袁觀練，王國(guó)棟

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

現(xiàn)有汽車車型，主要為機(jī)械式節(jié)氣門體和電子式節(jié)氣門體，怠速控制，均由發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)控制。怠速控制受到如下眾多因素影響（見表1），需要對(duì)這些影響進(jìn)行修正，以保證怠速穩(wěn)定性。

表1 怠速控制部分影響因素列表

1 行車怠速的控制

本文將討論行車過程中的怠速控制策略和方法，以及在車速傳感器信號(hào)失效情況下的替代方案，以提高車輛行車怠速控制功能的可靠性。

車輛行駛過程中一旦熄火，將導(dǎo)致真空助力制動(dòng)器失效，液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵停止工作，車輛的制動(dòng)和轉(zhuǎn)向都受到嚴(yán)重影響，發(fā)生事故概率大為增加，同時(shí)也容易造成車輛駕駛員的恐慌，對(duì)車輛滿意度下降。為此，引入行車怠速控制概念。

經(jīng)過SGMW CN100車型配B12及C14兩款發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際開發(fā)驗(yàn)證說明，更小排量的B12發(fā)動(dòng)機(jī)，在真空助力制動(dòng)器、液壓式轉(zhuǎn)向助力泵工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速受到的干擾較大，如果目標(biāo)怠速設(shè)定過低，將存在熄火風(fēng)險(xiǎn)。

如圖1所示，A線為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min），C線為進(jìn)氣量MAF。車輛原地迅速反復(fù)踩下/松開制動(dòng)踏板，因真空助力器作用，對(duì)進(jìn)氣歧管進(jìn)行供氣[1]，導(dǎo)致進(jìn)氣量加大，而隨之發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升；突然停止踩制動(dòng)踏板，真空助力器泵氣作用停止，而因怠速步進(jìn)電機(jī)不能快速加大開度，導(dǎo)致進(jìn)氣量又急劇下降，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨之下降，本次測(cè)試中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最低降至481 r/min，已經(jīng)接近該發(fā)動(dòng)機(jī)熄火轉(zhuǎn)速450 r/min。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速受制動(dòng)真空助力器影響

因此，在CN100-B12車型引出液壓式轉(zhuǎn)向助力泵壓力開關(guān)信號(hào)，以告知發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，及時(shí)采取相應(yīng)的扭矩補(bǔ)償，降低熄火風(fēng)險(xiǎn)。

行車怠速值的設(shè)定，還受到直接檔（CN100車型為4檔）最低穩(wěn)定車速＜20 km/h的限制，因此行車怠速設(shè)定范圍為750～960 r/min，根據(jù)CN100-B12車型實(shí)際測(cè)試情況，將行車怠速設(shè)定為900 r/min，既保證行車無熄火風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)滿足直接檔最低穩(wěn)定車速限值要求。

2 行車狀態(tài)的判斷

2.1 有車速信號(hào)（VS）時(shí)的行車狀態(tài)識(shí)別

通常的行車狀態(tài)識(shí)別邏輯，如圖2所示。

圖2 行車狀態(tài)識(shí)別邏輯

因車速在低于5 km/h的時(shí)候，車速信號(hào)不穩(wěn)定[1]，所以將車速上升到5 km/h以后，才識(shí)別為行車狀態(tài)。為了避免車輛在行車狀態(tài)和停車狀態(tài)反復(fù)波動(dòng)，導(dǎo)致目標(biāo)怠速變化過于頻繁，車速降低至3 km/h后，才判斷為停車怠速狀態(tài)。

2.2 車速信號(hào)失效時(shí)怠速控制的故障模式

一旦車速信號(hào)失效，則發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）就無法判斷車輛的行車狀態(tài)，這時(shí)也無法進(jìn)行行車怠速控制，而只有停車怠速控制一種。同時(shí)停車怠速控制自學(xué)習(xí)值上限、下限受到限制，導(dǎo)致車輛在散差較大及空調(diào)壓縮機(jī)電子扇等外加負(fù)載工作時(shí)，怠速值偏離正常目標(biāo)怠速值，極端情況下偏離較大，特別是偏小時(shí)，可能出現(xiàn)共振，導(dǎo)致車輛抖動(dòng)明顯及噪聲變大。

