某车型PRL减压逻辑功能的应用

(整期优先)网络出版时间:2023-03-28
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某车型PRL减压逻辑功能的应用

陈国三

安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽 合肥 230601

摘要随着电子制动系统的发展,真空助力器逐渐被eBooster所取代,针对于Two-Box(ESC与eBooster)制动配置车型,ESC与eBooster协同工作时,在ABS工况下,由于eBooster是解耦产品,ESC里由泵泵回的制动液,会使系统压力很高,会对eBooster零部件及ESC阀类硬件造成很大的冲击。本文介绍了PRL(Pressure Reduction Logic)功能在ABS激活工况下,eBooster与ESC联合实现的减压功能的交互策略。

关键词关键信号、工作逻辑、eBooster、PRL

0 引言

伴随汽车电子技术发展传统轮式车辆制动系统的气体或液体传输管路长,阀类原件多,原有的真空助力系统无法兼顾车辆的再生制动功能,而再生制动功能是混合动力车辆是混动车辆最主要的市场优势之一[1][2],真空助力器逐渐被eBooster所取代针对于Two-Box(ESC与eBooster)制动配置车型,ESC与eBooster协同工作时,在ABS工况下,由于eBooster是解耦产品,ESC里由泵泵回的制动液,会导致系统压力很高, 会对eBooster零部件及ESC阀类硬件造成很大的冲击。在该种条件下PRL(Pressure Reduction Logic)功能应运而生。他的主要作用是:ABS触发过程中的eBooster建压协调功能,可在确保ABS正常工作所需的压力的前提下,降低液压系统的压力峰值,减少eBooster关联硬件及ESC阀类硬件承受的压力冲击,实现对于制动系统机械件的保护

1 PRL系统架构及相关功能

如图1所示的不同制动助力系统ABS触发时主缸压力波动示意图,与传统的真空助力的液压制动系统相比,匹配eBooster的液压制动系统的刚性会更强,所以在ABS调节过程中可能会产生更大的压力冲击,进而可能会对eBooster的机械组件及ESC的阀体造成伤害。为降低压力冲击对于制动系统组件的伤害、延长组件使用寿命,可通过在eBooster控制软件中设定适当的PRL减压策略,以期降低ABS触发过程中压力峰值的方法来实现;同时主缸压力的稳定也有助于提升ABS的调节性能,图1中处于纵坐标中间的波动曲线即为采用PRL减压逻辑后期望的主缸压力波动。


图1 不同制动助力系统ABS触发时主缸压力波动示意图

PRL系统架构示意图如图2所示。SHH-eB对于所有的制动请求进行最终协调判定,并输出目标制动液压力(sOutputRodHydrauPrsTarget)及当前的eBooster系统建压能力状态给PRL,PRL结合ESC输入的ABS工作状态信号(ABSItvInProgress)、车速信号(VehSpd或四轮轮速信号)、估算的所需的最大轮缸压力信号(pEstMax)以及实时主缸压力信号(BrkPrs)进行是否激活PRL功能的判定,如功能激活,则会按照经过PRL计算后的目标主缸行程进行控制,再结合实时主缸压力信号(BrkPrs)进行修正主缸实际行程(sOutputRodAct),通过实际主缸行程信号(sOutputRodAct)及实时主缸压力信号(BrkPrs)观察调节结果,可通过eBooster当前可建的最大压力信号(pRunout)来判定eBooster的系统建压能力状态。


2PRL系统架构示意图

2 PRL的功能信号交互

PRL功能实现时的主要信号交互见下表1,具体实现时可以根据实际需要调整,如增加相关信号的有效性信号等。

表1 PRL功能的输入/输出信号

序号

功能

信号名称

信号解释

输入/输出

备注

1

PRL

ABSItvInProgress

ABS工作置位信号

I

ESC提供

2

VehSpd

车速信号

I

ESC提供

3

pEstMax

最大轮缸估算目标压力

I

ESC提供

4

WheelBrakeForce

轮边制动力之和

I

ESC提供,可选

5

BrkPrs

主缸压力(第一腔压力)

I

eB或ESC提供

6

sInputRodTravel

eB推杆行程

I

eB提供

7

sOutputRodHydrauPrsTarget

外部系统,如驾驶员、EBR等,需要eB建立的目标主缸压力

I

eB提供

8

pRunout

eB当前可建的最大压力

O

eB外发

9

sOutputRodAct

eB实际主缸行程

O

eB外发

3 PRL对系统的要求

3.1 一般要求

PRL功能的目的是在确保ABS可正常工作前提下,尽可能降低液压系统主缸端压力峰值及波动,提升液压系统组成部件的寿命,改善ABS性能及噪音。其在车上的应用有如下一般要求:

1)功能属于内置于eBooster软件中的功能模块,开发责任归属eBooster,ESC作为系统的组成部分起辅助作用,并提供PRL功能实现所需的信号

2)HBC功能触发过程中,ABS工作,PRL功能不应激活

3)不应设置可使驾驶员选择关闭该系统的开关;

4)PRL应使ABS有合适的工作背压,避免出现因调节导致背压不足,进而使ABS功能退出的情况出现;

5)eBooster的当前建压能力(pRunout)大于或等于PRL的目标压力时,PRL功能应当激活;

ABS未触发期间eBooster不应使用pEstMax信号进行压力调节。

3.2 系统所需关键信号要求

3.2.1 一般要求

pEstMax信号是PRL进行减压调节的关键参考信号,对其描述及要求如下

1)信号表示ESC估算的、可使车辆每个轮均触发ABS所需的目标压力,即四个轮所需目标压力的最大值

2)ABS触发置位时,pEstMax应立即按1)的定义进行发送,ABS不触发期间可以发送实时最大轮缸压力;

3)ABS触发后应尽快进行稳定的压力调节,触发t(t≤150ms)时长后,pEstMax与轮缸压力传感器测试的压力值差值的绝对值≤a%(a≤20);

4)ABS触发期间,应实时、快速的识别路面,并通过pEstMax信号进行表现,路面跳变时识别时长不应超过150ms。

3.2.2 对ABSItvInProgress信号的要求

ABSItvInProgress信号是PRL进行减压调节的开关信号,对其要求如下

1)信号应能反馈ABS功能的当前真实工作状态

2)只要有一个轮进行ABS调节,该信号就应该置位;

3.2.3 对WheelBrakeForce信号的要求

WheelBrakeForce信号是PRL进行减压调节的制动力等级参考信号,对其要求如下

1)信号应能反馈所有车轮实时的轮边制动力之和

2)ESC各压力关联调节功能不工作时,该信号应该与ESC外发的主缸压力信号一致,即压力为零时,该信号应该为零值;

ESC压力关联调节功能工作时,该信号应该与轮缸压力一致。

4 PRL的工作逻辑

pTarget为控制的目标压力,目标压力的计算公式如下:

pTarget=min(max(pMin,(pEstMax+pOffset)),sOutputRodHydrauPrsTarget)

即,先将pEstMax与POffset之间求和,再将所得值与pMin之间进行取大运算,最后再将所得值与sOutputRodHydrauPrsTarget之间进行取小运算,所得值即为需要建立的目标压力。

其中,pMin为标定值,是PRL调节的最小目标压力,建议值为10MPa;

pOffset为标定值,通过该值调整确保实际主缸压力不小于pEstMax,建议值3MPa;

pEstMax为目标轮缸压力,如波动较大,可用“五点平均法”进行滤波;

为对PRL工作过程中的主缸压力最大值进行限制,同时也为降低压波动,可用是如下方法进行修正:

2PRL目标压力上限修正表

WheelBrakeForce/(N)

0

5000

10000

>10000

Pcal/(Mpa)

11

12

16

16

用wheelBrakeForce信号基于表2进行查表(表2中的值均为标定值),取得修正后的压力上限值Pcal,则经过修正后的目标建压压力为:

pTargetcal=min(pTarget,Pcal)

实际应用时基于整车制动系统PV曲线计算出pTargetcal对应的主缸目标行程,再基于主缸目标行程进行工作,并实时基于主缸压力反馈进行调整。

基于以上控制算法,ABS触发过程中,主缸实际压力应控制在pEstMax~(pEstMax+6MPa)之间,主缸压力低于(pEstMax+1.05Mpa)的单次持续时长不应超过100ms,一次ABS触发全过程中的总时长不应超过500ms

5 结束语

随着线控制动系统的发展[3],eBooster将逐渐替代真空助力器,而PRL可确保ABS可正常工作前提下,尽可能降低液压系统主缸端压力峰值及波动,提升液压系统组成部件的寿命,改善ABS性能及噪音。本文基于Two-Box制动配置车型,介绍了在ABS激活工况下eBooster与ESC联合实现的减压功能的交互策略。在提高汽车安全、舒适、可靠的同时,促进汽车往集成化、智能化发展。

参考文献

[1] 刘清河,孙泽昌.汽车线控制动系统研究[J].机电一体化2018.04

[2] 林慕义,等.线控制动系统在轮式工业车辆上的实现[J].机床与液压,2004,(8):145-147

[3] 王洪涛,等.汽车线控制动系统关键技术研究分析[J].现代信息科技.2019.05