Articoli tecnici I cinque stadi del funzionamento ibrido Prius

The Tramp

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--- I cinque stadi del funzionamento ibrido Prius —

Il computer che controlla il funzionamento del sistema ibrido Prius (HSD) da l'impressione di avere cinque fasi disttinte di funzionamento, che qui chiamerò Stadio 1, Stadio 2, Stadio 3a, Stadio 3b, e Stadio 4. (Abbreviati a S1, S2, S3a, S3b e S4). Brevemente essi controllano come il HSD abbina la potenza dal motore a combustione interna (ICE), e dalla/alla batteria attraverso i due motori-generatori MG1 e MG2. Il seguente l'ho scritto seguendo principalmente dalle mie osservazioni, dopo aver letto parecchi post a ruguardo del soggetto. La modalità EV (veicolo elettrico è distinto. Io guido una Prius 2004 pacchetto "AM".

Avviso: Io non sono ne un ingegnere ne un tecnico. La mia sapienza su questa materia non è completo.

Definizioni:

ICE: Il motore a combustione interna.

SOC: Lo stato di carica della batteria. Si vede tramite l'icona con 8 tacche sul MFD (Display multi-funzione).

MG1: Motore-Generatore 1: Usato comunemente per far partire il ICE all'avviamento, per generare elettricità dall'energia che proviene dal ICE, che va ad alimentare MG2 o caricare le batterie.

MG2: Motore-Generatore 2: Usato cmnemente per far muovere la vettura, da sola o in combinazione del ICE, e fornisce il freno elettrico rigenerativo.
(occasionalmente MG1 e MG2 possono anche agire un modo arcano)

Modalità carello elettrico (chiamato così peché la macchina è slenziona come un carrello elettrico) è il mio termine per quando l'auto avanza usando solo l'elettricità, col ICE fermo. Altri han usato il termine "Stealth" (furtività) che io penso che sia un termine troppo militaristico per una macchina così piacevole, ed è ingannevole perché l'auto non è totalmente silenziosa; c'è il fischio del motore e il rotolamento dei pneumatici.

Modalità EV: La modalità EV è quando si forza la macchina ad andare in elettrico tramite un interuttore. L'interuttore è di serie sulle auto Europee e giapponesi ma non è presente sulle auto americane. Non puoi andare in modalità EV se: Sei nello stadio S1; Il SOC e a 3 tacche o sotto; stai accelerando; la batteria è troppo calda; viaggi a 50 km/h o superiore. La modalità EV si staccherà quando: Il SOC raggiunge 2 tacche; Acceleri troppo; Raggiungi i 50 Km/h; la batteria si scalda troppo. Il limite di velocità e accelerazione, e il limite minimo della batteria variano dalla modalità EV e dalla modalità carello elettrico scelto dal computer. In modalità EV il limite massimo di velocità è più basso, ma l'accelerazione è maggiore.

Modalità normale: Qualsiasi momento che l'auto non è in modaliità EV. In modalità normale, l'auto può entrare ed uscire dalla modalità carrello elettrico.

Ho visto riferimenti che dicono che le transizioni menzionate piùin basso dipendono dalla temperatura dell'acqua. Ho anche visto riferimenti all'importanza che il HSD da per tenere calda la marmitta catalitica, per ridurre le emissioni inquinanti. Io mi riferiro alla temperatura del sistema nella discussione che segue.

Gli stadi:

S1:
Nel primo stadio il ICE è freddo. Se non bloccato dall'uso del tasto EV, il ICE partirà entro 10 secondi dopo che l'auto è accesa. Finché il ICE non taggiunge la temperatura giusta per passare ad S2 il ICE girerà continuamente. Questo spiega la osservazione anomala di rigenerazione elettrica o nessune freccie (Glide) in contemporanea ad un consumo alto. Nessuna potenza è presa dal ICE, ma esso gira. Anche in S1 noterai che usa potenza dalle batterie anche durante una accelerazione leggera. In S1 il sistema preferisce non prendere potenza dal ICE se esso non è necessario. Non si può passare in modalità EV durante questo stadio.

S2:
Quando il sistema raggiunge la temperatura di 40°C. il computer passa allo stadio 2. Il poster originale giapponese dava più informazioni di quel che posso ricordare, ma sembra che in questo stadio il ICE si spegne se non è necessario a fornire potenza. Al semaforo, in S2, la macchina si spegne senza sussulti. Comunque la macchina non va in modalità carrello elettrico in questo stadio. Può prendere potenza dalla batteria ma non usa la batteria senza ICE. Si può andare in modalità EV in questo stadio purché ci siano tutte le condizioni necessarie.

