THS (TOYOTA HYBRID SYSTEM) - members.home.nlmembers.home.nl/mark.jansen/THS Toyota hybride...

THS ( Toyota Hybride System )

1

THS (TOYOTA HYBRID SYSTEM)

BESCHRIJVING Het hybride-systeem is een type aandrijflijn waarbij voor de voortbeweging gebruik wordt gemaakt van een combinatie van twee verschillende soorten motoren, in dit geval van een benzinemotor en een elektromotor (MG2). Dit systeem onderscheidt zich door de intelligente wijze waarop de twee verschillende soorten aandrijfkracht worden afgestemd op de rijomstandigheden. Voor beide motoren geldt dat optimaal gebruik gemaakt wordt van de sterke punten en dat de minder sterke punten door de andere motor worden gecompenseerd. Op deze manier is de aandrijflijn in staat tot uitstekende prestaties, terwijl tegelijkertijd het brandstofverbruik en de uitstoot van schadelijke stoffen tot een minimum gereduceerd worden. Het THS kan globaal in twee systemen worden gesplitst: het seriële hybride—systeem en het parallelle hybride-systeem. Toelichting: Serieel hybride-systeem Bij het seriële hybride-systeem drijft de verbran-dingsmotor een dynamo aan en met de door de dynamo opgewekte elektrische energie wordt een elektromotor aangedreven die op zijn beurt de wielen aandrijft. Dit type auto kan worden beschreven als een elektrische auto die is uitgerust met een door een benzinemotor aangedreven dynamo. De benzinemotor met een relatiefbeperkt vermogen draait met een praktisch constant toerental in zijn meest gunstige toerengebied om tijdens het rijden op een efficiënte manier het accupakket op te laden.

http://www.iteksoft.com/modules.php?op=modload&name=Sections&file=index&req=viewarticle&artid=4

http://pdf.iteksoft.com/modules.php?op=modload&name=Sections&file=index&req=viewarticle&artid=4


2

Parallel hybride- systeem Dit systeem, waarbij zowel de benzinemotor als de elektromotor voor de aandrijving van de wielen worden ingezet, wordt het parallelle hybride-systeem genoemd. De elektromotor vormt niet alleen een aanvulling op de aandrijfkracht van de motor maar dient tevens als dynamo om tijdens het rijden het accupak-ket op te laden. KENMERKEN THS Bij dit systeem worden de volgende aandrijfopties geregeld om een zo efficiënt mogelijke, bij de rijomstandigheden passende werking te krijgen:

1. De toevoer van elektrische energie van het accupakket naar de MG2 om de wielen aan te drijven.

2. Terwijl de wielen door de benzinemotor via een planetair tandwielstelsel worden aangedreven, wordt de MG1 eveneens via het planetaire tandwielstelsel aangedreven om energie op te wekken waarmee de MG2 de wielen kan aandrijven.

3. Als de auto decelereert, wordt de kinetische energie van de auto teruggewonnen en door de MG2 omgezet in elektrische energie waarmee het accupakket weer wordt opgeladen.

De HV-ECU schakelt tussen deze opties (1, 2, 1 + 2, of 3), afhankelijk van de rijomstandigheden. Als de ladingstoestand van het accupakket echter laag is, worden de accu’s opgeladen doordat de benzinemotor de MG1 aandrijft. Het eindresultaat is een auto die veelzuiniger is dan conventionele auto’s met een benzinemotor en die tegelijkertijd veel lagere

emissies heeft. Verder rekent deze revolutionaire aandrijflijn af met de beperkingen die gewoonlijk met een elektrisch aangedreven auto worden geassocieerd (zoals een beperkte actieradius en de afhankelijkheid van externe laadstations).

HV-ECU

Motormodule

Motor

Schakelstandsensor Elektronische module remsysteem

HV-accu

Positiesensor gaspedaal

Hybride transmissie

Inverter met converter




3

BELANGRIJKSTE FUNCTIES VAN DE COMPONENTEN

Hybride

transmissie

MG1 Voor het genereren van hoogspanning, primair aangedreven door de benzinemotor.

Fungeert tevens als startmotor om de benzinemotor te starten.

MG2 Belangrijkste taak is bet ondersteunen van de aandrijfkracht van de benzinemotor om de totale

aandrijfkracht te vergroten. Tijdens het remmen of decelereren genereert de MG2 elektrische

energie waarmee het accupakket weer wordt opgeladen (regeneratief remsysteem).

Planetair

tandwielstelsel

Verdeelt de aandrijfkracht van de benzinemotor tussen de wielen voor de aandrijving van de

auto en de dynamo.

HV-accu Levert elektrische energie voor de MG2tijdens het wegrijden vanuit stilstand, bij acceleratie en

bij bet heuvel op rijden; wordt bijgeladen tijdens het remmen en tijdens decelereren.

