◆文/北京 安海權(quán)

路虎攬勝運動版混合動力新技術(shù)(五)

◆文/北京 安海權(quán)

(接上期)

七、車輛監(jiān)控控制器(VSC)

1.概述

車輛監(jiān)控控制器(VSC)是混合控制系統(tǒng)的核心，位于發(fā)動機控制模塊ECM內(nèi)。VSC控制示意圖如圖48，控制器可描述為混合動力管理器，具有混合部件的上電/斷電、HVB荷電狀態(tài)(SOC)的管理、動力傳動需求總扭矩/動力的確定、發(fā)動機和MG之間所需推進扭矩最佳分配的確定、HEV操作模式的確定、驅(qū)動模式變速器的管理、與TCM共同控制MG離合器組件，以將喘振和分流減到最小、EAC的能量管理要求、所有混合動力系統(tǒng)故障的管理等重要作用。

圖48 VSC控制示意圖

2.混合動力系統(tǒng)管理

混合動力系統(tǒng)管理包括混合動力系統(tǒng)故障的管理、上電/斷電及HVB荷電狀態(tài)(SOC)的管理、HVB荷電狀態(tài)(SOC)的管理、動力傳動需求總扭矩/動力的確定、發(fā)動機和MG之間所需推進扭矩最佳分配的確定、再生制動管理及EAC能量管理要求組成的，如圖49所示。

(1)混合動力系統(tǒng)故障的管理：VSC不斷與混合動力系統(tǒng)的部件通信，如果任何部件報告故障，則VSC向儀表組IC發(fā)出命令，向駕駛員顯示相關(guān)的故障警示圖標和文本信息。VSC以同樣的方式向IC提供對駕駛員顯示的混合動力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如圖50所示。

圖49 混合動力系統(tǒng)管理示意圖（一）

圖50 混合動力系統(tǒng)故障管理示意圖

(2)上電/斷電及HVB荷電狀態(tài)(SOC)的管理：車輛點火激活時，VSC通過混合CAN總線向BECM發(fā)出閉合HV蓄電池接觸器的命令，向EPIC發(fā)出斷開放電接觸器和啟用混合動力系統(tǒng)的命令。BECM從睡眠狀態(tài)變?yōu)檫\行狀態(tài)，BECM通過混合CAN總線、現(xiàn)有的HV蓄電池SOC和電源限制傳輸給VSC。需要正常斷電時，VSC向BECM發(fā)送打開HV蓄電池接觸器的命令，并向EPIC發(fā)送關(guān)閉放電接觸器和混合動力系統(tǒng)的命令。

(3)HVB荷電狀態(tài)(SOC)的管理：基于來自BECM的信息，VSC確定MG何時應(yīng)用作發(fā)電機以提高效率，此時須考慮發(fā)動機的電流負載，然后計算對燃油經(jīng)濟性或驅(qū)動器性能要求影響最小的、恰當?shù)陌l(fā)電機負荷。然后通過混合CAN總線將計算出的數(shù)值發(fā)送到EPIC。

(4)動力傳動需求總扭矩/動力的確定：根據(jù)駕駛者需求和當前車輛狀況，VSC將持續(xù)監(jiān)測輸入。根據(jù)這些輸入，VSC計算實現(xiàn)駕駛者請求所需的總功率輸出。節(jié)氣門踏板位置和踩下速度將確定駕駛者的扭矩需求。一旦計算出需求，VSC就必須考慮車輛的環(huán)境條件。例如：全地形開關(guān)組輸入將確定ECO禁用模式是否已選定；變速器控制器可能會請求減小扭矩，以實現(xiàn)平穩(wěn)換擋；ABS控制器可能會請求減小扭矩，以實施牽引控制。考慮整體車輛因素，計算正確的扭矩輸出后，VSC確定輸送的最佳或最有效方式。

(5)發(fā)動機和MG之間所需推進扭矩最佳分配的確定：VSC已計算出整體扭矩輸出，并已知HV蓄電池當前能提供的動力。確定何種動力需要輸送百分之多少的扭矩時，VSC實施“扭矩仲裁”，根據(jù)每一動力需要輸出的扭矩向ECM和EPIC發(fā)送命令。

(6)混合動力系統(tǒng)操作模式的確定：如圖51所示，基于駕駛員輸入，VSC再次確定適合當前車輛狀況的最佳或最有效的行駛模式。確定后，VSC管理行駛模式，并確保車輛隨著自身狀況的變化從一種模式平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換到另一種模式。如果沒有出現(xiàn)抑制器，則VSC標識ECO停止，然后將這一職責轉(zhuǎn)移給ECM，以實施ECO停止。對于ECO啟動，VSC確定適應(yīng)車輛當前操作條件所需的發(fā)動機扭矩。ECM啟動發(fā)動機，并適量加油和進行其他操作，以在驅(qū)動連接之前達到目標扭矩輸出，確保行駛模式之間的平穩(wěn)過渡。

