淺談混合動力汽車發動機的輔助制動控制方法

王惠民

（長春汽車工業高等專科學校，吉林長春　130013）

淺談混合動力汽車發動機的輔助制動控制方法

王惠民

（長春汽車工業高等專科學校，吉林長春130013）

隨著當前環境保護的措施越來越嚴格，混合動力車輛由于其節能、低排放等特點成為汽車研究與開發的一個重點，并已經開始商業化，得到越來越多人的認同，產銷量也得以大幅度的提高，技術也逐步趨于成熟。混合動力汽車配備了制動性的電機力矩，采納了緩降的陡坡技術，還設置了輔助的下坡控制。在下坡滑行時，控制器能夠負責制動控制，確保行車安全。

混合動力汽車發動機輔助制動控制具體方法

混合動力汽車應當具備更優的舒適性及安全性，發動機設置了輔助的制動控制，在必要的時間內即可接入輔助性的制動。在接入時，離合器及起動電機應能動態協調。確保車速的穩定，便于協調控制［1］。相關研究結果表明：針對混合動力汽車，輔助制動控制下的發動機更能延長運轉壽命，提高了舒適性，也確保了行進過程中車身的安全。

1　制動控制的總思路

混合動力汽車相比于其他類型汽車，可提供混合型的行駛動力。發動機系統中的制動控制也構建于混合動力的基礎之上。輔助制動下的整車控制包含了發動機及電機，這兩類裝置都配備了制動性的子系統。

詳細來看，發動機制動系統包含了離合器、起動電機及發動機本體的控制器；電機制動包含了電池及TM電機必備的控制器。在這種狀態下，控制器辨別了當下整車的運行狀態，有序調配信息。對于制動子系統，分配了必要的制動力并且構建了動態的系統協調。子系統呈現為獨立的形態，總線可用于傳遞各階段內的動態信息，傳遞給控制器［2］。

2　輔助制動控制設置的結構

行駛中的汽車經常會滑行。為了確保安全，提升回收能量的總體效率，設置了并聯性的輔助發動機控制。在某個階段內，若電機表現出不足的制動力矩，那么離合器及電機可啟動協調控制。這樣做，更利于安全行車，增添了舒適度。HEV并聯式的整車設置了如下制動控制：在控制系統內，包含了輔助性的電機控制、制動發動機的控制、配套的執行系統、制定目標的系統。

輔助制動控制基本的構架為：發動機配備了輔助制動，設置了接入策略；離合器及混合動力性的電機配備了控制策略；電機轉矩及閉環的車速控制。在這些策略中，制動控制應能確保基本的舒適性及安全性。接入控制要選取最合適的時間點，用來接入設定好的控制策略。離合器及車身電機的控制方式要注意緩解接入時的汽車沖擊。針對于電機轉矩，控制策略更注重于維持均衡的車速。

3　具體控制方法

3.1接入及退出控制

在輔助制動的進程中，發動機若沒能保留足夠的轉矩，速度將會失控，滑行的車輛很易因失控而帶來事故。滑行過程中，若發動機配備的自身轉矩很難維持穩定，則需接入額外的輔助制動。滑行結束之后，及時退出輔助制動［3］。

在常規控制中，是否接入輔助制動的根據是車速的快慢。相比來看，重要的是何時和如何接入輔助控制。這是因為，輔助制動時，遇到較陡的下坡車輛也可維持最佳的穩定速度。必要時，接入輔助控制即可維持行駛中的車身安全。與此同時，電機還可回收必備的制動能量。這就在最大范圍內避免了坡度狀態下的能量損耗，行車更加經濟。

3.2增加協調控制

發動機在接受制動控制時，輔助控制也應表現出協調性。起動發動機、接合離合器的步驟中，還需協調各類的構件。經過協調控制，確保了準確且迅速的發動機控制，在最大范圍內減小了突然性的行車沖擊。協調控制包含了兩個構件，即汽車離合器、TM的發動機。車輪及車身電機設置為機械性的連接，各階段的車速動態變化都反映在車輪轉速上。因此，離合器接合時的轉速變化就代表著車身遭受到的沖擊。經過協調控制，發動機轉速及整體的車速將不會再突然增減，波動并不明顯［4］。對于駕駛員，也不會感到急劇狀態下的振蕩。

經過解析可知，靜止時的發動機承受著離合器表現出來的直接沖擊，這種沖擊會影響到運轉中的車輛的乘坐舒適性，同時加大磨損。對于傳動系統，也帶來較大的干擾。HEV這類發動機設置了并聯式的架構，現有研究多聚集于協調轉矩及車身的換擋。電機在換擋時，可以調控整體范圍內的電機轉速來縮減額外沖擊。借助這種方式，可讓乘客及駕駛員感覺到更舒適。然而從根本來看，卻并沒有縮減傳動體系及離合器附帶的沖擊。與之相比，協調控制兼則顧了離合器及接入式的發動機，在這種基礎上再選用過程控制。接入過程控制，減小了輸出及輸入時的轉速差值，避免過大沖擊。

3.3對轉矩的控制

接入發動機時，動態變量密切關系到制動時的電機轉矩，發動機表現出來的慣量也關系到接合離合器的速度、發動機速度以及車速。從目前來看，不可以直接獲取這種速度。若要實現轉矩控制，就要基于PID特定的控制方式，采用更精確的轉矩調控。在閉環控制狀態下，動態尋求了接入發動機的求解數據，確保了行進中的發動機是平穩的［5］。注重過程的控制，軸轉速之間的差異減小的同時也縮小了振蕩。

4　結語

混合動力汽車，簡稱為HEV。相比于傳統汽車，HEV型汽車表現出更多優勢。行駛至下坡時，為了提升舒適度及安全性，配備了輔助制動性的發動機系統。接入輔助制動的狀態下，能確保發動機的平穩運轉，離合器及汽車電機可設置協調控制。滑行的狀態下，若制動力矩有不足的傾向，則可以接入輔助制動，縮減滑行時的摩擦阻力。同時，經過協調控制，減輕了接入帶來的對整車系統的沖擊，延長使用年限并且乘坐更加舒適。

［1］韓云武，羅禹貢，趙峰，等.混合動力汽車發動機輔助制動控制方法［J］.汽車工程，2014（12）：1433-1438.

［2］韓云武，羅禹貢，李克強，等.混合動力汽車下坡輔助電-液復合制動控制方法［J］.農業工程學報，2015（08）：112-118.

［3］陳虹，宮洵，胡云峰，等.汽車控制的研究現狀與展望［J］.自動化學報，2013（04）：322-346.

［4］張洪飛，閆守成.實時汽車電子輔助制動控制系統的設計研究［J］.現代電子技術，2016（01）：153-156+162.

［5］韓云武，羅禹貢，李克強，等.混合動力汽車下坡輔助控制方法［J］.機械工程學報，2016（06）：136-144.