S3:
Quando il sistema raggiunge la temperatura di 73°C. il computer passa allo stadio 3a. In S3a il ICE non si spegne a meno che non ci si ferma per 5-10 secondi. Paradossalmente, ha più problemi a spegnersi di quado era in S2, e, in S3a si spegne molto rudemente. Sentirai la macchina vibrare. Ba una volta che si spegne in S3a a macchina ferma, la macchina passa in Stadio 4.
Quando si è in S3a, e raggiungi i 50 km/h senza essrsi fermato per almeno 5 secondi, la macchina passa in modalità S3b. S3b è identico al S4, eccetto quando rallenti soto i 50 km/h l'auto torna in S3a. In S3 si può andare in modalità EV purché ci siano tutte le condizioni necessarie.
Ho notato che all'arresto della macchina in S3a, a volte il ICE si ferma dopo 5 secondi, a volte gira per dieci secondi prima di fermarsi. Non si sa a cosa si potrebbe attribuire la differenza. Fermare la macchina quando si è in modalità EV non mette il sistema nello stadio S4. Bisogna essere in modaità normale perché la transizione avvenga.

S4:
Lo Stadio 4 è l'operazione nornale totalmente ibrida. La Prius è al massimo dell'efficenza in S4. La vettura va in modalità carrello elettrico alla discrezione del computer. Noi possiamo incoraggiarlo togliendo il piede dall'acceleratore per unn momento per poi ripremerlo leggermente. Questo è conosciuto come accarezzare l'acceleratore. Accarezzare non obbliga la macchina ad andare in modalità carello elettrico, neppure è necessario perché la macchina ci va da sola. Semplicemente incoraggia la macchina a farlo prima di quando essa lo farebbe spontaneamente. I benefici di accarezzare il pedale è opinabile, visto che il computer sa decidere da solo quando è necessario usare la modalità carrello elettrico. Prolungare il tempo in cui l'auto va in modalità carrello automatico può solo incrementare le perdite di inefficenza dovute a caricare la batteria e prelevare potenza da esso. Dall'altra parte, incoraggiare la modalità carrello elettric quando il SOC è alto può essere utile, dato che crea spazio nella batteria per accettare una ricarica di usa discesa.
Oltre i 70 km/h il ICE deve girare, e wuindi in gerene fornisce potenza. E' possibile avere il ICE che gira senza fornire potenza quando l'auto viaggia a oltre i 70 km/h e questa condizione è già stato notato. Ma dato che il ICE è più efficente a queste velocità la modalità carrello elettrico oltre i 70 m/h (super carrello elettrico) non è usuale.

Un ringraziamento a jfschultz per avermi formito le temperature delle transizioni che ho indicato prima. Erano state indicate da un poster giapponese un po di tempo fa ma le avevo dimenticate.

Vorrei farvi notare che i maniaci del consumo giapponesi hanno scoperto un nuovo stadio che chiamiamo Stadio-1B.
E' scritto:
Non puoi andare in modalità Ev in Statio 1-
Però, si può inserire la modalità EV seguendo questo processo se la temperature esterna è superioe a 0°C e il SOC è a 6 barre o oltre.
1. Premi il tasto "START" sulla macchina.
2. Tieni l'auto in "P", il ICE parte dopo 15 secondi.
3. Guarda lo scemo delle energie, e noterai una freccia verde che carica.
4. dopo 56 secondi che il ICE gira, noterai che la carica cessa.
5. Premendo il tasto EV e il motore si spegne, ora si è nello stadio 1B.
Si dovrebbe usare ICE per accelerare tenendo EV spento, poi di accende EV per rallentare e fermarsi al semaforo tramite il suo tasto.
E' molto efficente riscaldare il motore solo durante le fasi di accelerazione fino al raggiungimento dello Stadio 2.
 
Ultima modifica:
The Tramp ha scritto:
Once the car is in S3a, if you reach 34 mph without having come to a full stop for 5 or 10 seconds, the car will go into S3b operation. S3b is identical to Stage 4, except that if you slow down below 34 mph and apply the brakes, you will be back in S3a. In S3 you can engage EV mode providing that you meet all the conditions for EV mode.
Ecco spiegato perchè a volte mi capita che a motore caldo (dopo aver fatto anche parecchi km), il motore comunque resta acceso.
Quindi per assurdo, conviene fare alcuni km (in modo che il motore sia caldo) fermarsi per 10 secondi e ripartire (quello che in pratica già faccio).
 
