基于發(fā)動機在擋轉(zhuǎn)速控制策略的HBB性能試驗研究

劉漢斌，易　勇，姜文義，鄭建明，張建斌

（中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林　長春　130011）

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

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基于發(fā)動機在擋轉(zhuǎn)速控制策略的HBB性能試驗研究

劉漢斌，易勇，姜文義，鄭建明，張建斌

（中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林長春130011）

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

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

關(guān)鍵詞：HBB；冷啟動；怠速轉(zhuǎn)速

0　引　言

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

1　原　理

當發(fā)動機工作制動時，踩下制動踏板，真空助力泵起作用，助力由進氣管真空度和空氣壓力差決定，真空助力與踏板力同時起作用，建立制動主缸壓力，制動起作用。具體如圖1所示。在正常真空度水平下，制動力能滿足制動要求，但是當冷啟動排放策略起作用時，觸媒加熱等高負載工況導致進氣歧管內(nèi)真空度水平明顯降低或者在高原上空氣稀薄，進氣歧管內(nèi)真空度水平本身就低，在制動時易出現(xiàn)制動踏板發(fā)硬，制動效能不足的情況。為解決此問題，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上增加輔助制動功能，基本原理是，在某真空度條件下，當駕駛員踩下制動踏板時，助力泵輸出力持續(xù)增加，當輸出力達到拐點時如繼續(xù)增加踏板力，真空助力泵已無法提供輔助制動力，這時HBB模塊USV（回路控制）閥關(guān)閉HSV（高壓控制）閥打開，且柱塞泵工作向輪缸增加壓力，輔助駕駛員制動，如圖2、圖3所示。

HBB工作條件：

1）車速超過1km/h；

2）BLS（制動燈信號）=1（即制動起作用時）；

3）主缸壓力至少大于200kPa；

4）主缸壓力大于當前真空度下助力泵拐點。

圖2　制動力與踏板力關(guān)系圖

圖3　HBB工作關(guān)系圖

2　HBB性能

在某真空度條件下，當駕駛員踩下制動踏板時，助力泵輸出力持續(xù)增加，當輸出力達到拐點時如繼續(xù)增加踏板力，真空助力泵已無法提供輔助制動力，此時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。

無HBB功能時，在不同真空度下測得的制動踏板力與制動減速度試驗曲線如圖4所示，有HBB功能時，制動踏板力與制動減速度試驗曲線如圖5所示。從圖中可以看出，無HBB功能時，當助力泵真空度大于30kPa時，制動效能及踏板感覺滿足駕駛員要求；有HBB功能時，當助力泵真空度大于20kPa時，制動效能及踏板感覺滿足駕駛員要求。

圖4　無HBB功能不同真空度下制動踏板力與制動減速度試驗曲線

圖5　有HBB功能不同真空度下制動踏板力與制動減速度試驗曲線

3　優(yōu)化在擋控制策略

僅靠完善HBB功能可能達不到正常制動時的效能，同時需要降低冷啟動發(fā)動機怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，可以提高冷啟動（制動效能不足都發(fā)生在冷啟動時）時真空助力泵的真空度，從而提高冷啟動時的制動效能。以某一車型為例，冷啟動時的怠速轉(zhuǎn)速變化和助力泵真空度變化及評價結(jié)果見表1。

表1　降低發(fā)動機怠速穩(wěn)定車速后制動效能和噪聲評價結(jié)果

由表1可以看出，冷啟動時當發(fā)動機怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速降到700r/min時，試驗車的制動效能良好，滿足正常制動要求，噪聲有所改善，在常人接受范圍內(nèi)，達到預計設(shè)計目標。

4　結(jié)　論

車輛增加HBB功能并優(yōu)化其發(fā)動機在擋轉(zhuǎn)速控制策略后能夠滿足高原制動要求，在很大程度上降低了車輛的制造成本和使用成本，但是由此是否對零部件產(chǎn)生不良影響需更多的試驗來驗證。

收稿日期：2015-11-03

文章編號：1002-4581（2016）02-0040-03

中圖分類號：U463.52+2

文獻標志碼：A

DOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2016.02.011