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通常來說，坡道輔助功能主要是指車輛識(shí)別坡道并施加一定的扭矩以使得車輛具備在坡道上駐坡、平穩(wěn)起步和勻速溜坡的功能。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車可通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，如Auto-Hold功能等。然而，在新能源汽車平臺(tái)上面，由于電機(jī)系統(tǒng)的引入，使得更為靈活的實(shí)現(xiàn)坡道輔助功能成為了一種可能。

本文將以中國汽研新能源汽車測試評(píng)價(jià)過程中的一些實(shí)際案例為基礎(chǔ)，初步介紹基于電機(jī)控制的坡道輔助功能。

一、什么是“電機(jī)坡道輔助功能”？

電機(jī)坡道輔助功能，利用了電機(jī)的扭矩和功率特性，通過使電機(jī)工作在驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)和堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)駕駛員松開制動(dòng)踏板后，根據(jù)電機(jī)施加扭矩的方向和大小，對(duì)坡道阻力進(jìn)行克服或者部分抵消，以實(shí)現(xiàn)坡道起步、坡道駐車、坡道防溜車和陡坡緩降的功能。同時(shí)，在必要的情況下，液壓制動(dòng)系統(tǒng)可以介入，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)制動(dòng)扭矩的必要補(bǔ)充。

二、幾種新能源汽車的電機(jī)坡道輔助功能

1 日產(chǎn)Leaf電機(jī)坡道輔助功能

圖1、日產(chǎn)Leaf電機(jī)坡道輔助功能

通過電機(jī)施加一定的扭矩，日產(chǎn)Leaf可在約8%的坡道上實(shí)現(xiàn)駐坡，此時(shí)電機(jī)工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，車輛在坡道上平穩(wěn)駐坡（駕駛員未踩下加速和制動(dòng)踏板）；當(dāng)駕駛員踩下加速踏板時(shí)，由于駐坡扭矩的存在，使得起步過程與平路起步一致，即一定加速踏板開度坡道起步時(shí)，電機(jī)在其駐坡扭矩的基礎(chǔ)上增加與加速踏板開度對(duì)應(yīng)的需求扭矩，以實(shí)現(xiàn)坡道起步和平路起步一致的駕乘感覺。

當(dāng)坡道進(jìn)一步增加，例如增加至15%左右，電機(jī)施加的駐坡扭矩不足以克服重力沿坡道向下的分力，車輛開始溜坡行駛，并在電機(jī)扭矩的調(diào)節(jié)下，最終以某一較低的車速實(shí)現(xiàn)勻速溜坡行駛。

通過上述試驗(yàn)現(xiàn)象可知，通過電機(jī)扭矩的靈活控制，相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的坡道輔助系統(tǒng)，其響應(yīng)更迅速，坡道輔助功能更平穩(wěn)。

2 豐田Prius電機(jī)坡道輔助功能

圖2、Prius HEV 30%坡道起步工況

對(duì)于豐田Prius混合動(dòng)力系統(tǒng)，在坡道前的平路沖坡階段，發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)；進(jìn)入坡道后，隨著車速和坡道阻力的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后與電機(jī)共同為整車提供驅(qū)動(dòng)力；在坡道駐車階段，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后電機(jī)仍保持一定的駐坡扭矩，以輔助駕駛員實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的坡道起步操作。

通過上述試驗(yàn)現(xiàn)象可知，通過電機(jī)施加一定的駐坡扭矩，在坡道起步過程中相當(dāng)于預(yù)設(shè)了一個(gè)初始扭矩，有助于抵消一部分起步過程的阻力，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的起步。通過電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，在低速大負(fù)荷工況下實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，便于提升車輛運(yùn)行過程的經(jīng)濟(jì)性。

3 本田Accord電機(jī)坡道輔助功能

圖3、Accord PHEV電機(jī)坡道輔助

本田Accord PHEV的坡道輔助功能，在正常行駛擋位松開制動(dòng)踏板，液壓迅速下降，電機(jī)開始輔助，當(dāng)電機(jī)扭矩上升足以平衡車輛坡道阻力時(shí)，液壓退出，電機(jī)堵轉(zhuǎn)保持車輛駐坡。當(dāng)坡度較大時(shí)，電機(jī)不會(huì)輸出更大扭矩，液壓不會(huì)重新介入，此時(shí)車輛會(huì)后溜。后溜車速與坡度有關(guān)，且溜車過程沒有報(bào)警提示音。

通過上述試驗(yàn)現(xiàn)象可知，Accord PHEV坡道輔助過程有電液協(xié)調(diào)過程，坡道阻力主要靠電機(jī)扭矩平衡，當(dāng)坡道阻力大于電機(jī)最大防溜車扭矩后，車輛不會(huì)重新調(diào)節(jié)機(jī)械液壓。相比單純依賴電機(jī)提供坡道輔助的車型有一定的優(yōu)勢。

4 寶馬I3電機(jī)坡道輔助功能

圖4、BMWi3 EREV電機(jī)坡道輔助

寶馬I3的坡道輔助功能，松開制動(dòng)踏板后，車輛有很小幅度的滑移，通過調(diào)整電機(jī)扭矩值與坡道阻力平衡，實(shí)現(xiàn)車輛在坡道上駐車。當(dāng)坡道加大，松開制動(dòng)踏板，車輛后溜。溜車車速超過一定值時(shí)，電機(jī)輸出最大防溜車扭矩。

通過上述試驗(yàn)現(xiàn)象可知，即使車輛后溜，液壓始終不介入，寶馬I3只通過調(diào)節(jié)電機(jī)扭矩實(shí)現(xiàn)坡道輔助功能，不對(duì)機(jī)械液壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，坡道輔助能力完全取決于電機(jī)。

三、總結(jié)

通過對(duì)幾款典型新能源汽車的電機(jī)坡道輔助功能研究發(fā)現(xiàn)，坡道輔助功能主要靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供扭矩來平衡汽車坡道阻力，機(jī)械液壓基本不參與制動(dòng)。當(dāng)坡度增加時(shí)，電機(jī)扭矩有固定閾值和根據(jù)坡度智能調(diào)節(jié)電機(jī)扭矩兩種控制方式，理論上電機(jī)扭矩可以調(diào)節(jié)至最大扭矩輸出，但為了保護(hù)電機(jī)堵轉(zhuǎn)過程溫升不過高，通常設(shè)定最大持續(xù)堵轉(zhuǎn)扭矩閾值較小，坡道阻力當(dāng)超過電機(jī)最大持續(xù)堵轉(zhuǎn)扭矩后，車輛開始溜車，溜車車速取決于坡道大小。