Inverter Onderdeel dat de hoogspannings-gelijkstroom (van het accupakket)omzet in wisselstroom (voor

de MG1 en MG2) en vice versa (voor het omzetten van wisselstroom in gelijkstroom).

Converter Zet de hoogspannings-gelijkstroom (273,6 V) om in 12 V gelijkstroom voor de

elektriciteitsvoorziening van de carrosseriecomponenten en om de hulpaccu op te laden.

HV-ECU De informatie van de verschillende sensoren en van de verschillende elektronische modules

(motormodule, module accupakket, ABS-module) wordt door deze module verwerkt en op basis

van de uitkomst wordt het benodigde koppel en vermogen berekend.

De HV-ECU stuurt de berekende resultaten naar de diverse aangestuurde onderdelen en

regeleenheden.

Motormodule Stuurt een signaal “smoorkiep open” naar de elektronisch geregelde smoorklep overeenkomstig

het door de HV-ECU gevraagde motorvermogen.

Elektroniscbe module accupakket Controleert de ladingstoestand van bet accupakket.

Elektronische module remsysteem Regelt de regeneratieve remwerking van de MG2 en de hydraulische remwerking zo dat de

totale remwerking gelijk is aan die van een auto met uitsluitend een hydraulisch remsysteem.

Verder zorgt de elektronische module voor het remsysteem op een conventionele manier voor

de regeling van het ABS.

Positiesensor gaspedaal Zet de hock waarover bet gaspedaal is ingetrapt om in een elektrisch signaal en stuurt dit naar

de HV-ECU.

Schakelstandsensor Zet de positie van de selectiehendel om in een elektrisch signaal en stuurt dit naar de HV-ECU.

Hoofdrelais (SMR - System Main

Relay)

Koppelt en ontkoppelt het hoogspanningsvoedingscircuit op basis van een

signaal van de HV-ECU.

Serviceplug Schakelt het hoogspanningscircuit van het accupakket uit als deze plug wordt verwijderd voor

controle van de auto of voor onderhoud.

Serviceplug

Elektronische module accupakket

Hoofdrelais ( SMR – Sytem Main Relay )




4

Systeemdiagram

Created by eDocPrinter PDF Pro!!

Buy Now to Create PDF without Trial Watermark!!




5

RIJEIGENSCHAPPEN Omdat de Prius gebruik maakt van een hybride-systeem wijkt de bediening op bepaalde punten af van die van conventionele auto’s en moeten er bepaalde voorzorgsmaatregelen in acht worden genomen. 1. Starten van de THS Controleer of het parkeerrempedaal ingetrapt is en of het selectiehendel in stand P staat. Trap het rempedaal in en zet het contact in de stand START. Het “READY”—lampje zal gaan knipperen. De motor kan niet worden gestart in stand N maar uitsluitend in stand P. Als de buitentemperatuur laag is, kan bet: “READY”-lampje langer blijven knipperen dan normaal. Zodra de motor gestart is, blijft het “READY”-lampje branden en is er een piepend geluid hoorbaar. Enkele seconden nadat de benzinemotor zijn bedrijfstemperatuur bereikt heeft wordt de benzinemotor automatisch uitgeschakeld, vooropgesteld dat de aircocompressor niet in werking is en de ladingstoestand van het accupakket voldoende is. 2. Wegrijden Houd het rempedaal ingetrapt, ontgrendel de parkeerrem en zet de selectiehendel in stand D. De Prius heeft hetzelfde kruipgedrag als auto’s met een conventionele automatische transmissie. Laat het rempedaal geleidelijk los en trap langzaam het gaspedaal in om weg te rijden. Op dit moment wordt de auto uitsluitend aangedreven door de MG2 (Motor Generator nr. 2.) OPMERKING: Er kan dus worden weggereden, vooropgesteld dat het “READY”-lampje blijft branden, ook at draait de benzinemotor niet.

3. Acceleratie Trap het gaspedaal in om te accelereren. Als de benzinemotor op het moment van accelereren niet draait, zal hij automatisch worden ingeschakeld op het moment dat de mate van acceleratie daar om vraagt.

4. Heuvel af rijden Zet indien nodig de selectiehendel in stand B om het regeneratieve remsysteem in te schakelen en sterker op de motor af te kunnen remmen. 5. Deceleratie en stoppen Trap het rempedaal in om te decelereren en de auto tot stilstand te brengen. Door bet rempedaal in te trappen wordt in stand D of B automatisch het regeneratieve remsysteem geactiveerd. (In het regeneratieve remsysteem wordt de kinetische energie van de auto omgezet in elektrische energie.)Als de benzinemotor op bedrijfstemperatuur is, de aircocompressor niet in werking is en de ladingstoestand van het accupakket voldoende is, wordt de benzinemotor automatisch uitgeschakeld als de rijsnelheid zakt - ook als de auto tot stilstand wordt gebracht.