Mauro68 ha scritto:
Quindi per assurdo, conviene fare alcuni km (in modo che il motore sia caldo) fermarsi per 10 secondi e ripartire (quello che in pratica già faccio).

Non saprei....

Quando per motivi di traffico non mi fermo ma vado piano (col motore acceso in questo stage) noto che la batteria di carica oltre la soglia del 60%, e, quindi, quando poi riesce ad andare in S4 va decisamente di più in EV che il consumo crolla a valori più consoni all'auto....
 
Domanda:

se ho l'auto nello stadio 4, mi fermo spengo il veicolo x 5 minuti, presumendo che la temperatura dell'acqua non cali, quando la riaccendo in che stadio si trova?
 
pett86 ha scritto:
se ho l'auto nello stadio 4, mi fermo spengo il veicolo x 5 minuti, presumendo che la temperatura dell'acqua non cali, quando la riaccendo in che stadio si trova?

Se il motore non scende sotto i 70 gradi, resti nello stadio 4.
 
pett86 ha scritto:
siamo ot ...
ma significa quanta energiahai rigenerato in franata. se non sbaglio 60 macchinine verdi sono circa un litro di benza.
.

Si, al netto del rendimento del motore. Lordi, ce ne vogliono 180.

In sostanza, 3 icone = un Km in elettrico gratis.
 
ancora non capisco bene..
questa mattina, percorsi circa 10km (con una temperatura esterna di 18º), cercavo di accellerare senza far apparire freccie da/verso la batteria ma non ci riuscivo..
o non sono abbastanza bravo col piede.. o la macchina non era nello stato 5..

secondo voi il cruise control è il metodo ottimale per raggiungere la perfezione nei consumi o è meglio il controllo diretto?

ps
quando la batteria è verde vado gratis in provinciale (quando senza traffico) per km!! che bello!!!
 
ancora non capisco bene..
questa mattina, percorsi circa 10km (con una temperatura esterna di 18º), cercavo di accellerare senza far apparire freccie da/verso la batteria ma non ci riuscivo..
o non sono abbastanza bravo col piede.. o la macchina non era nello stato 5..

secondo voi il cruise control è il metodo ottimale per raggiungere la perfezione nei consumi o è meglio il controllo diretto?

ps
quando la batteria è verde vado gratis in provinciale (quando senza traffico) per km!! che bello!!!


eri sopra i 70 km/h? se eri sotto i 50 eri in stadio 3a.

Mi è successo pure questo:
dopo un po che ero partito(un minuto circa), con auto fredda, stavo in accelerazione e il sistema è passato dallo stadio 1 allo statdio 2, mi è successo questo: stavo accelerando, il termico girava(a basso regime), ad un tratto, senza che io muova il piede o faccia niente, ho sentito l'ice che sale repentinamente di giri, fino a stabilizzarsi su un nuovo livello. mi è successo un paio di volte, la prima ho detto che azzo succede? poi ci ho riflettuto, e non può essere che così. qualcuno (Tramp) mi può confermare o dire se è successo pure a voi...
 
eri sopra i 70 km/h? se eri sotto i 50 eri in stadio 3a..

che caos! devo ricordadmi di fermarmi per qualche istante dopo qualche km..così passo in stato 4 e non se ne parla più :wacko:

mi devo fare uno schema da appendere allo specchietto per ricordarmi i vari stati!!
 
che caos! devo ricordadmi di fermarmi per qualche istante dopo qualche km..così passo in stato 4 e non se ne parla più :wacko:

mi devo fare uno schema da appendere allo specchietto per ricordarmi i vari stati!!

quando vedi che nonostante le frecce verdi che vanno dalle ruote alla batteria, l'auto consuma benzina, ti fermi vedi il consumo a 99.9(al max per 10 secondi), poi senti l'auto vibrare e il consumo torna a 0, allora puoi ripartire e sei in stadio 4. l'unica cosa utile da sapere è questa.
 
Mi è successo pure questo:
dopo un po che ero partito(un minuto circa), con auto fredda, stavo in accelerazione e il sistema è passato dallo stadio 1 allo statdio 2, mi è successo questo: stavo accelerando, il termico girava(a basso regime), ad un tratto, senza che io muova il piede o faccia niente, ho sentito l'ice che sale repentinamente di giri, fino a stabilizzarsi su un nuovo livello. mi è successo un paio di volte, la prima ho detto che azzo succede? poi ci ho riflettuto, e non può essere che così. qualcuno (Tramp) mi può confermare o dire se è successo pure a voi...
Si, caro, succede proprio quando passa da 1 a 2.
 
quando vedi che nonostante le frecce verdi che vanno dalle ruote alla batteria, l'auto consuma benzina, ti fermi vedi il consumo a 99.9(al max per 10 secondi), poi senti l'auto vibrare e il consumo torna a 0, allora puoi ripartire e sei in stadio 4. l'unica cosa utile da sapere è questa.

