CN102837693A - 提高刹车性能的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高刹车性能的控制方法；包括以下步骤：步骤1、判断是否满足以下条件：有刹车信号、发动机转速大于最低运行转速、刹车后断油；步骤2、如果满足以上条件，则判断真空助力器真空度是否下降到某一阈值，如果是，系统主动关小节气门开度来提高进气歧管真空度，进而提高助力器真空度；步骤3、继续判断当前刹车助力器真空度状态，直到真空度提高至阈值后，停止电子节气门主动控制来提高真空度。本发明可以提高真空助力器的真空度，实现刹车性能的提升，同时不影响其它功能，不增加硬件成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有电子节气门的汽车发动机管理系统（EMS），特别是装有小排量（1.6L排量以下）发动机的车辆，刹车系统使用发动机进气歧管真空助力。
背景技术
由于国家油耗法规越来越严格，以及节能环保的考虑，发展小排量汽车成了各大整车厂的重要发展方向。小排量汽车一般成本较低，很少采用独立的电子真空泵作为刹车助力源，而是利用发动机进气歧管的节流作用，产生与环境压力之间的压力差（真空度）作为刹车助力源。发动机工作过程中进气歧管对刹车助力器的两个腔抽取真空。刹车真空助力器的输出端与制动主缸相连，当踩下刹车制动踏板时，两个腔之间的气孔被堵住，刹车真空助力器踏板一侧的气孔打开使其与空气相通，在压力差的作用下实现助力刹车。小排量汽车由于扭矩能力有限，当负载较多（如打开空调）时，发动机电子节气门开度增加以获得更多的进气得到足够的扭矩。当节气门开度较大时，节流效果变差，进气压力变大，抽取真空能力下降。若此时驾驶员踩刹车制动踏板制动，会发现制动踏板变硬，踩下制动踏板需要更大的力量，极端情况会导致制动距离变长或无法制动，影响车辆和人员安全。
对于真空助力刹车系统，要想提高刹车性能，就要确保真空助力器能从进气歧管获取足够的真空度，这样驾驶员制动时才能在真空助力作用下实现满意制动效果。经对现有技术文献的检索发现，中国专利号:CN101357630，名称为：一种可用于电动汽车的刹车真空助力，该专利采用电子真空泵抽取真空，该方法能够为刹车助力器提供足够的真空度，但硬件成本上升，对于低成本的小排量汽车，整车厂难以接受。中国专利号:CN102050099A，名称为：刹车助力效果改善方法，该专利通过采集进气歧管的压力，歧管压力阈值与海拔高度有关，当进气压力达到相应阈值时，关闭电器负载，以提高真空度。由于该方法非驾驶员意愿的关闭了电气负载如空调，影响用户使用体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高刹车性能的控制方法，它可以通过直接控制电子节气门开度来提高进气歧管真空度，实现刹车助力性能的提高，但不影响车辆其它功能。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种提高刹车性能的控制方法；包括以下步骤：步骤1、判断是否满足以下条件：有刹车信号、发动机转速大于最低运行转速、刹车后断油；步骤2、如果满足以上条件，则判断真空助力器真空度是否下降到某一阀值，如果是，系统主动关小节气门开度来提高进气歧管真空度，进而提高助力器真空度；步骤3、继续判断当前刹车助力器真空度状态，直到真空度提高至阈值后，停止电子节气门主动控制。
本发明的有益效果在于：可以提高真空助力器的真空度，实现刹车性能的提升，同时不影响其它功能，不增加硬件成本。
可以采用自适应闭环控制的方法主动关小电子节气门。
也可以采用直接关小到一定标定量的方法主动关小电子节气门。
真空助力器真空度计算以进气压力、环境压力、刹车状态和车速作为输入条件，计算真空助力器中的压力，并与环境压力进行差值运算得到刹车真空助力器的真空度；真空助力器的初始压力等于环境压力，车辆运行过程中，对刹车真空助力器内压力改变量进行积分，可得到当前真空助力器内的压力。