Waarschuwingslampje gering vermogen






6

6. Parkeren Trap het parkeerrempedaal in, zet de selectiehendel in stand P en trek de contactsleutel uit het contactslot. OPMERKING: Zorg ervoor dat de contactsleutel verwijderd wordt na het parkeren, omdat met de auto gereden kan worden zo lang het “READY”-lampje blijft branden, ook al is de benzinemotor uit. 7. Overige eigenschappen en voorzorgsmaatregelen

• Als een van de aangedreven wielen op een gladde ondergrond begint door te slippen, waardoor de voorwielen sneller gaan draaien dan de achterwielen, beperkt het THS de slip door de aandrijfkracht te reduceren. (Hierdoor wordt ook het planetaire tandwielstelsel tegen beschadiging beschermd.)

• Als de temperatuur van bet accupakket te hoog of te laag is, gaat het waarschuwingslampje gering vermogen branden om de bestuurder te waarschuwen voor bet feit dat er tijdelijk wellicht minder vermogen beschikbaar is dan hij verwacht. Het branden van dit lampje duidt niet op een defect. Deze toestand kan worden gecorrigeerd door het vermijden van plotselinge acceleratie/deceleratie, waarna het lampje weer uit zal gaan.

• Als de auto tot stilstand gebracht is en de selectiehendel in stand N staat, wordt er geen elektriciteit opgewekt, ook al draait de benzinemotor wel. Zet bij een langere periode van stilstand de selectiehendel in stand P. Laat bij druk verkeer de selectiehendel in stand D staan.






7

THS- REGELSYSTEEM 1.Algemeen Het THS—regelsysteem bestaat uit de volgende componenten:

HV-ECU

Regelt de MG1, 2 en de benzinemotor aan de hand van het gevraagde koppel, de

regeneratieve remregeling en de ladingstoestand van het accupakket. Deze factoren

worden vastgesteld op basis van de stand van de selectiehendel, de mate waarin het

gaspedaal is ingetrapt en de rijsnelheid.

Regeling motormodule De HV-ECU ontvangt gegevens over de bedrijfsomstandigheden van de motor (toerental,

koppel) van de motormodule en stelt vast welk koppel gevraagd wordt. Verder ontvangt

deze module signalen voor bet uitschakelen van de benzinemotor en het onderbreken van

de brandstoftoevoer indien de rijomstandigheden daartoe aanleiding geven.

Bovendien ontvangt deze module het rijsnelheidsignaal, afkomstig van het

instrumentenpaneel.

Regeling elektronische

module remsysteem

De HV-ECU ontvangt gegevens op basis waarvan berekend kan worden hoe groot de totale remkracht moet zijn. De HV-ECU verstuurt een signaal over het koppel dat van het regeneratieve remsysteem gevraagd wordt en bepaald in welke mate dit remsysteem geactiveerd moet worden.

Inverter-regeling (voor MG1, MG2)

De HV-ECU stuurt het signaal naar de vermogenstransistor in de inverter voor het schakelen van de U-, V- en W-fase van de MG1, 2 om de MG1 en 2 aan te sturen. Als de HV-ECU een signaal over een te hoge temperatuur, een te hoge stroomsterkte of een verkeerde spanning ontvangt van de inverter, wordt hij uitgeschakeld.

Converter Als er een defect optreedt in het hybride-regelsysteem stuurt de HV-ECU een signaal naar de converter en wordt deze uitgeschakeld.

MG1,MG2 Stelt de positie van de rotor van de MG1, 2 vast en regelt de stroomsterkte naar de MG1,2. Verder wordt de temperatuur gemeten en de maximale belasting geregeld.

Elektronische module accupakket

Ontvangt signalen over de ladingstoestand van het accupakket en de stroomsterkte.

Airbagmodule Ontvangt een signaal als de airbag geactiveerd wordt.

Aircomodule Ontvangt een signaal over het hogere vermogen dat de benzinemotor levert (als de aircocompressor ingeschakeld is) en een signaal over een hoger motortoerental dat nodig is om de temperatuur van de koelvloeistof op peil te houden.

Gaspedaalsensor Ontvangt een signaal op basis waarvan kan worden vastgesteld in welke mate het gaspedaal is ingetrapt.

Schakelstandsensor Ontvangt een signaal over de positie van de selectiehendel (P. R, N, D, B). Cruise control -schakelaar Ontvangt het signaal van de cruise control-schakelaar.

