混合动力汽车机电复合制动控制系统研究

　　引 言

　　目前，混合动力汽车由于有限的电池存储能力，其研发的重点领域之一就是增加燃油利用经济性，能量使用最小化，同时将尽可能多的制动能量回馈储存于电池系统中[1]。

　　制动防抱死装置在传统车辆上已经广泛应用，混合动力汽车特殊的动力传动系统结构为重新设计电子控制制动系统提供了可能性。混合动力汽车行驶过程中当制动踏板被踩下进行制动时，通过使驱动电机作为发电机使用，将部分动能转化为电能存储于电池系统中，这部分能量又可以重新作为驱动能量使用[2]。制动时，如果回馈制动力矩不能满足制动力矩的需求需要通过液压制动力矩来弥补制动总力矩。如果将由于轮胎的滑移所造成的动能损失降低，那么混合动力汽车制动时耗散的动能也将保持最小化。

　　制动减速过程中，电机附加回馈制动力矩于动力传动系统中，车辆的动能转化为电能储存于电池中。这样，混合动力汽车制动系统就具有两种不同的制动力矩。其一是由电机提供的回馈制动力矩;其二是由液压制动系统提供的液压制动力矩。由于回馈制动力矩仅仅施加于前轴(本文假定电机力矩施加于前轴)，因此在低附着系数路面制动时与传统车辆相比混合动力汽车的前轮就较易抱死。由于回馈制动力矩的影响，与传统车辆相比，混合动力汽车前后轴液压制动力矩分配及防抱死控制系统控制逻辑就需要进行重新设计。

　　模糊控制利用隶属度函数并定义了一系列的控制规则而没有采用严格的是/否二元函数定义。隶属度函数表示了特定值属于给定模糊规则的程度。基于这样的特性，模糊控制的规则具有非限定性的边界。由于车辆制动过程具有高非线性时变特性，因此车辆制动控制系统的设计较为困难。DavidElting 和 Mohammed Fennich 认为，通过将模糊控制逻辑理论应用于非线性控制领域将会使控制效果更加良好[3]。模糊控制系统并不需要建立对象明确的数学模型并且控制效果鲁棒性好。同时，某些模糊控制系统还通过自学习和自适应的功能来改善控制效果。因为这些特性，近几年模糊逻辑控制在车辆控制的许多领域[4]，比如车辆变速机构控制[5-6]以及制动防抱死控制[7-8]，得以应用并得到良好的控制效果。

　　基于模糊控制的传统车辆制动防抱死控制在许多文献得以论述研究，但是其控制系统的设计是基于传统内燃机动力传动系统与液压制动系统的车辆。针对混合动力汽车动力传动系统与特殊制动系统架构的回馈防抱死机电复合制动控制却鲜见讨论。

　　因此，有必要针对混合动力汽车进行机电复合防抱死制动的研究，使其不仅能够在制动时回馈最大的动能，最小化动能损失，而且能够改善车辆的制动效果，使液压制动与回馈制动能够协调制动。