Funkcja częściowa "Stany działania systemu napędu hybrydowego podczas jazdy" jest rozpatrywana i opisywana z perspektywy systemu hybrydowego.
Wewnętrzne sygnały z silnika spalinowego, wczytywane podczas stanów jazdy, opisane są w następujących dokumentach:
Synchronizacja kolejności wtrysków i zapłonów, działanie
Koordynacja momentu obrotowego, działanie
Warunki stanów działania systemu napędu hybrydowego podczas jazdy ogólnie
System hybrydowy "READY" (zielona)
Położenie dźwigni wybierania biegów "D" lub "R"
Stany działania systemu napędu hybrydowego podczas jazdy ogólnie
Stany pojazdu stają się różne w trybie jazdy z silnikiem spalinowym, w trybie jazdy z napędem hybrydowym i w trybie jazdy elektrycznej (tryb Segel, manewrowanie).
W trybie jazdy z silnikiem spalinowym maszyna elektryczna eksploatowana 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 maszyny elektrycznej (A791) wspólnie (wspomagająco) z momentem obrotowym silnika spalinowego. Wsparcie następuje przy ruszaniu i przyspieszaniu (boost).
W trybie jazdy elektrycznej pojazd napędzany jest tylko elektrycznie przez maszynę elektryczną.
Moduł sterujący CDI (N39) (silnik wysokoprężny) lub moduł sterujący ME (N310) (silnik benzynowy) w trybie jazdy z napędem hybrydowym wczytuje następujące sygnały:
– czujnik pedału przyspiesznika (B37)
– postulat obciążenia silnika od kierowcy
– uruchomienie pedału szybkie lub wolne (w fazie przyspieszania)
– moduł sterujący rekuperacyjnego układu hamulcowego (N30/6), poprzez szynę CAN podwozia 1 (CAN E1)
– prędkość obrotowa koła, sygnał
– status hamulca zasadniczego
– postulat obniżenia momentu obrotowego
– moduł sterujący systemu zarządzania pracą akumulatora (N82/2) poprzez szynę CAN napędu hybrydowego (CAN L)
– napięcie akumulatora wysokiego napięcia
– temperatura akumulatora wysokiego napięcia
– moduł sterujący czujników wideo i czujników radarowych (N62/2) (w przypadku kodu (233) DISTRONIC PLUS kod (237) aktywny asystent kąta martwego lub kod (238) aktywny asystent pasa ruchu), postulat zmiany momentu obrotowego poprzez szynę CAN FlexRay
(Flex E) i szyna CAN podwozia 1
– moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania (N129/1)
– status maszyny elektrycznej poprzez szynę CAN napędu hybrydowego
– moment obrotowy maszyny elektrycznej
– prędkość obrotowa maszyny elektrycznej
– napięcie/ natężenie ładowania, sygnał poprzez szynę CAN napędu hybrydowego
– moduł sterujący w pełni zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów (Y3/8n4) poprzez szynę CAN napędu (CAN C)
– status sprzęgła mokrego
– status przełożenia
Stany działania podczas jazdy
Przebieg działania jest opisany w następujących punktach:
Przebieg napędu silnikiem spalinowym
Przebieg ruszania
Przebieg boost
Przebieg elektrycznego trybu jazdy
Przebieg trybu alternatora
Przebieg przesuwania punktu obciążenia
Przebieg napędu silnikiem spalinowym
Napęd z wykorzystaniem silnika spalinowego jest standardowym trybem jazdy.
Jazda w trybie standardowy odbywa się, gdy:
– Żądana przez kierowcę moc nie może zostać zapewniona przez maszynę elektryczną.
– Tryb hybrydowy nie jest możliwy z powodu zbyt niskiego poziomu naładowania akumulatora o wysokim woltażu.
– Temperatura oleju silnikowego jest za niska w stosunku do temperatury zewnętrznej.
– Zgłaszane są błędy w systemie napędu hybrydowego.
Dodatkowe warunki ruszania
Brak krytycznych usterek w systemie napędu
Pojazd w bezruchu
Przebieg ruszania
Przy ruszaniu postulowany przez kierowcę moment obrotowy jest odczytywany przez moduł sterujący CDI lub ME. Moduł sterujący CDI lub ME oblicza i rozdziela wymagany do ruszenia moment między silnik spalinowy i maszynę elektryczną. W tym celu moduł sterujący CDI lub ME postuluje o dodatkowy silnikowy moment obrotowy poprzez moduł sterujący elektronicznego układu zasilania.
