淺談混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助制動(dòng)控制方法

王惠民

（長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校，吉林長(zhǎng)春　130013）

淺談混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助制動(dòng)控制方法

王惠民

（長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校，吉林長(zhǎng)春130013）

隨著當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的措施越來(lái)越嚴(yán)格，混合動(dòng)力車輛由于其節(jié)能、低排放等特點(diǎn)成為汽車研究與開發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)，并已經(jīng)開始商業(yè)化，得到越來(lái)越多人的認(rèn)同，產(chǎn)銷量也得以大幅度的提高，技術(shù)也逐步趨于成熟。混合動(dòng)力汽車配備了制動(dòng)性的電機(jī)力矩，采納了緩降的陡坡技術(shù)，還設(shè)置了輔助的下坡控制。在下坡滑行時(shí)，控制器能夠負(fù)責(zé)制動(dòng)控制，確保行車安全。

混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輔助制動(dòng)控制具體方法

混合動(dòng)力汽車應(yīng)當(dāng)具備更優(yōu)的舒適性及安全性，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置了輔助的制動(dòng)控制，在必要的時(shí)間內(nèi)即可接入輔助性的制動(dòng)。在接入時(shí)，離合器及起動(dòng)電機(jī)應(yīng)能動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)。確保車速的穩(wěn)定，便于協(xié)調(diào)控制［1］。相關(guān)研究結(jié)果表明：針對(duì)混合動(dòng)力汽車，輔助制動(dòng)控制下的發(fā)動(dòng)機(jī)更能延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命，提高了舒適性，也確保了行進(jìn)過程中車身的安全。

1　制動(dòng)控制的總思路

混合動(dòng)力汽車相比于其他類型汽車，可提供混合型的行駛動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的制動(dòng)控制也構(gòu)建于混合動(dòng)力的基礎(chǔ)之上。輔助制動(dòng)下的整車控制包含了發(fā)動(dòng)機(jī)及電機(jī)，這兩類裝置都配備了制動(dòng)性的子系統(tǒng)。

詳細(xì)來(lái)看，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)包含了離合器、起動(dòng)電機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)本體的控制器；電機(jī)制動(dòng)包含了電池及TM電機(jī)必備的控制器。在這種狀態(tài)下，控制器辨別了當(dāng)下整車的運(yùn)行狀態(tài)，有序調(diào)配信息。對(duì)于制動(dòng)子系統(tǒng)，分配了必要的制動(dòng)力并且構(gòu)建了動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)。子系統(tǒng)呈現(xiàn)為獨(dú)立的形態(tài)，總線可用于傳遞各階段內(nèi)的動(dòng)態(tài)信息，傳遞給控制器［2］。

2　輔助制動(dòng)控制設(shè)置的結(jié)構(gòu)

行駛中的汽車經(jīng)常會(huì)滑行。為了確保安全，提升回收能量的總體效率，設(shè)置了并聯(lián)性的輔助發(fā)動(dòng)機(jī)控制。在某個(gè)階段內(nèi)，若電機(jī)表現(xiàn)出不足的制動(dòng)力矩，那么離合器及電機(jī)可啟動(dòng)協(xié)調(diào)控制。這樣做，更利于安全行車，增添了舒適度。HEV并聯(lián)式的整車設(shè)置了如下制動(dòng)控制：在控制系統(tǒng)內(nèi)，包含了輔助性的電機(jī)控制、制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制、配套的執(zhí)行系統(tǒng)、制定目標(biāo)的系統(tǒng)。

輔助制動(dòng)控制基本的構(gòu)架為：發(fā)動(dòng)機(jī)配備了輔助制動(dòng)，設(shè)置了接入策略；離合器及混合動(dòng)力性的電機(jī)配備了控制策略；電機(jī)轉(zhuǎn)矩及閉環(huán)的車速控制。在這些策略中，制動(dòng)控制應(yīng)能確?；镜氖孢m性及安全性。接入控制要選取最合適的時(shí)間點(diǎn)，用來(lái)接入設(shè)定好的控制策略。離合器及車身電機(jī)的控制方式要注意緩解接入時(shí)的汽車沖擊。針對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)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(dòng)的進(jìn)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)若沒能保留足夠的轉(zhuǎn)矩，速度將會(huì)失控，滑行的車輛很易因失控而帶來(lái)事故?；羞^程中，若發(fā)動(dòng)機(jī)配備的自身轉(zhuǎn)矩很難維持穩(wěn)定，則需接入額外的輔助制動(dòng)?；薪Y(jié)束之后，及時(shí)退出輔助制動(dòng)［3］。