(7)行駛模式轉(zhuǎn)換管理：如圖51所示，汽車從一種行駛模式轉(zhuǎn)換到另一種行駛模式時，VSC管理分離離合器的應(yīng)用，以確定用何種電源驅(qū)動變速器。VSC向TCM發(fā)送信號，以打開或關(guān)閉分離離合器。離合器運轉(zhuǎn)前，VSC將同步兩個電源輸入的速度，如此便可讓扭矩輸送保持一致，并減少分離離合器的滑動。TCM管理啟動離合器的操作，以確保傳輸?shù)阶兯倨鞯尿?qū)動力平穩(wěn)地傳輸?shù)烬X輪組，該離合器組件的熱管理更高，因此能支持更長時間的滑動。通過啟動離合器傳輸?shù)呐ぞ赜苫瑒訂与x合器進行控制，以消除傳動系統(tǒng)振動。

(8)再生制動管理：如圖51所示，在制動情況下，MG用作發(fā)電機時，VSC向ABS控制器傳輸MG的制動扭矩。ABS控制器啟動制動策略以盡量充分利用MG制動扭矩。系統(tǒng)的目標是在不影響制動系統(tǒng)性能的情況下，盡可能回收再利用動能。

(9)EAC 能量管理要求：如圖51所示，自動溫度控制模塊就驅(qū)動電動空調(diào)壓縮機所需的HV蓄電池電量與VSC通信。VSC確定可用的能量，ATCM 根據(jù)結(jié)果計算EAC的速度。

圖51 混合動力系統(tǒng)管理示意圖（二）

八、HEV車輛維修與安全

1.安全規(guī)則

(1)人員：HEV授權(quán)人員應(yīng)對每一HEV進行風險評估，以確定在開始操作車輛前是否需要停用任何部件來完成維修車輛。若維修車輛出現(xiàn)接觸任何高壓部件的風險，應(yīng)停用HEV。停用只能由受過適當訓(xùn)練且獲得了JLR認可的授權(quán)人員實施，HEV合資格人員無權(quán)停用或重新啟用高壓系統(tǒng)。停用后，由HEV合資格人員對車輛進行維修操作，建議HEV合資格人員在場并觀看停用過程。

(2)防護：如有指示，則必須使用推薦的個人防護裝置，僅有JLR認可的工具可用于對高壓系統(tǒng)和任何相關(guān)部件進行測量，所有測量必須根據(jù)JLR認可的測量設(shè)備說明書進行。所有維修必須按照車間維修手冊進行，切勿違背維修說明書或維修單中的說明。繼續(xù)操作前，確保下列資源可用：兩份工作許可證文件(JLRSP060A)、HEV授權(quán)人員、SDD、打印SDD生成報告的方法、認可的測量設(shè)備VS8973、認可的個人防護裝置(PPE)包括手套、護目鏡、防護網(wǎng)和安全鉤、HEV車輛警告信息JLR-9814137、HEV斷接盒VM8105、HEV安全檢查接頭VM8109及DVOM。

(3)工作許可證：如果需要停用，則每一HEV都需出具兩份完整的JLRSP060A HEV工作許可證并附有相關(guān)的維修單或“工卡”。在進行任何有接觸高壓系統(tǒng)危險的工作之前，工作許可證必須由適當人員填寫并簽字。工作許可證提供引導(dǎo)程序，以確保在車間環(huán)境下接觸車輛的人員安全。若車輛是由在最初的工作許可證中沒有留下姓名HEV授權(quán)人員或合資格人員進行操作，則必須完成轉(zhuǎn)移記錄，以追蹤責任變化。

2.HEV停用過程

HEV停用過程包括下列六個步驟：識別車輛、檢查混合動力系統(tǒng)故障、鎖閉車輛、隔離混合動力系統(tǒng)及檢驗是否有危險電壓。每個步驟都必須按照正確順序,使用專用工具完整地完成。

(1)識別車輛:車輛進入車間時，必須在駕駛員側(cè)的車窗上放置合適的警示信息，將車輛識別HEV。如圖52所示，紅色：車輛處于激活狀態(tài)，而蓄電池接觸器出現(xiàn)故障。不能將高壓蓄電池與混合動力系統(tǒng)隔離。此時不允許HEV授權(quán)人員或?qū)I(yè)技術(shù)人員對帶電車輛執(zhí)行操作，應(yīng)聯(lián)系HEV高級授權(quán)人員。綠色：成功停用混合動力系統(tǒng)，高壓蓄電池已隔離并“鎖閉”。黃色：混合動力系統(tǒng)完整且正常操作，可隔離(停用)高壓蓄電池，但尚未執(zhí)行。

圖52 HEV車輛識別

(2)檢查混合動力系統(tǒng)故障:檢查混合動力系統(tǒng)故障對車輛進行操作之前，必須識別混合動力系統(tǒng)的狀態(tài)。打開點火，檢查儀表盤，檢查是否顯示任何故障或警告圖標，如圖53所示。將SDD連接到車輛，查詢/記錄任何車輛系統(tǒng)故障代碼。