Remlichtschakelaar Ontvangt cen signaal als er geremd wordt.

Blokkeerschakelaar (voor kap inverter en serviceplug)

Controleert of de kap van de inverter en de serviceplug geplaatst zijn.

Sensor stroomonderbreker Het hoogspanningscircuit wordt onderbroken indien gesignaleerd wordt dat de auto bij een aanrijding betrokken is geraakt.

Diagnose Als de HV-ECU een storing signaleert, stelt de HV-ECU een diagnose en wordt er een storingscode opgeslagen.

Failsafe Als de HV—ECU een defect signaleert, schakelt de module de aangestuurde onderdelen en de elektronische modules uit of regelt hij deze op basis van gegevens die in het geheugen van de module zijn opgeslagen.






8

2. Constructie Hoe het THS—regelsysteem van de Prius is opgebouwd, is te zien in onderstaand overzicht.

SENSORS AANGESTUURDE ONDERDELEN






9

3. Regeling motormodule De motormodule ontvangt signalen over het gevraagde koppelen beoogde toerental van de HV-ECU (THE, ETH) en regelt op basis daarvan de smoorklepopening, het inspuittijdstip, bet ontstekingstijdstip en de VVT-i. Daarnaast wordt via aansluiting GO een signaal over bet actuele toerental naar de HV-ECU gestuurd en ontvangt de motormodule via aansluiting SPDO van de HV-ECU een snelheidssignaal van de hybride-transmissie. Als de auto tot stilstand gebracht wordt, kan de HV-ECU een uitschakelsignaal voor de benzinemotor (ESTP) naar de motormodule sturen om het brandstofverbruik te reduceren. Als er een defect optreedt in het systeem, activeert de motormodule het waarschuwingslampje elektrisch systeem motor, daartoe aangestuurd door de HV-ECU.

4. Regeling elektronische module remsysteem De elektronische module van het remsysteem berekent de totale benodigde remkracht, gebaseerd op de opgebouwde remdruk in de hydraulische regeleenheid en stuurt deze waarde naar de HV-ECU. De HV-ECU berekent in welke mate deze remkracht kan worden opgebracht door het regeneratieve remsysteem en stuurt de uitkomst van deze berekening naar de elektronische module van het remsysteem. De HV-ECU zorgt er vervolgens voor dat de MG2 het benodigde remkoppel uitoefent en regelt de verdere functies van het regeneratieve remsysteem. De elektronische module van het remsysteem regelt de solenoïdes van de hydraulische regeleenheid en zorgt ervoor dat er remdruk wordt opgebouwd in de hydraulische circuits naar de wielen. De met deze hydraulische druk verkregen remkracht is gelijk aan de totale benodigde remkracht min de remkracht die door het regeneratieve remsysteem wordt opgebracht.






10

5. Inverter-regeling (voor MG1, MG2) De HV-ECU stuurt een signaal naar de vermogenstransistor in de inverter (G-UU, VU, WU, M-UU, VU, WU) voor het schakelen van de U-, V- en W-fase van de statorspoel van de MG1 en MG2, gebaseerd op informatie over de positie van de rotors, afkomstig van de MG1, 2(G-SIN, COS M-SIN, COS)en de ladingstoestand van het accupakket, afkomstig van de elektronische module van het accupakket. Bij het onderbreken van de stroom naar de MGi, 2 stuurt de HV-ECU een signaal naar de inverter (G-SDOWN, M-SDOWN).

Koppelingsloos systeem De voorwielen en de MG2 zijn zonder tussenkomst van een koppeling mechanisch met elkaar verbonden via tandwielen en een ketting. Om te voorkomen dat in de neutraalstand de wielen worden aangedreven, schakelt bet neutraalstandsignaal van de schakelstandsensor alle vermogenstransistoren in de inverter (die de MG1 en de MG2 met eikaar verbinden) UIT om de MG1 en de MG2 uit te schakelen, waardoor de aandrijfkracht naar de wielen nut wordt. In deze toestand wekt de MG1 nagenoeg geen elektrische energie op. ook als is de benzinemotor in werking. Het gevolg is dat als de auto gedurende lange tijd stilstaat in stand N, bijvoorbeeld in druk verkeer, het accupakket steeds verder ontladen wordt. 6. Elektronische module accupakket De ladingstoestand van het accupakket, de temperatuur en de spanning van bet accupakket worden gemeten door de elektronische module van het accupakket en deze informatie wordt naar de HV-ECU gestuurd.