在常規(guī)控制中，是否接入輔助制動(dòng)的根據(jù)是車速的快慢。相比來(lái)看，重要的是何時(shí)和如何接入輔助控制。這是因?yàn)椋o助制動(dòng)時(shí)，遇到較陡的下坡車輛也可維持最佳的穩(wěn)定速度。必要時(shí)，接入輔助控制即可維持行駛中的車身安全。與此同時(shí)，電機(jī)還可回收必備的制動(dòng)能量。這就在最大范圍內(nèi)避免了坡度狀態(tài)下的能量損耗，行車更加經(jīng)濟(jì)。

3.2增加協(xié)調(diào)控制

發(fā)動(dòng)機(jī)在接受制動(dòng)控制時(shí)，輔助控制也應(yīng)表現(xiàn)出協(xié)調(diào)性。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、接合離合器的步驟中，還需協(xié)調(diào)各類的構(gòu)件。經(jīng)過協(xié)調(diào)控制，確保了準(zhǔn)確且迅速的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，在最大范圍內(nèi)減小了突然性的行車沖擊。協(xié)調(diào)控制包含了兩個(gè)構(gòu)件，即汽車離合器、TM的發(fā)動(dòng)機(jī)。車輪及車身電機(jī)設(shè)置為機(jī)械性的連接，各階段的車速動(dòng)態(tài)變化都反映在車輪轉(zhuǎn)速上。因此，離合器接合時(shí)的轉(zhuǎn)速變化就代表著車身遭受到的沖擊。經(jīng)過協(xié)調(diào)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及整體的車速將不會(huì)再突然增減，波動(dòng)并不明顯［4］。對(duì)于駕駛員，也不會(huì)感到急劇狀態(tài)下的振蕩。

經(jīng)過解析可知，靜止時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)承受著離合器表現(xiàn)出來(lái)的直接沖擊，這種沖擊會(huì)影響到運(yùn)轉(zhuǎn)中的車輛的乘坐舒適性，同時(shí)加大磨損。對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)，也帶來(lái)較大的干擾。HEV這類發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置了并聯(lián)式的架構(gòu)，現(xiàn)有研究多聚集于協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)矩及車身的換擋。電機(jī)在換擋時(shí)，可以調(diào)控整體范圍內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)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(lái)看，卻并沒有縮減傳動(dòng)體系及離合器附帶的沖擊。與之相比，協(xié)調(diào)控制兼則顧了離合器及接入式的發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種基礎(chǔ)上再選用過程控制。接入過程控制，減小了輸出及輸入時(shí)的轉(zhuǎn)速差值，避免過大沖擊。

3.3對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制

接入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，動(dòng)態(tài)變量密切關(guān)系到制動(dòng)時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)出來(lái)的慣量也關(guān)系到接合離合器的速度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度以及車速。從目前來(lái)看，不可以直接獲取這種速度。若要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制，就要基于PID特定的控制方式，采用更精確的轉(zhuǎn)矩調(diào)控。在閉環(huán)控制狀態(tài)下，動(dòng)態(tài)尋求了接入發(fā)動(dòng)機(jī)的求解數(shù)據(jù)，確保了行進(jìn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)是平穩(wěn)的［5］。注重過程的控制，軸轉(zhuǎn)速之間的差異減小的同時(shí)也縮小了振蕩。

4　結(jié)語(yǔ)

混合動(dòng)力汽車，簡(jiǎn)稱為HEV。相比于傳統(tǒng)汽車，HEV型汽車表現(xiàn)出更多優(yōu)勢(shì)。行駛至下坡時(shí)，為了提升舒適度及安全性，配備了輔助制動(dòng)性的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。接入輔助制動(dòng)的狀態(tài)下，能確保發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，離合器及汽車電機(jī)可設(shè)置協(xié)調(diào)控制?；械臓顟B(tài)下，若制動(dòng)力矩有不足的傾向，則可以接入輔助制動(dòng)，縮減滑行時(shí)的摩擦阻力。同時(shí)，經(jīng)過協(xié)調(diào)控制，減輕了接入帶來(lái)的對(duì)整車系統(tǒng)的沖擊，延長(zhǎng)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(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輔助制動(dòng)控制方法［J］.汽車工程，2014（12）：1433-1438.

［2］韓云武，羅禹貢，李克強(qiáng)，等.混合動(dòng)力汽車下坡輔助電-液復(fù)合制動(dòng)控制方法［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015（08）：112-118.

［3］陳虹，宮洵，胡云峰，等.汽車控制的研究現(xiàn)狀與展望［J］.自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2013（04）：322-346.

［4］張洪飛，閆守成.實(shí)時(shí)汽車電子輔助制動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2016（01）：153-156+162.

［5］韓云武，羅禹貢，李克強(qiáng)，等.混合動(dòng)力汽車下坡輔助控制方法［J］.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2016（06）：136-144.