstawie sygnału tolerowanego prądu/napięcia rozładowania, zgłaszanego przez moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego), maszynę elektryczną.
W tym celu moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przesyła do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania postulat osiągniętego wcześniej motorycznego momentu obrotowego maszyny elektrycznej. Przetwornik jest zasilany energią z akumulatora wysokiego napięcia poprzez moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania i wspólnie z silnikiem spalinowym oddziałuje na napęd.
Przebieg trybu elektrycznego
Taki tryb jest przyjmowany zawsze, gdy dopuszcza to program jazdy, wzgl. ustawiony tryb pracy, poziom naładowania akumulatora wysokiego napięcia jest odpowiednio duży i wymagany przez kierowcę moment obrotowy może być generowany czysto elektrycznie, oraz jeśli trybu elektrycznego nie wykluczają procesy diagnostyczne lub usterki systemowe. Gdy spełnione są określone warunki, następuje otwarcie sprzęgła rozłącznego i moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) wyłącza silnik spalinowy.
Muszą być spełnione wszystkie następujące warunki, wzgl. udzielone zezwolenia:
Maksymalna prędkość pojazdu 130 km/h
Temperatura oleju przekładniowego > 0 °C
Przełożenie zgodne
Podciśnienie w serwie hamulcowym wystarczające
ESP® udzielił zezwolenia.
Pokrywa komory silnika zamknięta
Brak zderzenia
Prawidłowy stan instalacji 12-V i udzielone zezwolenie
Stan naładowania akumulatora wysokiego napięcia dostateczny
Zapewnione smarowanie automatycznej skrzyni biegów
Drzwi po stronie kierowcy zamknięte
Pas bezpieczeństwa kierowcy zapięty
Temperatura wnętrza może zostać wyregulowana za pomocą aktualnej temperatury płynu chłodzącego silnika spalinowego
Układ klimatyzacji udzielił zezwolenia
Ta funkcja dzieli się na następujące tryby jazdy:
Przebieg jazdy elektrycznej
Przebieg "Pełzania"
Przebieg trybu żeglowania
Przebieg jazdy elektrycznej
W celu uzyskania wymaganego przez kierowcę momentu obrotowego moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przekazuje do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania postulat wykorzystania zgodnego z wymaganiem momentu obrotowego maszyny elektrycznej.
Moduł sterujący elektronicznego układu zasilania zasterowuje odpowiednio na podstawie sygnału tolerowanego napięcia i natężenia prądu rozładowania, zgłaszanego przez moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) maszynę elektryczną. W tym celu moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przesyła do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania postulat osiągniętego wcześniej motorycznego momentu obrotowego maszyny elektrycznej. Przetwornik jest zasilany energią z akumulatora wysokiego napięcia poprzez moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania i oddziałuje na napęd. Akumulator wysokiego napięcia zasila moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania napięciem stałym, które jest przekształcane na 3-fazowe napięcie zmienne.
Moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przesyła poprzez system szyn danych CAN do modułu sterującego w pełni zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów postulat zasterowania sprzęgła rozłącznego w celu odłączenia silnika spalinowego od napędu. Po otrzymaniu odpowiedniego potwierdzenia otwarcia sprzęgła rozłącznego moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) wyłącza silnik spalinowy. Jeśli podczas automatycznego zatrzymywania silnika zostanie cofnięte zezwolenie lub przestanie być spełniane jakieś założenie, silnik spalinowy jest automatycznie uruchamiany bez zdefiniowanego działania kierowcy.
Przebieg "Pełzania"
Typowe przy automatycznej skrzyni biegów pełzanie jest symulowane przez przetwornik energii lub poprzez silnik spalinowy i poślizg sprzęgła rozłącznego, gdy pedały hamulca i gazu nie są wciskane. Przy pełzaniu elektrycznym przetwornik energii zasilany jest niskim prądem i tak wytworzonym momentem obrotowym oddziałuje bezpośrednio na zespół napędowy. W przypadku np. niskiego poziomu naładowania akumulatora wysokiego napięcia pełzanie realizowane jest przez silnik spalinowy i poślizg sprzęgła rozłącznego.
Przebieg trybu żeglowania
Jeżeli w pojeździe toczącym się bezwładnie pedały hamulca i gazu nie są wciskane, w programie jazdy ECO do prędkości < 160 km/h silnik spalinowy jest odłączany od napędu przez otwarcie sprzęgła rozłącznego i wyłączany.
Przy dostatecznie wysokim stanie naładowania akumulatora wysokiego napięcia i po lekkim wciśnięciu pedału gazu przetwornik energii wspiera napęd, aby przeciwdziałać spadkowi prędkości pojazdu.
W tym celu moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego) przesyła poprzez system szyn danych CAN postulat motorycznego momentu obrotowego do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania. Ten z kolei odpowiednio zasterowuje przetwornik energii.
Dodatkowe warunki trybu alternatora
SOC (State of Charge) < 60 %
Brak trybu Boost, brak rekuperacji lub przesunięcia punktu obciążenia
Przebieg trybu alternatora
W trybie alternatora przetwornik energii, napędzany silnikiem spalinowym, stosowany jest jako alternator do wytwarzania energii.
W tym celu energia rotacji wału korbowego jest przejmowana przez wirnik przetwornika energii. Na skutek ruchu obrotowego wirnika w trzech uzwojeniach stojana indukowane jest napięcie zmienne. Uzyskana w ten sposób energia w formie 3-trójfazowego napięcia zmiennego jest ograniczana, monitorowana i przekształcana na wysokie napięcie stałe przez moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania.
Moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania zasila wytworzoną energią elektryczną akumulator wysokiego napięcia, elektryczną sprężarkę układu klimatyzacji (A9/5), oraz instalację 12-V i podłączone do niej elementy.
Dodatkowe warunki działania przesuwania punktu obciążenia
SOC (State of Charge) < 60 %
Brak trybu Boost, brak rekuperacji
Przebieg przesuwania punktu obciążenia
Możliwości odbierania rekuperowanej energii przez akumulator wysokiego napięcia maleją w miarę wzrostu odchylenia od optymalnego poziomu naładowania (punktu SOC). Oznacza to, że ładowanie, wzgl. rozładowywanie akumulatora wysokiego napięcia przy niskim, wzgl. bardzo wysokim poziomie naładowania (SOC), powoduje duże straty energii, oddawanej w formie ciepła. Aby tego uniknąć i zapewnić miejsce na potencjalną energię z rekuperacji, w przypadku przekroczenia zdefiniowanej wartości SOC akumulator wysokiego napięcia jest rozładowywany przez przetwornik energii przy wsparciu silnika spalinowego.
W ten sposób przesuwany jest punkt obciążenia silnika spalinowego. Oznacza to, że moment obrotowy silnika spalinowego zostaje anulowany przez moduł sterujący CDI (w przypadku silnika wysokoprężnego) lub moduł sterujący ME (w przypadku silnika benzynowego).
Celem jest utrzymanie przesunięć punktu obciążenia w miarę możliwości w przedziale zapewniającym dobrą sprawność. Przesuwanie punktu obciążenia jest ponadto wykorzystywane do zwiększania obciążenia silnika spalinowego.
Powiązane dokumenty
- gf0830p9999fgh Zestawienie części hybrydowego układu napędowego