浅谈混合动力汽车发动机的辅助制动控制方法

【摘 要】随着当前环境保护的措施越来越严格，混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点，并已经开始商业化，得到越来越多人的认同，产销量也得以大幅度的提高，技术也逐步趋于成熟。混合动力汽车配备了制动性的电机力矩，采纳了缓降的陡坡技术，还设置了辅助的下坡控制。在下坡滑行时，控制器能够负责制动控制，确保行车安全。

【关键词】混合动力汽车 发动机 辅助制动控制 具体方法

混合动力汽车应当具备更优的舒适性及安全性，发动机设置了辅助的制动控制，在必要的时间内即可接入辅助性的制动。在接入时，离合器及起动电机应能动态协调。确保车速的稳定，便于协调控制[1]。相关研究结果表明：针对混合动力汽车，辅助制动控制下的发动机更能延长运转寿命，提高了舒适性，也确保了行进过程中车身的安全。

1 制动控制的总思路

混合动力汽车相比于其他类型汽车，可提供混合型的行驶动力。发动机系统中的制动控制也构建于混合动力的基础之上。辅助制动下的整车控制包含了发动机及电机，这两类装置都配备了制动性的子系统。

详细来看，发动机制动系统包含了离合器、起动电机及发动机本体的控制器；电机制动包含了电池及TM电机必备的控制器。在这种状态下，控制器辨别了当下整车的运行状态，有序调配信息。对于制动子系统，分配了必要的制动力并且构建了动态的系统协调。子系统呈现为独立的形态，总线可用于传递各阶段内的动态信息，传递给控制器[2]。

2 辅助制动控制设置的结构

行驶中的汽车经常会滑行。为了确保安全，提升回收能量的总体效率，设置了并联性的辅助发动机控制。在某个阶段内，若电机表现出不足的制动力矩，那么离合器及电机可启动协调控制。这样做，更利于安全行车，增添了舒适度。HEV并联式的整车设置了如下制动控制：在控制系统内，包含了辅助性的电机控制、制动发动机的控制、配套的执行系统、制定目标的系统。

辅助制动控制基本的构架为：发动机配备了辅助制动，设置了接入策略；离合器及混合动力性的电机配备了控制策略；电机转矩及闭环的车速控制。在这些策略中，制动控制应能确保基本的舒适性及安全性。接入控制要选取最合适的时间点，用来接入设定好的控制策略。离合器及车身电机的控制方式要注意缓解接入时的汽车冲击。针对于电机转矩，控制策略更注重于维持均衡的车速。

3 具体控制方法

3.1 接入及退出控制

在辅助制动的进程中，发动机若没能保留足够的转矩，速度将会失控，滑行的车辆很易因失控而带来事故。滑行过程中，若发动机配备的自身转矩很难维持稳定，则需接入额外的辅助制动。滑行结束之后，及时退出辅助制动[3]。

在常规控制中，是否接入辅助制动的根据是车速的快慢。相比来看，重要的是何时和如何接入辅助控制。这是因为，辅助制动时，遇到较陡的下坡车辆也可维持最佳的稳定速度。必要时，接入辅助控制即可维持行驶中的车身安全。与此同时，电机还可回收必备的制动能量。这就在最大范围内避免了坡度状态下的能量损耗，行车更加经济。

3.2 增加协调控制

发动机在接受制动控制时，辅助控制也应表现出协调性。起动发动机、接合离合器的步骤中，还需协调各类的构件。经过协调控制，确保了准确且迅速的发动机控制，在最大范围内减小了突然性的行车冲击。协调控制包含了两个构件，即汽车离合器、TM的发动机。车轮及车身电机设置为机械性的连接，各阶段的车速动态变化都反映在车轮转速上。因此，离合器接合时的转速变化就代表着车身遭受到的冲击。经过协调控制，发动机转速及整体的车速将不会再突然增减，波动并不明显[4]。对于驾驶员，也不会感到急剧状态下的振荡。

经过解析可知，静止时的发动机承受着离合器表现出来的直接冲击，这种冲击会影响到运转中的车辆的乘坐舒适性，同时加大磨损。对于传动系统，也带来较大的干扰。HEV这类发动机设置了并联式的架构，现有研究多聚集于协调转矩及车身的换挡。电机在换挡时，可以调控整体范围内的电机转速来缩减额外冲击。借助这种方式，可让乘客及驾驶员感觉到更舒适。然而从根本来看，却并没有缩减传动体系及离合器附带的冲击。与之相比，协调控制兼则顾了离合器及接入式的发动机，在这种基础上再选用过程控制。接入过程控制，减小了输出及输入时的转速差值，避免过大冲击。

3.3 对转矩的控制

接入发动机时，动态变量密切关系到制动时的电机转矩，发动机表现出来的惯量也关系到接合离合器的速度、发动机速度以及车速。从目前来看，不可以直接获取这种速度。若要实现转矩控制，就要基于PID特定的控制方式，采用更精确的转矩调控。在闭环控制状态下，动态寻求了接入发动机的求解数据，确保了行进中的发动机是平稳的[5]。注重过程的控制，轴转速之间的差异减小的同时也缩小了振荡。

4 结语

混合动力汽车，简称为HEV。相比于传统汽车，HEV型汽车表现出更多优势。行驶至下坡时，为了提升舒适度及安全性，配备了辅助制动性的发动机系统。接入辅助制动的状态下，能确保发动机的平稳运转，离合器及汽车电机可设置协调控制。滑行的状态下，若制动力矩有不足的倾向，则可以接入辅助制动，缩减滑行时的摩擦阻力。同时，经过协调控制，减轻了接入带来的对整车系统的冲击，延长使用年限并且乘坐更加舒适。

参考文献：

[1]韩云武，罗禹贡，赵峰 等.混合动力汽车发动机辅助制动控制方法[J].汽车工程，2014（12）：1433-1438.

[2]韩云武，罗禹贡，李克强 等.混合动力汽车下坡辅助电-液复合制动控制方法[J].农业工程学报，2015（08）：112-118.

[3]陈虹，宫洵，胡云峰 等.汽车控制的研究现状与展望[J].自动化学报，2013（04）：322-346.

[4]张洪飞，闫守成.实时汽车电子辅助制动控制系统的设计研究[J].现代电子技术，2016（01）：153-156+162.

[5]韩云武，罗禹贡，李克强 等.混合动力汽车下坡辅助控制方法[J].机械工程学报，2016（06）：136-144.

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