关于混合动力汽车发动机转速控制策略的相关思考

马 薇

长春工业大学人文信息学院汽车系，吉林长春 130122

关于混合动力汽车发动机转速控制策略的相关思考

马 薇

长春工业大学人文信息学院汽车系，吉林长春 130122

为了有效避免混合动力汽车发动机运转进行中转速的振荡问题，必须要充分发挥转速-节气门开度扭矩的相互对应关系作用，并且能够借助PID控制器来对其发动机的转速进行合理的调整，本文主要是全面分析了低负荷发电工况，探讨了换挡进行中，混合发动汽车发动机转速控制的主要对策。

混合动力；汽车发动机；转速控制；策略

目前来看在进行混合动力汽车的研制中，发动机的发生剧烈的转速振荡，很大程度上降低了驱动的效率，不利于经济性的实现。虽然离合器能够改善动力源的不同步的状态，但是，这样将会在很大程度上导致摩擦盘被烧坏，以此来导致其使用期限降低。并且对于发动机自身来说，若是其速度无法得到有效的控制，那么将会导致其熄火，最终出现堵车的状况。其噪声逐渐增大，振动也会越高。所以针对这种现象来说，必须要做好发动机节气门开度的自动调节，使其发挥作用，防止发动机转速波动的发生。

1 混合动力汽车发动机转速控制的有效实现

1）利用控制器对转速进行控制，简单地说也就是对发动机节气门开度进行控制，油门踏板位置的传感器对转矩要求进行信息接收，控制器对实际状况进行考量，对能源消耗和排放进行有效优化，将请求信号发至EMS，而后，借助模拟信号，实现对电控节气门开度的控制，实现对发动机运行状态的有效信息反馈，这一作用主要通过直通模拟信号来实现。此时就完成了对转速的闭环控制。

2）在外环的控制过程中，主要应用PID进行计算，结合现实需要，进行适当调整，满足抵抗振荡的需要，达到抗饱和积分的作用。对于电控节气门来说，其特点是结构十分简单、现行较好，并且环境因素对其的影响很小。因此其能够借助阶跃激励的变化来进行PID参数的调整。这样能够在PID的控制下，满足相关的控制标准，最终进行简单的控制。然而PID控制的特点是不需要对被控对象的数量模型进行前期了解和掌握，结合对控制器参数的控制和调整就能取得较好的控制目标。

2 对并联混合动力汽车的转速控制特点的分析

并联混合动力汽车主要是指发动机和电动机可以借助变速箱前端的转矩祸合器，实现对整车动力的有效供给，动力总成结构比较紧凑，操作性强，应用十分广泛。但是，在具体应用中，也有诸多问题，关键是控制好发动机的转速问题。这种混合动力的汽车存在诸多情况需要面对：主要是混合驱动的工况、发电工况以及驻车发电工况等，要全方位考虑对转速控制的影响。首先，鉴于混合发动汽车工况较多，在工况切换的过程中，电动机首先要进行空载状态的切换，使得发动机负载出现突然增大或者减少的状态，也有可能全负荷的突变，对于转速的控制体系来讲十分严重，需要对系统进行调整，实现适应能力的提升。其次，当状态显示为驻车发电工况的时候，发动机转速的稳定状态占据主要位置，要采取相应控制方式，适当减少因发动机转速振动而带来的不舒适的感觉。再次，混合动力汽车由于增加主电动机，提升了整个系统的惯性。在进行换档的时候，动力中断，在进行调整的过程中，要保证发动机有效运转，减少换档时间的耽搁，提高整车的动力效果，要减少系统的响应时间。由此可见，对混合动力汽车转速的控制，具有重要的现实意义和价值。

3 混合动力汽车发动机转速控制的具体对策

3.1 对低负荷转速的有效控制

1）对于混合动力汽车来说，若是其发动机处于一个低负荷的运转中，并且其工作区域的效率很差，主要采用ISG驱动类型，其优势是排放不高、能耗较低。为了适应这一标准，仅仅依赖提高电池组的能力密度是无法实现的，要权衡经济性和排放之间的关系。

