一種基于EMS標定的車輛真空度不足的解決方案

2014-04-30 凌新新 廣州汽車集團股份有限公司

  傳統內燃機汽車,多采用真空助力伺服制動系統來實現助力。其真空源來自于發動機進氣歧管。現在汽車隨著發動機排量的減小和負載的增加,真空度在某些工況下將出現嚴重不足的問題,尤其是高海拔地區。通過對發動機EMS的標定,實現了對整車真空助力系統的適應性優化。整車道路性試驗表明,優化后的真空助力系統滿足整車使用要求。

前言

  隨著乘用車技術的發展,顧客在滿足舒適性、動力性等基本性能的基礎上,開始更注重于轎車的安全性,對于車輛制動性能要求越來越高。絕大多數的轎車采用真空助力伺服制動系統,使人力和動力并用。傳統內燃機轎車的制動系統真空助力裝置的真空源來自于發動機進氣歧管。進氣歧管的進氣絕對壓力與大氣壓力的差值即為真空度。

  為了提高整車的舒適性和駕駛方便性,在當代汽車上大功率的空調、自動變速箱、后視鏡電加熱、后窗加熱已經成為標準配置,這就導致了進氣歧管的絕對壓力越來越高,同時由于汽車經濟性要求越來越高,小排量的發動機成為汽車發展的趨勢,為了滿足整車的舒適性和駕駛方便性的要求,真空度向逐漸下降的趨勢發展。

  另外一方面真空助力系統在滿足正常工況下剎車時提供助力的同時,如何能讓真空助力系統在高海拔地區提供高效助力也是當前轎車設計人員面對的一個課題。

  隨著海拔高度的不斷上升,在高海拔地區隨著大氣壓力的下降,如圖1所示,將無法提供足夠的真空度給真空助力系統,尤其在發動機高負載工作下,真空助力系統更無法滿足制動系統的需要,制動踏板力明顯增大,存在嚴重安全隱患。

  本文所闡述的真空助力系統匹配標定的方法,通過軟件匹配并標定后能夠實時監測真空助力系統中真空度的變化情況,及時控制空調的開閉和發動機的轉速,抽取助力系統中多余的空氣,提高真空助力系統真空度,以達到車輛制動所需真空度的下限,保證車輛的制動性能。

1、基于EMS的匹配標定過程及分析

  1.1、制動性能分析與匹配方法

  本文所述的原車型制動系統采用雙管路液壓-真空助力制動系統,前制動器采用雙膜片式真空助力器,4 輪缸對稱式制動鉗和盤式制動器。真空助力器安裝于制動踏板和制動主缸之間,由踏板通過推桿直接操縱。助力器與踏板產生的力疊加在一起作用在制動主缸推桿上,以提高制動主缸的輸出壓力。真空助力器的真空伺服氣室由帶有橡膠膜片的活塞分為常壓室與變壓室,一般常壓室的真空度為0.6~0.8 bar。真空助力器所能提供助力的大小取決于其常壓室與變壓室氣壓差值的大小。當變壓室的真空度達到外界大氣壓時,真空助力器可以提供最大的制動助力。圖2所示為某車型的雙膜片式真空助力器(帶制動主缸) 。

大氣壓力隨海拔高度變化關系圖

圖1 大氣壓力隨海拔高度變化關系圖

3、結束語

  對制動系統而言,真空度越大,駕駛員踩踏板也越省力,越能保證汽車制動系統的易操縱性。文章利用EMS的標定,通過對空調壓縮機、發動機轉速的控制,來實現整車真空度的提升,保證了制動系統在極端情況下的制動效能,滿足了整車在海拔4 000 m以上的使用要求,同時由于并未額外增加真空源,降低了整車的成本,根據整車道路試驗結果可知,優化后的真空助力系統是合理的,滿足了整車的使用要求。