11

TOELICHTING -

De MG1 en de MG2 worden gewoonlijk uitgeschakeld als de selectiehendel in stand N wordt gezet. De uitschakelfunctie wordt echter onder de volgende omstandigheden geblokkeerd: • Als tijdens het remmen bij een blokkerend wiel het ABS geactiveerd wordt. In dat geval

moet de MG2 een gering aandrijfkoppel leveren om het wiel dat dreigde te gaan blokkeren weer te laten draaien. Ook als in deze situatie de selectiehendel in stand N gezet wordt, blijft de uitschakelfunctie geblokkeerd om het wiel ze kunnen laten draaien. Nadat het wiel weer draait, wordt de uitschakelfunctie weer geactiveerd.

• Als tijdens het intrappen van her rempedaal tijdens het rijden in stand D of B het

regeneratieve remsysteem in werking is. In dit geval zal, als de bestuurder de selectiehendel in stand N zet, de druk in het hydraulische remsysteem geleidelijk worden opgebouwd terwijl tegelijkertijd de rem werking van het regeneratieve rem-.systeem geleidelijk wordt afgebouwd om het gevoel tijdens het remmen niet in negatieve zin te beïnvloeden. Hierna zal de uitschakelfunctie weer worden geactiveerd.

Als één van de onderstaande situaties zich voordoet zal de hiernaast afgebeelde melding in het display van de boordcomputer verschijnen, gaat het centraal waarschuwingslampje branden en zal de zoemer continu geluid maken:

• Het ‘READY”-lampje brandt, de selectiehendel staat in stand N en het accupakket is

ontladen.

• Het ‘READY”-lampje brandt, de selectiehendel staat in stand N en het bestuurdersportier is geopend.

• Het “READY”-lampje brandt, het parkeerrempedaal is ingetrapt~, de selectiehendel

staat in stand B of D en het bestuurdersportier is geopend.

When you park your car, make sure you shift to Park (p).

The batteries wilt not charge if the shifter is in(N).

Une lois Ic véhicule pare, pose toujeurs le levier en (a).

En ~, lee batteries no sont pas chargées.






12

CONTROLE- EN WAARSCHUWINGSLAMPJES De waarschuwingslampjes van de Prius wijken af van die van conventionele auto’s. Bij controle en reparatie moet het storingzoekgedeelte van bet Prius reparatiehandboek (RM771NL) worden geraadpleegd. Centraal instrumentenpaneel 4 Boordcomputer met display .4

1. READY-lampje Gaat branden als het contact in stand START wordt gezet om aan te geven dat de auto gereed is om weg te rijden.

2.Waarschuwingslamp- je gering vermogen

Gaat aan als de ladingstoestand van bet accupakket in stand R onvoldoende is of als de temperatuur van bet accupakket abnormaal hoog oploopt tijdens het continu rijden met zware belasting. Het kan ook gaan branden als de temperatuur van bet accupakket laag is(na bet starten bij lage buitentemperaturen). Het vermogen van bet hybride-systeem is beperkt zolang dit lampje brandt. • Rijd met een gereduceerde snelheid (vermijd plotselinge acceleratie) zolang dit lampje brandt.

3. Centraal waarschu-wingslampje

Gaat gelijktijdig branden met de waarschuwingslampjes “6” en “8” in het centrale display waarbij tevens de zoemer geluid maakt.

4.Waarschuwingslamp-je elektrisch systeem motor

Gaat branden als er een defect in het motorregelsysteem aanwezig is.

5. Laadstroomcontrole-

lampje

Gaat branden als en een defect aanwezig is in het laadsysteem voor de 12 V accu (con-

verter).

• Als het gelijktijdig met het centraal waarschuwingslampje en het waarschu-

wingslampje voor het hybride—systeem gaat branden, moeten de storingscodes worden

uitgelezen.

6. EMPS-waarschu-

wingslampje

Gaat branden als er een defect in het EMPS-regelsysteem aanwezig is.

7.Waarschuwings-lampje

accupakket

Gaat branden~als het accupakket te ver ontladen is.

8.Waarschuwingslamp-je

defect in hybridesysteem

Gaat branden bij een defect in MG1, 2, de inverter, het accupakket of de HV-ECU.

6. EMPS-waarschuwingslampje

3. Centraal waarschuwingslampje

5. Laadstroomcontrolelampje

4. Waarschuwingslampje elektrisch systeem motor

8.Waarschuwingslampje defect in hybride-systeem

2.Waarschuwings-lampje gering vermogen

7.Waarschuwings-lampje accupakket

1. READY-lampje






13

MG1 EN MG2 (MOTOR GENERATOR NR. 1 EN NR. 2) • BESCHRIJVING

• De MG1 en de MG2 zijn compacte, lichtgewicht en zeer efficiënte synchrone

wisselstroommotoren met een permanente magneet. • De elektromotor levert indien nodig extra aandrijfkracht om de benzinemotor te

ondersteunen, waardoor de auto over excellente dynamische eigenschappen beschikt, soepel wegrijdt en soepel accelereert. Als het regeneratieve remsysteem wordt geactiveerd, wordt de kinetische energie van de auto door de MG2 omgezet in elektrische energie, waarmee bet accupakket weer wordt opgeladen.