2）对于混合动气汽车而言，对发动机的优化至关重要。内燃机车辆热效率在某些位置还比较低，排放情况不佳，很难满足混合动力汽车在油耗和排放方面的要求。在对发动机性能进行优化的时候，必须要充分考虑整车当前工况对性能的权重，以此来采取一个科学合理的措施对发动机进行优化。对于混合动力汽车低负荷发电的工况，其转速的控制需要在如下几个方面进行考虑：首先，根据发动机转速以及节气门开度，整车EUC处于低车速低负荷位置，需要发号指令，这样将会导致发动机出现断油现象，这样会使电机单独驱动整车运行。其次，整车的扭矩若超过发动机最大的扭矩，这样电机就会为提供一些多余的扭矩。另外，若是相关的电池SOC较低，那么将会直接导致发动机处于低效率位置，电机置于发动机为电池组进行充电，以此来提升符合率。在这个时候，发动机将会处于一个效率最大值，这样将会在一定程度促进燃油率的提升。同时若是在此时，其发动机的符合的效率较高，则是可以借助负荷的提升来达到效率的提升。第四，如果整车制动，节气门的打开可以借助气门驱动机构来实现，发动机内部压力会发生急速降低，以此来充分的促进电机发电对能量的回收。第五，若是相关的整车处于一个较长的跟车工况，那么会导致ISG的发电负荷无法有效满足发动机的效率，无法对其提升，指导其能够达到高效区。这时，可以将一些个别的气缸终止，以此来充分的将气门打开，最终降低消耗，提升效率。

3.2 对换档过程转速控制策略的介绍

1）在手动变速器和干式离合器的前提下，ATM达到自动换档，结合发动机的具体转速等，控制单元进行信息判定，借助特殊的换档规律，实现对油门开度的操纵，同时，也能实现对离合器的有效控制，达到对变速器档位的有效选择。在这次操纵中，发动机的控制十分重要。

2）立足性能角度，无论以何种参数为基础进行控制，都要以满足两个目标为主，分别是整车对动力性的要求以及整车的燃油经济性。为了实现这两个目标，离合器的调节以及变速器同步器是无法满足要求的，为了实现动力和燃油的最佳，缺乏发动机的转速控制很难实现。

3）在进行汽车换挡的过程中，一定要根据油门踏板来对发动机的转速进行相关的调整。在调整之后，要针对离合器的规律，来对其踏板进行相关的控制，这样可以借助油门踏板来进行发动机转速的有效调整。另外要对离合器两盘片之间的转速差进行相关的调整，要尽量降低其转速，保证换挡过程中的灵活以及稳定性，做到无振动、低噪声。但是，鉴于整车惯性的提升，汽车车速会因为阻力而实现降低。若是在汽车抵挡换置到高档的过程中，那么必须要降低发动机的转速，以此来保证目标档的齿轮转速能够与发动机转速一致，从而来减少离合器主从动片的转速差，降低摩擦率。

4）汽车在换档、起步等操作中，需要对发动机转速进行适当的变换，目的是保证换档的顺利进行。对于发动起转速的控制主要分为四个方面：（1）是由低档换至高档。鉴于车辆的惯性较大，车速下降幅度较小，几乎呈现不变的趋势。（2）在高档换低档的过程中，发动机的转速必须进行升高。（3）对于起步过程，离合器的主从动盘转速差较大，需要优秀控制离合器的接合。（4）对于巡航行驶，通常保持档位不变，鉴于路面存在的阻力的不同，车速发生相应变化，此时，要求发动机也结合车速进行有效调整，防止出现不合适的转速振动。

4 结论

综上，结合混合动力汽车发动机的实际需要，为了实现对转速震荡的有效控制，要结合发动机转速节气门开度扭矩的关系，发挥控制器对转速的有效调整，进行不同工况转速控制措施的有效分析，使得转速达到期望值，防止较大震荡的发生，满足整车设计的标准和需要。

[1]李天宇.混合动力工程车辆自动变速换挡策略及控制方法研究[D].吉林大学，2014.

[2]李晓英.混合动力汽车辅助动力单元控制系统研究[D].吉林大学，2004.

U46

A

1674-6708（2015）148-0062-02