刹车真空助力器内压力改变量包括：由刹车助力器流入进气歧管的空气量，引起刹车助力器内压力下降部分。
刹车真空助力器内压力改变量还包括：真空助力器泄漏和踩刹车引起真空助力器压力上升；环境压力减掉当前真空助力器计算压力，再乘以压力梯度得到真空助力器压力上升量。
所述压力梯度由可匹配的压力泄漏梯度DPBKVSTG加上刹车引起的压力梯度修正因子；刹车后，当车速大于匹配量VFZGSCH时，刹车压力梯度修正因子采用DPBKVBSGVS，车速小于匹配量VFZGSCH时采用DPBKVBSGVO；所述压力泄漏梯度DPBKVSTG、车速阈值VFZGSCH、压力梯度修正因子DPBKVBSGVS和压力梯度修正因子DPBKVBSGVO为设定值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1进气歧管真空助力工作原理图；
图2通过控制电子节气门提高刹车真空度流程图；
图3环境压力和刹车助力器压力差计算流程图。
具体实施方式
本发明基于真空助力器真空度计算和电子节气门主动控制，设计了一套控制方法来提高刹车性能。提高刹车性能的控制方法。包括以下步骤：基于进气压力和环境压力建立真空助力器的真空度模型，用于计算真空助力器的真空度。在刹车过程中，当系统判断真空助力器真空度下降到某一阈值，刹车效果变差。以助力器真空度作为控制目标，系统主动关小节气门开度来提高进气歧管真空度，进而提高助力器真空度，达到提高刹车性能的目的。当真空度大于某一阈值时退出对节气门的主动控制，和原先发动机管理系统控制方法保持一致。
本发明无需增加电子真空泵来提高刹车助力器的真空度，有利于降低成本，提高产品竞争力。另外，本发明无需通过关断空调等负载的方式来提高刹车性能，可以提高用户体验。
当真空助力器真空度下降到一定程度后，刹车力减弱刹车性能下降。ECU（发动机控制器）判断到驾驶员踩下刹车时，主动关小电子节气门开度，增加节气门的节流效果，提高进气歧管的真空度，从而提高真空助力器的真空度，达到提高刹车性能的目的。本发明无需通过关闭负载来提高发动机进气歧管真空度来提高刹车性能，不影响用户驾驶体验。
软件功能的改进是增加当刹车助力器真空度较低时触发电子节气门主动控制，以提高进气歧管真空度，来提高刹车性能，如图2所示。为了不影响车辆和发动机正常使用，防止错误触发电子节气门开度主动控制，需要增加一些触发条件。
1、踩下刹车。不踩刹车时不能介入电子节气门主动关小控制，否则会影响车辆动力；
2、发动机转速大于最低运行转速，该转速一般高于怠速：一方面可防止发动机熄火，另一方面能保证车辆原地空挡怠速状态踩刹车不能启动该功能；
3、刹车后断油条件满足，此时对节气门进行主动控制，不会影响发动机其他功能。
接下来判断真空助力器的真空度是否小于阈值。当真空助力器的真空度是否大于等于由环境压力插值得到的阈值时，表明刹车真空助力器中具有足够的真空度。刹车能力没有减弱，不需要触发电子节气主动控制来提高刹车真空度。当真空助力器的真空度小于阈值时，若真空度越低，表明刹车助力效果越差。需要主动关小电子节气门开度，以提升刹车助力器真空度。进行电子节气门主动控制后，继续判断当前刹车助力器真空度状态，直到真空度提高至阈值后，停止电子节气门主动控制来提高刹车助力器真空度。
主动关小电子节气门有两种方法：（1）自适应闭环控制，（2）直接关小到一定标定量。当电子节气门主动控制来提高刹车助力器真空度条件满足时，PID闭环控制是以真空助力器的真空度为控制目标，以电子节气门为控制对象。该方法的优点是控制器自适应调整电子节气门开度，使刹车助力器真空度上升到可接受范围。另外一种方法是直接将节气门开度关小至标定量，该方法的优点是通过匹配该标定量就能实现该功能，控制策略简单。