• De MG1 laadt het accupakket op en levert elektrische energie voorde MG2. Daarnaast regelt de MG1 door de gegenereerde hoeveelheid elektrische energie te reguleren (en daarmee het toerental van de dynamo) op een effectieve manier de continu variabele transmissiefunctie van de transmissie. De MG1 fungeert tevens als startmotor voor de benzinemotor.

Prestatiediagrammen






14

1. Permanente magneet~motor Als er door de drie fasewindingen van de statorspoel een drie-fasenwisselstroom gevoerd wordt, ontstaat in de elektromotor een wisselend magnetisch veld. Door dit wisselende magnetisch veld te regelen overeenkomstig de positie en het toerental van de rotor worden de permanente magneten in de rotor aangetrokken, waardoor er een koppel wordt opgewekt. Het opgewekte koppel is voor alle praktische doeleinden evenredig met de stroomsterkte en het toerental van de rotor wordt geregeld door de frequentie van de wisselstroom te regelen. Verder kan een hoog koppel worden verkregen, ook bij hoge toerentallen, door het op de juiste manier regelen van het wisselende magnetisch veld en de hoeken van de rotormagneten. 2. Toerentalsensor (Resolver) Dit is een uiterst betrouwbare en compacte sensor die nauwkeurig de positie van de magnetische pool vaststelt, een gegeven dat onmisbaar is om de MG1 en MG2 efficiënt te kunnen regelen. De sensorstator bestaat uit 3 spoelen, zie afbeelding, en de uitgangsspoelen B en C zijn elektrisch gezien ondereen hoek van 90 graden ten opzichte van elkaar aangebracht. Omdat de rotor ovaal is varieert de afstand tussen de stator en de rotor als de rotor draait. Door een wisselstroom door spoel A te voeren kunnen zo uitgangssignalen in de spoelen B en C worden opgewekt die uitsluitsel geven over de positie van de rotor. De exacte positie kan worden vastgesteld op basis van het verschil tussen deze uitgangssignalen. Verder berekent de HV-ECU de positieverandering binnen een bepaalde tijdseenheid waardoor de sensor kan worden gebruikt als toerentalsensor. 3. Voedingskabel De voedingskabel is een kabel voor hoge spanningen en stroomsterktes die bet accupakket met de inverter en de inverter met de MG1 en MG2 verbindt. De voedingskabel begint bij de stekker aan de linker voorzijde van het accupakket in de bagageruimte en loopt onder de achterbank en door de bodemplaat langs de versteviging van de bodemplaat naar de inverter in de motorruimte. De voedingskabel is afgeschermd om de elektromagnetische interferentie te beperken. De 12 V ~ bedrading van de hulpaccu volgt dezelfde weg. Om identificatie te vergemakkelijken zijn de hoogspanningsbedrading en de bijbehorende stekkers uitgevoerd in oranje om ze te onderscheiden van de gewone laagspanningsbedrading.

Wisselend magnetisch veld

Statorspoel

Rotor

W—fase

V-fase

U—fase

Spoel A

Toerentalsensor

Gemagnetiseerde zijde

Uitgangszijde






15

INVERTER 1. Algemeen De inverter is een elektrische omvormer die de gelijkstroom van het accupakket (273,6 V) en de wisselstroom van de MG1 en MG2 omzet. De inverter bestaat uit 2 drie—fasenbrugcircuits, één voor de MG1 en één voor de MG2, ieder bestaande uit 6 vermogenstransistors, en zet gelijkstroom om in drie-fasenwisselstroom. Het activeren van de vermogenstransistors wordt geregeld door de HV-ECU. Verder stuurt de inverter informatie die nodig is voor het regelen van de stroomsterkte, zoals het geleverde amperage of de spanning, door naar de HV-ECU. Samen met de MG1 en de MG2 wordt de inverter gekoeld door een afzonderlijke radiateur in het koelsysteem die losstaat van de radiateur van het koelsysteem voor de benzinemotor. 2. Systeemdiagram 3. Koelsysteem

Voor bet koelen van de inverter en de MG1 en MG2 wordt gebruik gemaakt van vloeistofkoeling met een waterpomp. De HV-ECU regelt de waterpomp op basis van de koelvloeistoftemperatuur. Dit koelsysteem staat los van het koelsysteem van de benzinemotor.

