基于ECU标定的制动真空优化研究

1 引言

随着顾客对于车辆驾乘舒适性要求的提高，大功率空调、电加热座椅等高耗能电器成为车辆的标准配置；而环保要求、成本压力等因素，使得“小马拉大车”的动力配置普遍出现，发动机的负载越来越大。值得一提的是匹配自然吸气汽油发动机的车辆，其制动真空源一般来自发动机进气岐管，负载的增加，后备功率的减小，直接削弱了发动机产生真空的能力，致使车辆极易在某些特殊工况下出现制动真空不足现象。

本文所阐述的就是针对于这种现象，以调整发动机ECU标定数据的方法进行优化改善，以达到最小的成本、最短的变更周期来实现车辆特殊工况制动性能提升的目的。

2 现象描述及分析

匹配自然吸气汽油发动机、液压真空助力制动系统的手动挡车辆，夏季开空调低速起步、移库或是拥堵路段跟车行驶过程中，有时会出现制动踏板偏硬，刹车困难的现象。整备质量偏重的MPV开空调倒挡行驶时可能会更严重。

上述车辆的真空源一般取自发动机进气岐管，发动机的负荷与制动真空的形成有直接关系。据了解空调打开时，发动机负荷会增加约20%，而移库或是拥堵路段跟车行驶过程中车辆一般处于低档位半离合状态，还会伴随频繁的刹车动作，这些会增加发动机的负荷，影响制动真空的形成。特别是整备质量偏重的车辆，发动机负荷本就偏大，会加剧这种制动踏板踩偏重、刹不出车的现象。

3 优化策略研究

造成这种现象的直接原因是制动真空不足，所以最好的解决办法是增加辅助真空源或是增加真空储存器，但这些措施都会伴随硬件布置和成本的变动，特别是辅助真空源的增加单车成本一般会增加300元以上，十分不可取。接下来将从降低发动机负荷方面着手进行探索研究。

降低发动机的负荷，可以通过增扭和降负载两个方面进行优化，但是由于增牛会影响整车的驾驶性以及油耗等关键指标，实现起来较为困难。分析研究发现短暂切掉空调可以快速降低负载，而且如能及时恢复也不至于影响的温度调节能力，是一种可行的方案。

短暂切空调的策略实施方式有两种：

a、增加真空度传感器来直接检测真空助力器里的真空度，并以此来确定空调的开启与关闭；

b、基于起步或低速跟车时车辆工作特性，如发动机转速等来识别工况进而控制空调的开启与关闭。

方案a的虽然更精确可靠，但需要增加真空传感器等硬件，成本高、变动也较多，故选择方案b作为实施策略，并进行对比研究。下面将基于某款MPV具体介绍匹配标定过程。

4 切空调策略对比研究

4.1 切空调策略制定

基于该车型的自然吸气发动机特性，并以发动机转速为判定条件初步选定了三个标定方案进行评估测试，见表1：

4.2 对比验证（环境舱转毂）

将整车置于环境舱转毂，环境温度设置为30℃-35℃，然后测试车辆1挡和倒挡时空调关以及实施切空调策略后的助力器真空度，测试结果参见下图：

通过上述测试，可以得到如下结论：

a、切空调条件值发动机转速每提高40RPM，真空度绝对值1档时可提升约8kPa、倒挡时可提升约5kPa；

b、直接关闭空调时，测试工况下岐管处真空度绝对值最高；

c、主观评价发现方案一无明显改善，方案三存在空调切断后，恢复时间长、频繁切空调问题，方案二有改善且空调切换可以接受。

表1项目 方案一 方案二 方案三切空调条件 发动机转速≤600RPM 发动机转速≤720RPM 发动机转速≤760RPM恢复空调条件 发动机转速≥640RPM 发动机转速≥760RPM 发动机转速≥800RPM

图1 环境舱真空度对比测试结果

表2切空调条件 恢复空调条件发动机转速≤720RPM车速：0.5-4km/h进气歧管真空度≤25kPa（平原）发动机转速≥760RPM立即恢复空调；发动机转速＜760RPM且其他任一条件不满足后，延迟3s恢复空调有制动信号

5 切空调逻辑完善以及实车验证

为规避空调频繁启动，对于控制逻辑进行完善，具体参见表2：

实车测试结果参见图2-图4，其中曲线1表示岐管真空度，线2表示助力器真空度，曲线3表示制动踏板力，曲线4表示车速，测试结果显示方案可行。

6 结语

通过对于车辆开空调低速起步、移库以及拥堵路段跟车工况的分析研究，确定了该工况出现制动踏板力偏硬的原因，并基于分析对比提出了短暂切空调是改善这种现象的有效途径，可为类似问题的处理提供思路和实践经验。

文章来源：《真空科学与技术学报》 网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/qikandaodu/2020/1113/402.html