Aggiungo per esperieza che la macchina passa in 4 anche a passo d'uomo. (circa e sotto 8 km/h)
 
allora confermo.. ero in S3a....questa sera ho fatto il test.. mi son fermato.. consumo a 99 poi scossone dell'ICE che si spegneva.
ma cavolo.. andando e tornando dal lavoro alla mattina (circa 15km) quasi non ce la faccio a passare in S4.. porca vacca

ma in S2 e S3 che stile di guida mi consigliate di tenere? sempre lo stesso? accellerata media e poi cruise control per mantenere costante la velocità (a seconda del limite sul cartello)?

mi è venuta in mente una cosa terribile...vi immaginate un bottone che accellera la macchina fino ad una velocità predeterminata con la curva perfetta? (massimo rendimento per la minima emissione possibile)
e se la velocità predeterminata fosse data dalla mappa del navigatore?
è meglio che corro all'ufficio brevetti.. ho appena inventato il primo acceleratore elettronico satellitare della storia!
 
ma in S2 e S3 che stile di guida mi consigliate di tenere? sempre lo stesso? accellerata media e poi cruise control per mantenere costante la velocità (a seconda del limite sul cartello)?

A parte S1 che consiglio una guida dolce dato che sei in EV virtuale, in s2 ed s3 puoi guidare normalmente. Volendo, potresti scegliere di guidare aggressivamente proprio per portare la temperatura a 70 e passare in S4.

Va bene che facevano 35 gradi, ma in isola d'elba il S1 era quasi inesistente, 2 minuti di salita ed in cima era già in S3. Io mi fermavo per andare in S4 e poi scendere in EV a portoferraio. Altrimenti i 4 km di discesa il termico mi girava al minimo dato che era impossibile prendere velocità e passare in S3B.
 
allora confermo.. ero in S3a....questa sera ho fatto il test.. mi son fermato.. consumo a 99 poi scossone dell'ICE che si spegneva.

C'è un altro modo per determinarlo: sotto i 59 km/h, in decelerazione, vedi un consumo di 1,4 o più l*100 Km.

Se superi i 60, allora entri in S3B e il motore si spegne. Per tornare in S3A devi scendere sotto i 60 E far ripartire il termico. Io lo faccio al semaforo: sapendo di essere in S3 ma ho preso troppa velocità e sono in S3B, al semaforo, prima di fermarmi, do un colpo di gas. Il motore si accende e fa il suo dovere per mandarmi in S4.
 
allora confermo.. ero in S3a....questa sera ho fatto il test.. mi son fermato.. consumo a 99 poi scossone dell'ICE che si spegneva.
ma cavolo.. andando e tornando dal lavoro alla mattina (circa 15km) quasi non ce la faccio a passare in S4.. porca vacca

ma in S2 e S3 che stile di guida mi consigliate di tenere? sempre lo stesso? accellerata media e poi cruise control per mantenere costante la velocità (a seconda del limite sul cartello)?

Mi sa che devi rileggere con calma il post di tramp.

provo a spiegartelo velocemente e semplicemente.

Stadio 1: l'ice gira sempre e beve parecchio! l'auto però si muove usando per lo più la batteria(scaricandola). dura fino a che non raggiungi i 40 gradi. Stile di guida: accelera lentamente, ma tieni una velocità relativamente elevata, ed evita di fermarti o rallentare(senza uscire dritto agli stop però:laughing1 :laughing1 )

Stadio 2: il motore è quasi caldo, l'auto va in maniera normale, ma non si muove mai in SOLO elettrico (cioè non troverai mai la freccia arancione dalla batt elle ruote) Stile di guida: normale.
Questo dura fino ai 73 gradi.

Stadio 3: si divide in 2. se sei sopra i 50 o sotto i 50.
3b sopra i 50: uguale allo stadio 4. Stile di guida normale.
3a sotto i 50: il motore a scoppio non si spegne MAI finchè non ti fermi. Stile di guida fermati appena puoi(e cosi facendo passi allo stadio 4), o supera i 50 Km/h.
lo stadio 3 dura cmq fino a che non ti fermi.

Stadio 4: guida normale...