Inverter

Converter

Reservoir

Radiateur






16

CONVERTER 1. Algemeen De voedingsspanning van de overige uitrusting van de auto als bijvoorbeeld de verlichting, het audiosysteem, de airconditioning en de elektronische modules is 12 V. Omdat de THS-dynamo een uitgangsspanning heeft van 273,6 V wordt er een converter gebruikt om de 273,6 V gelijkspanning om te zetten in een 12 V gelijkspanning waarmee de hulpaccu kan worden opgeladen. De converter is aan de onderzijde van de inverter gemonteerd. 2. Werking

• De 273,6 V gelijkspanning wordt door bet transistorbrugcircuit in eerste instantie omgezet in een wisselspanning die vervolgens door de transformator weer wordt omgezet in een laagspanning. Hierna wordt deze laagspanning gelijkgericht, afgevlakt en omgezet in een 12 V gelijkspanning.

• De spanning op de pluspool van de hulpaccu wordt door de convertor gecontroleerd en op peil gehouden. Hierdoor is de spanning van de hulpaccu niet afhankelijk van het toerental van de benzinemotor (en beeft ook het uitschakelen van de benzinemotor geen invloed) en van de overige uitrusting(de converter houdt de spanning op peil).

Converter

Inverter






17

HV-ACCU BESCHRIJVING De gesloten nikkelmetaalhydride-accutechnologie (Ni-.MH) is verder geëvolueerd in het nieuw ontwikkelde accupakket dat zich onderscheidt door zijn hoge vermogensdichtheid, zijn lage gewicht en zijn lange levensduur en dat speciaal is afgestemd op de eigenschappen van bet THS. Omdat het THS bet laden/ontladen zodanig regelt dat de ladingstoestand van het accupakket constant wordt gehouden tijdens het normale gebruik van de auto, is de auto niet afhankelijk van een extern laadstation. In bet accudeel zijn zes 1,2-volt cellen in serie geschakeld die samen een module vormen. In totaal zijn 38 modules in twee houders in serie geschakeld. Het accupakket bestaat dus niet 228 cellen die samen een nominale spanning leveren van 273,6 V. De platen in de accu’s zijn vervaardigd van materialen als poreus nikkel en een metaalhydridelegering.






18

HV-ACCUREGELSYSTEEM BESCHRIJVING Om de ladingstoestand van het accupakket op bet juiste niveau te houden en om de veiligheid te garanderen indien er in het accupakket een defect optreedt, beeft de elektronische module van het accupakket de volgende regelfuncties:

Elektronische module CONSTRUCTIE

• Het accupakket, de elektronische module van de accu, het hoofdrelais SMR (System Main Relay) en de koelventilator zijn in ~én behuizing ondergebracht die geplaatst is achter de achterbank, waardoor optimaal gebruik wordt gemaakt van de ruimte in de auto.

• In het accudeel zijn zes 1,2-volt cellen in serie geschakeld, die samen een module vormen. In totaal zijn 38 modules in serie geschakeld. Het accupakket bestaat dus uit 228 cellen die samen een nominale spanning leveren van 273,6 V.

• Een serviceplug die het circuit onderbreekt bevindt zich midden tussen de 38 modules. Verwijder de serviceplug voordat u onderhoud uitvoert aan welk dccl van bet hoogspanningscircuit dan ook. Zie voor meer informatie het Prius reparatiehandboek (publ.nr.RM771NL).

Accuspanning van iedere module

Stroomsterktesensor • Ampêragesignaal • Totale spanningssignaal • Laad- of ontlaadsignaal • Diagnose

HV-ECU

Koelventilator accupakket

Diagnosestekker DLC3 Temperatuursensor (omgevingstemperatuur)

Aircomodule

Accutemperatuursensor

A/C-signaal






19

1. Elektronische module accupakket De elektronische module van het accupakket heeft de volgende functies: Regeling ladingstoestand Als de auto in beweging is, doorloopt bet accupakket constant ladings/ontladingscycli, omdat het accupakket bij acceleratie door de MG2 ontladen wordt en bij deceleratie door het regeneratieve remsysteem weer wordt geladen. De elektronische module van het accupakket stuurt laad/ontlaadsignalen naar de HV-ECU die de ladingstoestand op een constant niveau houdt door bet laad/ontlaad amperage te berekenen. Regeling ventilator Om de prestaties van het accupakket niet negatief te laten beïnvloeden door de warmte die vrijkomt bij het laden en ontladen, regelt de elektronische module van het accupakket de werking van de koelventilator. Defectcontrole accupakket Deze functie houdt in dat de temperatuur en de spanning van het accupakket via de elektronische module van het accupakket constant worden gecontroleerd. Als er een defect wordt gesignaleerd, beschermt de elektronische module van bet accupakket het accupakket door het laden en ontladen van bet accupakket te beperken of te onderbreken. In dat geval gaat tevens bet waarschuwingslampje branden en worden er storingscodes in het geheugen opgeslagen. Zie voor mcci informatie over de storingscodes het Prius reparatiehandboek (pubLnr. RM771NL).

