劉漢斌，易　勇，姜文義，鄭建明，張建斌

（中國(guó)第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林　長(zhǎng)春　130011）

Liu Hanbin，Yi Yong，Jiang Wenyi，Zheng Jianming，Zhang Jianbin

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基于發(fā)動(dòng)機(jī)在擋轉(zhuǎn)速控制策略的HBB性能試驗(yàn)研究

劉漢斌，易勇，姜文義，鄭建明，張建斌

（中國(guó)第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林長(zhǎng)春130011）

Liu Hanbin，Yi Yong，Jiang Wenyi，Zheng Jianming，Zhang Jianbin

摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后，排放及快速暖機(jī)需要較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，車輛在冷啟動(dòng)后易出現(xiàn)制動(dòng)踏板變硬、制動(dòng)效能不足的問(wèn)題，尤其在高原地區(qū)，存在一定的安全隱患。文中通過(guò)對(duì)某一車型的ESP增加HBB（Hydraulic Brake Boost）功能并優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)在擋怠速的控制策略，改善真空助力泵的真空度水平來(lái)增加輔助制動(dòng)，滿足正常制動(dòng)要求。

關(guān)鍵詞：HBB；冷啟動(dòng)；怠速轉(zhuǎn)速

0　引　言

傳統(tǒng)的汽車制動(dòng)助力系統(tǒng)通常采用真空助力，助力源為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣真空和真空泵。由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后，排放及快速暖機(jī)需要較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因此車輛在冷啟動(dòng)后易出現(xiàn)制動(dòng)踏板變硬、制動(dòng)效能不足的問(wèn)題，尤其在高原地區(qū)，存在一定的安全隱患。通過(guò)對(duì)某一車型的ESP增加HBB（Hydraulic Brake Boost）功能并完善其版本數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化HBB的介入時(shí)機(jī)和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)在擋怠速控制策略，改善真空助力泵的真空度水平，來(lái)增加輔助制動(dòng)，滿足正常制動(dòng)要求，為車輛取消真空泵提供依據(jù)，降低成本的同時(shí)也有利于改善怠速油耗和減小怠速時(shí)的抖動(dòng)。

1　原　理

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作制動(dòng)時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，真空助力泵起作用，助力由進(jìn)氣管真空度和空氣壓力差決定，真空助力與踏板力同時(shí)起作用，建立制動(dòng)主缸壓力，制動(dòng)起作用。具體如圖1所示。在正常真空度水平下，制動(dòng)力能滿足制動(dòng)要求，但是當(dāng)冷啟動(dòng)排放策略起作用時(shí)，觸媒加熱等高負(fù)載工況導(dǎo)致進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度水平明顯降低或者在高原上空氣稀薄，進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度水平本身就低，在制動(dòng)時(shí)易出現(xiàn)制動(dòng)踏板發(fā)硬，制動(dòng)效能不足的情況。為解決此問(wèn)題，在ESP原有的基礎(chǔ)上增加了HBB功能。

圖1　真空助力泵結(jié)構(gòu)原理

HBB是在ESP上增加輔助制動(dòng)功能，基本原理是，在某真空度條件下，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，助力泵輸出力持續(xù)增加，當(dāng)輸出力達(dá)到拐點(diǎn)時(shí)如繼續(xù)增加踏板力，真空助力泵已無(wú)法提供輔助制動(dòng)力，這時(shí)HBB模塊USV（回路控制）閥關(guān)閉HSV（高壓控制）閥打開(kāi)，且柱塞泵工作向輪缸增加壓力，輔助駕駛員制動(dòng)，如圖2、圖3所示。

HBB工作條件：

1）車速超過(guò)1km/h；

2）BLS（制動(dòng)燈信號(hào)）=1（即制動(dòng)起作用時(shí)）；

3）主缸壓力至少大于200kPa；

4）主缸壓力大于當(dāng)前真空度下助力泵拐點(diǎn)。

圖2　制動(dòng)力與踏板力關(guān)系圖

圖3　HBB工作關(guān)系圖

2　HBB性能

在某真空度條件下，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，助力泵輸出力持續(xù)增加，當(dāng)輸出力達(dá)到拐點(diǎn)時(shí)如繼續(xù)增加踏板力，真空助力泵已無(wú)法提供輔助制動(dòng)力，此時(shí)ESP系統(tǒng)在HBB的作用下使柱塞泵工作向輪缸增加壓力，輔助駕駛員制動(dòng)。

無(wú)HBB功能時(shí)，在不同真空度下測(cè)得的制動(dòng)踏板力與制動(dòng)減速度試驗(yàn)曲線如圖4所示，有HBB功能時(shí)，制動(dòng)踏板力與制動(dòng)減速度試驗(yàn)曲線如圖5所示。從圖中可以看出，無(wú)HBB功能時(shí)，當(dāng)助力泵真空度大于30kPa時(shí)，制動(dòng)效能及踏板感覺(jué)滿足駕駛員要求；有HBB功能時(shí)，當(dāng)助力泵真空度大于20kPa時(shí)，制動(dòng)效能及踏板感覺(jué)滿足駕駛員要求。

圖4　無(wú)HBB功能不同真空度下制動(dòng)踏板力與制動(dòng)減速度試驗(yàn)曲線

圖5　有HBB功能不同真空度下制動(dòng)踏板力與制動(dòng)減速度試驗(yàn)曲線

3　優(yōu)化在擋控制策略

僅靠完善HBB功能可能達(dá)不到正常制動(dòng)時(shí)的效能，同時(shí)需要降低冷啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，可以提高冷啟動(dòng)（制動(dòng)效能不足都發(fā)生在冷啟動(dòng)時(shí)）時(shí)真空助力泵的真空度，從而提高冷啟動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能。以某一車型為例，冷啟動(dòng)時(shí)的怠速轉(zhuǎn)速變化和助力泵真空度變化及評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　降低發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定車速后制動(dòng)效能和噪聲評(píng)價(jià)結(jié)果

由表1可以看出，冷啟動(dòng)時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速降到700r/min時(shí)，試驗(yàn)車的制動(dòng)效能良好，滿足正常制動(dòng)要求，噪聲有所改善，在常人接受范圍內(nèi)，達(dá)到預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4　結(jié)　論

車輛增加HBB功能并優(yōu)化其發(fā)動(dòng)機(jī)在擋轉(zhuǎn)速控制策略后能夠滿足高原制動(dòng)要求，在很大程度上降低了車輛的制造成本和使用成本，但是由此是否對(duì)零部件產(chǎn)生不良影響需更多的試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

收稿日期：2015-11-03

文章編號(hào)：1002-4581（2016）02-0040-03

中圖分類號(hào)：U463.52+2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2016.02.011