圖53 混合動力系統(tǒng)故障圖標

(3)鎖閉車輛:記錄任何故障代碼后并可安全進行下一步時，斷開SDD診斷導(dǎo)線，并確保車輛處于駐車擋。按下“停止”按鈕，關(guān)閉點火。取下車輛鑰匙，置于距離車輛至少3m遠的安全位置。確認車輛范圍內(nèi)沒有其它智能鑰匙。按下啟動按鈕，確認點火不能打開。

(4)隔離混合動力系統(tǒng)：如圖54所示，掀開機蓋，接觸車輛“跨接供電/起動接線柱”。確保未連接任何外部充電設(shè)備。檢查車輛內(nèi)部是否有連接至任何電源插孔插座的設(shè)備。斷開這類設(shè)備與任何電源插座的連接。將數(shù)字萬用表DVOM連接至車輛“跨接接線柱”測量電壓，蓄電池額定電壓大于12V。在這一階段，保持DVOM與接線柱的連接。接觸位于行李箱內(nèi)的主蓄電池，斷開蓄電池負極電纜和蓄電池端子的連接，確保蓄電池與負極電纜已完全隔離。收好電纜，確保電纜不會再次建立良好連接。接觸車輛輔助蓄電池(位于右側(cè)行李箱裝飾板后方)，斷開蓄電池負極電纜和蓄電池端子的連接，確保蓄電池與負極電纜已完全隔離。如圖54，再次測量車輛“跨接接線柱”的電壓，測得的電壓額定電壓小于0.5V，說明12V系統(tǒng)已隔離，接觸任何高壓部件之前，必須至少等待5min。

(5)檢驗沒有危險電壓：這一步要用到JLR專用診斷工具SDD和HEV專用工具AVL測量設(shè)備VS8973，確保SDD已連接電源且運轉(zhuǎn)正常；確保VS8973已連接到SDD；定位并選擇SDD“維修功能”選項卡；定位“專用應(yīng)用程序”菜單并選擇- AVL高壓停用應(yīng)用程序-運行。AVL軟件將自動運行，使用屏幕圖示引導(dǎo)用戶完成整個過程，HEV專用工具AVL測量設(shè)備如圖55所示，此過程確保使用合適的個人防護設(shè)備(PPE)。上述測量程序分別檢查了HV+至HV-；HV+至擋板；HV-至擋板間的電壓，規(guī)定值小于60V才能通過。然后，用SDD打印一份報告并附在維修說明或工作卡上。報告證實混合動力系統(tǒng)已進行無電壓測試，并被視為安全,圖55被視為HEV專用工具AVL測量設(shè)備。

圖54 跨接接線柱

(6)防止重新啟用：如圖56所示，將鎖閉工具JLR-415-009安裝至高壓蓄電池的殼體接頭，并用來保護系統(tǒng)在進行車輛維修時免于意外重啟。

(7)重新啟用：按照上述步驟相反的順序進行。

3.等電位連接測試

在維修中，如果松開或移除任何等電位連接帶，則應(yīng)該進行測試。例如，已更換變速器，因此附在分動箱上的連接帶被移除并重新安裝。測試應(yīng)在修理工作結(jié)束后進行，若車輛已被停用，則應(yīng)在車輛被重新投入使用之前展開等電位連接測試，只有JLR認可的測量設(shè)備可以用于測試使用(VM8105和VS8973)，建議該測試應(yīng)由HEV授權(quán)人員或合資格人員。本測試應(yīng)通過SDD的維修功能選項卡進行，按屏幕說明進行。

圖55 HEV專用工具AVL測量設(shè)備

圖56 安裝鎖閉工具JLR-415-009

需要注意的是，專用工具的測試方法和條件是模擬HEV系統(tǒng)下工作時進行的，即在規(guī)定的電壓和電流下進行的。

4.人工絕緣測試

人工絕緣測試利用SDD和AVL測量儀器(VM8105和VS8973)可以進行高壓電纜絕緣測試。對于任何HEV，推薦的絕緣等級應(yīng)超過500Ω/V。絕緣測試是有效的電流壓力測試，300V給予絕緣子更大程度的壓力，以此來獲得更精確的結(jié)果。測試檢查線路內(nèi)的部分放電，即任何從導(dǎo)體泄露至擋板的電流。該過程將測試高壓電路中如DC元件中的絕緣性能：HV蓄電池至EPIC HV電纜、EPIC至EAC HV電纜、EAC及 EPIC。

注意：目前尚無可執(zhí)行針對AC 3相線或MG的絕緣測試的說明或工具。如果認為這些元件中出現(xiàn)故障，請務(wù)必聯(lián)系經(jīng)銷商獲取更多信息。以上測試流程按SDD屏幕提示進行。

(全文完)