HEV混合动力发动机系统控制策略研究

2014-08-15潍坊工程职业学院刘海亮

河北农机 2014年9期

潍坊工程职业学院刘海亮

1 发动机的控制策略

就控制策略而言，混合动力发动机跟普通的纯汽油发动机或纯天然气发动机没有太大区别。当然，不同的结构需要不同的控制方法和调节方法。其中，燃油经济性，排放、系统的成本是影响混合动力发动机最主要的三个方面。所以在设计该种发动机的时候也需要考虑到这些方面，除此之外我们还应该考虑以下几个问题：

1.1 发动机的抖动程度

这个方面与发动机的转速有很大关系，由于混合动力发动机独特的结构设计，因此在发动机运行的时候应该适当地控制发动机的转速，从而使发动机的抖动程度控制在最小状态。

1.2 发动机的最低转速

与汽油发动机不同，混合动力发动机为了达到某种节能控制，当发动机转速低于某一特定值时，应当关闭发动机，从而避免过多的浪费。

1.3 工况选择

节能减排是每一种发动机的终极目标，为了达到这一目标，当遇到红绿灯或者在市区内行车的时候，混合动力车可以切换到纯电动模式，从而达到节能的目的。

1.1.1 发动机空档的控制

我们可以根据驾驶员仪表盘上的电源指示灯来判断当前状态下是否可以把发动机打到纯电动模式，打开点火开关注意观察仪表盘上电源指示的空格，如果空格额度显示绿色，即可表示电源良好，否则就要对电源进行充电。

1.1.2 发动机启动的控制

对于发动机的启动控制，一般情况下不用纯电动启动，因为大家都知道，在发动机启动的瞬间，电动机所需要的起动电流是很大的。如果用纯电动启动，对电源的损害很大，一般情况是用另外一种方法启动（比如用汽油启动或天然气启动），当发动机正常工作后，再根据实际情况判断车辆应该在哪种模式下运行。

1.1.3 发动机停机的控制

当我们驾驶传统的汽油车遇到堵车、红灯、或者缓慢行驶的时候，一般情况下，我们会选择车辆处于怠速状态，这样虽然可以避免车辆频繁启动给蓄电池带来的危害，但是长时间使车辆处于怠速状态无疑增加了油耗和排放。而对于混合动力发动机，可以通过安装在车辆上的控制阀和传感器实现车辆在低速行驶状态下的电油切换或者电汽切换。具体的实行方式是：可以设置怠速停机时间，比如可以把怠速停机时间设成4秒或6秒，当发动机“感觉”自己怠速超过设定的时间后便可自动转到纯电动状态，还可以根据怠速转动速度控制切换状态，比如当发动机转速低于850 r p m时，可以切换到纯电动状态。如此这般就可以使发动机最大程度地降低排放。当发动机处于制动状态下（离合器分开，发动机怠速），只要发动机检测到符合上述条件，它也会自动切换到纯电动状态，从而进一步增加了节能的工况。

2 发动机在不同工况下的控制模式

2.1 起步工况

混合动力发动机的启动模式可以分两种，一种是纯电动模式，在这种情况下，车辆的启动靠的是纯电源，由纯电源提供能量，然后带动起动机进一步带动发动机最终启动车辆。第二种模式就是类似于常规的汽油机，由蓄电池提供启动电流，从而启动电动机进而启动发动机。而控制这两种模式启动的原件是通过传感器来控制，最直接的反应就是驾驶员仪表盘上的电源指示灯（注意混合动力车上的电源指示灯与普通汽油车上的电源指示灯不同，混合动力车上的电源指示灯是用来指示开启的模式），当指示灯处于绿色状态说明可以用纯电动启动，当指示灯处于红色状态说明电源能力不足，在这种状态下只能用常规启动方式。

2.2 中低速行驶工况

为了节约电能也是为了增加发动机的燃油经济性，当发动机处于中低速状态时，应该使发动机处于非纯电动模式。这种状态下发动机发出的功率除了满足自身的需要之外，还可以额外的把一部分能量转变成电能从而进一步给电源补充电能，这个跟普通汽油车发动机给蓄电池“倒”充电是一个道理。当发动机再次处于怠速状态时，整个模式就会自动切换到怠速模式，从而有效地把“电油”两种模式发挥到了极致。