Voorbeeld van verandering in de ladingstoestand






20

2. Hoofdrelais (SMR - System Main Relay) Het SMR is een relais dat de voeding koppelt en ontkoppelt met met hoogspanningscircuit na een signaal van de HV-ECU. In totaal 3 relais, één voor de negatieve zijde en twee voor de positieve zijde, zorgen voor een juiste werking. Tijdens bet koppelen zijn de SMR1 en SMR3 AAN; als de koppeling tot stand is gebracht blijft SMR2 AAN en wordt SMR1 UIT geschakeld. Door de geregelde stroom op deze manier eerst via de weerstand te laten lopen, wordt het circuit beschermd tegen piekspanningen. Tijdens het loskoppelen worden SMR2 en SMR3 in deze volgorde uitgeschakeld en controleert de HV-ECU of de respectievelijke relais op de juiste manier UIT zijn geschakeld. 3. Serviceplug Door het verwijderen van de serviceplug voor het uitvoeren van controles of onderhoud, wordt het hoogspanningscircuit in bet midden onderbroken en is de veiligheid bij onderhoud gegarandeerd. De serviceplug maakt voor het onderbreken van het circuit gebruik van een geïntegreerde reed-schakelaar. Door de borgclip omhoog te trekken gaat de reed-schakelaar UIT en wordt het SMR uitgeschakeld. Zorg echter, voor een optimale veiligheid, dat het contact in stand OFF wordt gezet alvorens de serviceplug te verwijderen. Zie voor meer informatie over de serviceplug het Prius reparatiehandboek (Publ.nr. RM771NL). De hoofdzekering voor het hoogspanningscircuit bevindt zich in de serviceplug.






21

HV-ACCUKOELSYSTEEM BESCHRIJVING Als de temperatuur van het accupakket oploopt, stuurt de elektronische module van het accupakket een signaal naar de koelventilator, waardoor deze met een lage, middelhoge of hoge snelheid gaat draaien. Als op dat moment echter de airconditioning in werking is en als de temperatuur van het accupakket nog niet al te hoogopgelopen is, laat de elektronische module van het accupakket de koelventilator uit of met lage snelheid draaien en wordt en prioriteit gegeven aan de airconditioning. De luchtinlaat voor de koelventilator bevindt zich boven de hoedenplank. Als deze luchtinlaat wordt afgedekt, bijvoorbeeld met een kledingstuk, kan de koeling van het accupakket in gevaar komen, waardoor het waarschuwingslampje gering vermogen kan gaan branden.

CONSTRUCTIE Dit systeem is uitgerust met een koelventilator die aangedreven wordt door een gelijkstroommotor.

Specificaties 4 Type Sirocco-ventilator

Afmetingen ventilator Diameter x hoogte mm (in.)

100 x 40(4,0 x 1,6)

Motortype Gelijkstroom Luchtopbrengst m3/h Laag I 50

Midden 100 Hoog 150

Opgenomen vermogen W 60 • De werking van de koelventilator wordt geregeld door signalen van de elektronische

module van bet accupakket, die de temperatuur van bet accupakket controleert.

Luchtafvoerkanaal nr. 2

Regeling koelventilator

Luchtafvoerkanaal nr. 1

HV-accu






22

HULPACCU BESCHRIJVING Er wordt voor de Prius een afgeschermde, onderhoudsvrije 12 V-accu (S34B20L) gebruikt. Het elektrolyt wordt gefilterd door seperatoren om het ontsnappen van waterstof, dat ontstaat tijdens het laden van de accu, te beperken. Zolang bet voorgeschreven type accu wordt gebruikt hoeft er der halve geen gedestilleerd water te worden bijgevuld.

Loodcalcium-legering HV-STARTBLOKKERING De HV-startblokkering is bedoeld om te voorkomen dat de auto gestolen wordt. Het systeem maakt gebruik van de startblokkeermodule waarin de code van de geregistreerde contactsleutel is opgeslagen. Als geprobeerd wordt het HV—systeem te starten met een niet—geregistreerde sleutel, voorkomt de HV-ECU dat de elektromotor en de benzinemotor in bedrijf komen. Carvertical™ 2003 Onderdeel van P-project 2001: Paul Cartwright, Arjen de Jongh & Mark Jansen






23





THS (TOYOTA HYBRID SYSTEM) - members.home.nlmembers.home.nl/mark.jansen/THS Toyota hybride...

Documents

Transcript of THS (TOYOTA HYBRID SYSTEM) - members.home.nlmembers.home.nl/mark.jansen/THS Toyota hybride...