Maszyna elektryczna zasilana jest poprzez moduł sterujący elektronicznego układu zasilania energią z akumulatora o wysokim woltażu.
Ruszenie z napędem tylko elektrycznym możliwe jest wtedy, gdy:
– Postulowany przez kierowcę moment obrotowy może zostać zrealizowany tylko elektrycznie.
– Nie są zgłaszane błędy w systemie napędu hybrydowego.
– Stan naładowania akumulatora o wysokim woltażu jest wystarczająco wysoki.
Gdy silnik spalinowy jest wyłączony (np automatyczny stop silnika), smarowanie automatycznej skrzyni biegów zapewnione jest poprzez elektryczną pompę oleju przekładniowego (M42).
Więcej informacji na temat automatycznego rozruchu i zatrzymania silnika oraz smarowania automatycznej skrzyni biegów znajduje się w poniższych dokumentach:
Automatyczny rozruch silnika, działanie
Automatyczne wyłączenie silnika, działanie
Zasilanie olejem automatycznej skrzyni biegów, działanie
Działanie trybu Boost
W trybie Boost maszyna elektryczna wspomaga silnik spalinowy w celu możliwie najszybszego osiągnięcia żądanego momentu obrotowego lub wzmocnienia momentu napędowego przy maksymalnie osiągniętym momencie obrotowym silnika spalinowego.
Czas trwania i intensywność trybu boost są przy tym zależne od stopnia naładowania akumulatora wysokiego napięcia i od położenia pedału gazu. Zrównanie prędkości obrotowej pomiędzy silnikiem spalinowym a maszyną elektryczną realizowane jest poprzez odpowiednie zasterowanie sprzęgła mokrego. W tym celu moduł sterujący CDI lub ME postuluje poprzez szynę CAN napędu zasterowanie sprzęgła mokrego.
Dalsze informacje dotyczące zasterowywania sprzęgła mokrego są opisane w następujących dokumentach:
Sprzęgło mokre, działanie
W celu uzyskania wymaganego od kierowcy momentu obrotowego moduł sterujący ME przekazuje do modułu sterującego elektronicznego modułu zasilania postulat wykorzystania maksymalnie dostępnego momentu obrotowego maszyny elektrycznej.
Moduł sterujący elektronicznego układu zasilania na podstawie sygnału tolerowanego prądu/napięcia rozładowania, zgłaszanego przez moduł sterujący CDI lub ME, odpowiednio zasterowuje maszynę elektryczną.
W tym celu moduł sterujący ME w module sterującym układu elektronicznego zasilania postuluje osiągnięty wcześniej motoryczny moment obrotowy maszyny elektrycznej. Jest ona zasilona energią z akumulatora wysokiego napięcia poprzez moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania i wspólnie z silnikiem spalinowym oddziałuje na napęd.
Przebieg elektrycznego trybu jazdy
System napędu hybrydowego umożliwia przy postulatach niskiego zadanego momentu obrotowego osi i prędkościach <35 km/h jazdę tylko z napędem elektrycznym. Dotyczy to zarówno jazdy do przodu, jak o do tyłu.
Ta funkcja dzieli się na następujące tryby jazdy:
Przebieg jazdy elektrycznej
Przebieg "Pełzania"
Przebieg trybu Segel
Przebieg jazdy elektrycznej
Przy niskim, żądanym przez kierowcę, momencie obrotowym i wystarczająco wysokim poziomie naładowania akumulatora o wysokim woltażu moduł sterujący CDI lub ME postuluje od modułu sterującego elektronicznego układu zasilania zadany moment obrotowy maszyny elektrycznej.
Moduł sterujący elektronicznego układu zasilania zasterowuje silnikowo maszynę elektryczną i w ten sposób oddziałuje na napęd.
W tym celu akumulator o wysokim woltażu zasila moduł sterujący elektronicznego układu zasilania napięciem stałym, które zamieniane jest na trójfazowe napięcie zmienne.