在整个功能实施过程中，增加了真空助力器真空度计算功能，如图3所示。该功能以进气压力、环境压力、刹车状态和车速作为输入条件，计算真空助力器中的压力，并与环境压力进行差值运算得到刹车真空助力器的真空度。真空助力器的初始压力可认为等于环境压力，车辆运行过程中，对刹车真空助力器内压力改变量进行积分，可得到当前真空助力器内的压力。其压力的改变量可以分为两个支路：（1）由刹车助力器流入进气歧管的空气量，引起刹车助力器内压力下降部分。刹车助力器压力下降值和进气歧管压力、当前真空助力器计算压力以及压力下降速度有关，其中压力下降速度通过匹配试验得到。（2）真空助力器泄漏和踩刹车引起真空助力器压力上升。环境压力减掉当前真空助力器计算压力，再乘以压力梯度得到真空助力器压力上升量。其中压力梯度由可匹配的压力泄漏梯度DPBKVSTG加上踩刹车引起的压力梯度修正因子。踩下刹车后，当车速大于匹配量VFZGSCH时，刹车压力梯度修正因子采用DPBKVBSGVS，车速小于匹配量VFZGSCH时采用DPBKVBSGVO。功能中用到的标定量DPBKVSTG、VFZGSCH、DPBKVBSGVS和DPBKVBSGVO通过匹配试验得到。
通过对装有1.0L排量发动机的车辆进行测试发现，在刹车过程中主动关小电子节气门开度会影响发动机进气歧管压力。表1为踩刹车安全断油后将节气门开度关小至不同值和进气歧管压力之间的关系。从数据可以看到，将节气门开度由8.25%关小至5.81%，进气歧管压力可减少20.5%，真空度大幅提高，能有效提高刹车性能。
表1-电子节气门开度关小至不同值与进气歧管压力关系
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。
Claims (7)
1.一种提高刹车性能的控制方法；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、判断是否满足以下条件：有刹车信号、发动机转速大于最低运行转速、刹车后断油；
步骤2、如果满足以上条件，则判断真空助力器真空度是否下降到某一阈值，如果是，系统主动关小节气门开度来提高进气歧管真空度，进而提高助力器真空度；
步骤3、继续判断当前刹车助力器真空度状态，直到真空度提高至阈值后，停止电子节气门主动控制来提高真空度。
2.如权利要求1所述的提高刹车性能的控制方法，其特征在于，采用自适应闭环控制的方法主动关小电子节气门。
3.如权利要求1所述的提高刹车性能的控制方法，其特征在于，采用直接关小到一定标定量的方法主动关小电子节气门。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的提高刹车性能的控制方法，其特征在于，真空助力器真空度计算以进气压力、环境压力、刹车状态和车速作为输入条件，计算真空助力器中的压力，并与环境压力进行差值运算得到刹车真空助力器的真空度；
真空助力器的初始压力等于环境压力，车辆运行过程中，对刹车真空助力器内压力改变量进行积分，可得到当前真空助力器内的压力。
5.如权利要求4所述的提高刹车性能的控制方法，其特征在于，刹车真空助力器内压力改变量包括：由刹车助力器流入进气歧管的空气量，引起刹车助力器内压力下降部分。
6.如权利要求5所述的提高刹车性能的控制方法，其特征在于，刹车真空助力器内压力改变量还包括：真空助力器泄漏和踩刹车引起真空助力器压力上升；环境压力减掉当前真空助力器计算压力，再乘以压力梯度得到真空助力器压力上升量。
7.如权利要求6所述的提高刹车性能的控制方法，其特征在于，所述压力梯度由可匹配的压力泄漏梯度DPBKVSTG加上刹车引起的压力梯度修正因子；刹车后，当车速大于匹配量VFZGSCH时，刹车压力梯度修正因子采用标定量DPBKVBSGVS，车速小于匹配量VFZGSCH时采用标定量DPBKVBSGVO；所述压力泄漏梯度DPBKVSTG、车速阈值VFZGSCH、压力梯度修正因子DPBKVBSGVS和压力梯度修正因子DPBKVBSGVO为设定值。
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