Così è più semplice? in altre parole puoi fare l'idle ceck (cioè la storia del consumo da 99l/100km, poi la vibrazionee poi apposto) anche dopo mille km se non sei mai sceso sotto i 50km/h, ma se non sei mai sceso, non hai problemi, perchè è come se fossi in stadio 4.
 
Ultima modifica:
vi giuro che non sto capendo una mazza. :cray: :cray:

a parte la mia imbecillità perchè non fanno spegnere il motore ma solo quando ti fermi? c'è un motivo tecnico?
e perchè poi quando accendo la macchina con l'a/c acceso il motore gira molto di + di un minuto e invece con l'a/c off si spegne quando deve?

che macchina complessa! si potesse personalizzare :mf_boff: :mf_boff: :mf_boff:
 
vi giuro che non sto capendo una mazza. :cray: :cray:

a parte la mia imbecillità perchè non fanno spegnere il motore ma solo quando ti fermi? c'è un motivo tecnico?
e perchè poi quando accendo la macchina con l'a/c acceso il motore gira molto di + di un minuto e invece con l'a/c off si spegne quando deve?

che macchina complessa! si potesse personalizzare :mf_boff: :mf_boff: :mf_boff:

il motivo tecnico è questo: deve poter controllare se il motore da caldo tiene il minimo senza problemi (idle chek=controllo del minimo). per far questo il motore non deve essere sottoposto ad altre forze, quindi in movimento non può fare il controllo, perchè risulterebbe falsato dalla spinta/frenata dei motori elettrici.

il motivo della vibrazione al termine dell'idle chek penso sia questo: (sono solo supposizioni dettate dalla logica, non so se sia vero) l'ice si spegne da solo senza l'aiuto dei motori elettrici. (a causa della non-iniezione di benza) quindi si spegne come su tutte le auto normali, negli altri casi penso che un motore lo faccia rallentare girando per alcuni secondi, anche quando gli scoppi non avvengono più.

il motivo per cui non si spegne mai (perchè per fare l'idle chek potrebbero tranquillamente far accendere il motore appena ti fermi e fare il tutto) non lo so, ma , sapendo che l'auto è stata creata con l'unico e solo intento di non inquinare, immagino che serva per scaldare in maniera decente il catalizzatore a 3 vie. non ne vedo un altro motivo.

Complessa? queste cose le sanno solo i maniaci come me:biggrin2: ?.... fa tutto lei altrimenti.

pero devo dire che lo stadio 3a è un fastidio:ranting2:
 
è vero!!!
non ci avevo pensato, grazie della spiegazione! credo sia anche io quello


a volte mi dimentico che la prius da + importanza all'inquinamento che non a altro.
 
S2:
Quando il sistema raggiunge la temperatura di 40°C. il computer passa allo stadio 2. Il poster originale giapponese dava più informazioni di quel che posso ricordare, ma sembra che in questo stadio il ICE si spegne se non è necessario a fornire potenza. Al semaforo, in S2, la macchina si spegne senza sussulti. Comunque la macchina non va in modalità carrello elettrico in questo stadio. Può prendere potenza dalla batteria ma non usa la batteria senza ICE. Si può andare in modalità EV in questo stadio purché ci siano tutte le condizioni necessarie.

dopo mesi di analisi in condizioni dove lo stadio 2 dura ben 15 minuti (7 km di curve in discesa) ho potuto constatare varie cose:

Se in questa fase il motore si accende appena si preme il pedale non è perché è in S2 ma perché le batterie sono giù di tono dopo lo stadio S1.

Dimostrazione: :smile:

Parto dai miei in evidente S1 (il motore è freddo e non si spegne) partendo da una altezza di 600 mslm. Le batterie sono scariche solo perché io ho la premura si salire in EV in modo da sfruttare la successiva discesa. Essendo in discesa, accelero a gravità, basta e avanza.
Dopo un minuto il motore raggiunge i 50 gradi e si spegne. Io ho ancora un 3/4 di discesa da compiere.
Arrivo a valle che sono a 83% di carica (il massimo) ma la temperatura del motore è sceso a 37 gradi. Non oso immaginare la temperatura del catalizzatore, fossi io il computer rifarei un S1, ma la Prius non lo fa.
Data la strada in pianure, e la carica elevata della batteria, posso percorrere 4 km di statale cittadino (50) usando anche un po di Glide, prima che la batteria raggiunga il normale e il motore viene usato normalmente, come se fossi in S4, fino al raggiungimento dei fatidici 70 gradi, allorché il motore non si spegne più finché fa la scrollatina.

Morale della favola, S2 = S4.
 
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