W celu odłączenia silnika spalinowego od napędu, moduł sterujący CDI lub ME poprzez szynę CAN napędu postuluje odpowiednie zasterowanie sprzęgła mokrego.
Przebieg "Pełzania"
Typowe przy automatycznej skrzyni biegów pełzanie symulowane jest elektrycznie poprzez maszynę elektryczną lub poprzez silnik spalinowy i poślizg sprzęgła mokrego, gdy nie zostanie naciśnięty pedał hamulca i gazu.
Pełzanie elektryczne:
Przy pełzaniu elektrycznym maszyna elektryczna zasilania jest niskim prądem i tak wytworzonym momentem obrotowym oddziałuje bezpośrednio na układ napędowy.
Pełzanie z silnikiem spalinowym:
Przy np. niskim poziomie naładowania akumulatora o wysokim woltażu pełzanie realizowane jest przez silnik spalinowy i poślizg sprzęgła mokrego.
Przebieg trybu Segel
Gdy przy toczącym się pojeździe nie zostanie wciśnięty pedał hamulca i gazu, silnik spalinowy w programie jazdy Economy (E) do prędkości < 160 km/h jest odłączany od napędu i wyłączany przez otwarcie sprzęgła mokrego.
Przy wystarczająco wysokim poziomie naładowania akumulatora o wysokim woltażu i lekkim naciśnięciu pedału gazu maszyna elektryczna wspiera napęd, aby przeciwdziałać zmniejszającej się prędkości pojazdu.
W tym celu moduł sterujący CDI lub ME wysyła przez szynę CAN napędu hybrydowego do modułu sterującego elektronicznego układu zasilania postulat alternatorowego momentu obrotowego. Ten z kolei odpowiednio zasterowuje maszynę elektryczną.
Dodatkowe warunki trybu alternatora
SOC (State of Charge) < 60 %
Bez przyspieszania, bez rekuperacji lub przesunięcia punktu obciążenia
Przebieg trybu alternatora
W trybie alternatora maszyna elektryczna, napędzana silnikiem spalinowym, stosowana jest jako alternator do wytwarzania energii.
W tym celu energia z wirnika wału korbowego przejmowane jest przez wirnik maszyny elektrycznej. Na skutek ruchu obrotowego wirnika w trzech uzwojeniach stojana indukowane jest napięcie zmienne. Uzyskana w ten sposób energia - trójfazowe napięcie zmienne - jest ograniczane, monitorowane i przekształcane na wysokie napięcie stałe przez moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania.
Moduł sterujący elektronicznego układu zasilania zasila wytworzoną energią elektryczną akumulator o wysokim woltażu, elektryczną sprężarkę układu klimatyzacji (A95) i sieć 12-V oraz inne elementy.
Dodatkowe warunki działania przesuwania punktu obciążenia
SOC >70 %
Brak trybu Boost
Przebieg przesuwania punktu obciążenia
Stopień działania akumulatora wysokiego napięcia zmniejsza się wraz z rosnącą różnicą punktu roboczego SOC. Jeśli akumulator o wysokim woltażu jest ładowany ew. rozładowany przy niskiej ew. bardzo wysokiej wartości SOC, powstają przy tym zwiększone ubytki energii w formie ciepła. Aby tego uniknąć i zapewnić miejsce na potencjalną energię z rekuperacji, w przypadku przekroczenia wartości SOC akumulator o wysokim woltażu jest rozładowywany przy wsparciu silnika spalinowego przez maszynę elektryczną.
W ten sposób przesuwany jest punkt obciążenia silnika spalinowego. To oznacza, że moment obrotowy silnika spalinowego jest przyjmowany przez moduł sterujący CDI lub ME.
Celem jest utrzymanie przesunięcia punktu obciążenia w miarę możliwości w ramach zakresu punktu obciążenia z dobrym skutkiem działania.
Przesunięcie punktu obciążenia wykorzystywane jest do mocniejszego obciążenia silnika spalinowego w celu doprowadzenia katalizatora do temperatury pracy lub osiągnięcia wymaganej do regeneracji filtra cząstek stałych temperatury spalin.
Powiązane dokumenty
- gf0830p9999flm Zestawienie części hybrydowego układu napędowego