3 輪速傳感器信號(hào)臨時(shí)替代失效的車速信號(hào)

3.1 輪速信號(hào)作為系統(tǒng)車速信號(hào)備用量

目前大部分帶OBD車型，均配有右前輪輪速傳感器（或者由ABS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)右前輪輪速信號(hào)），EMS系統(tǒng)用此信號(hào)來判別車輛是否行使在壞路上，以避免壞路對(duì)失火診斷的判斷的影響。此車速信號(hào)一般不用于整車車速參考值，但是，在變速器輸出的車速信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，臨時(shí)采用該信號(hào)作為緊急備用信號(hào)，擴(kuò)大其使用范圍，挖掘其在其在行車狀態(tài)判斷中的作用。

ifB_VS_ERR=true and B_VS_RR_ERR=false;

//車速信號(hào)故障，而輪速信號(hào)正常

than VS=VS_RR;

//車速=輪速

else ifB_VS_ERR=true and B_VS_RR_ERR=true;//車速信號(hào)故障，輪速信號(hào)也故障

than B_VS_RUN=false;

//為非行車狀態(tài)（停車狀態(tài)）

只有在車速信號(hào)和輪速信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，行車判斷功能才失效。

3.2 輪速信號(hào)作為系統(tǒng)車速信號(hào)時(shí)部分功能受限

輪速信號(hào)，因檢測(cè)的是右前輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過車輛轉(zhuǎn)速和車輛滾動(dòng)半徑計(jì)算車速，其表征的是該輪子的相關(guān)的車速，在車輛轉(zhuǎn)彎、過凹凸路面時(shí)，該輪速與實(shí)際車速發(fā)生偏差，導(dǎo)致該參考量可信性降低[2]。

車速信號(hào)，車速傳感器一般檢測(cè)變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，通過主減速比和車輪滾動(dòng)半徑計(jì)算車速，該車速值更接近實(shí)際整車車速值，可信性相對(duì)較高；

在CN100車型上，因?yàn)樽兯倨骱蠖藗鲃?dòng)軸兩個(gè)十字軸萬向節(jié)、主減速器及差速器的傳動(dòng)間隙，和后懸掛剛度影響，車輛在急加、減速過程，瞬態(tài)車速信號(hào)誤差較大。對(duì)該車實(shí)際情況而言，輪速信號(hào)相對(duì)可信性要低于車速信號(hào)，因此使用輪速信號(hào)臨時(shí)替代車速信號(hào)時(shí)，車速信號(hào)誤差增加，需要對(duì)此時(shí)的部分功能，進(jìn)行適當(dāng)限制，避免帶來負(fù)面影響。

（1）怠速控制自學(xué)習(xí)范圍的限制。怠速修正，分為短期自學(xué)習(xí)修正和長(zhǎng)期自學(xué)習(xí)修正。短期修正，針對(duì)當(dāng)前工作狀態(tài)、負(fù)荷變化和轉(zhuǎn)速偏離目標(biāo)值大小進(jìn)行補(bǔ)償修正，此修正相對(duì)于是否行車狀態(tài)不敏感；長(zhǎng)期修正，針對(duì)車輛狀態(tài)偏差進(jìn)行修正，此值形成過程長(zhǎng)，變化相對(duì)緩慢。

車速信號(hào)可信性降低，降低車輛行車怠速判斷可信性，此時(shí)長(zhǎng)期修正可能積累出較大偏差，為了避免行車狀態(tài)誤判，導(dǎo)致長(zhǎng)期修正偏離，降低長(zhǎng)期怠速修正上下限。

（2）駕駛性能優(yōu)化功能受限。車速信號(hào)可信性降低，導(dǎo)致檔位判斷可信性降低，而使得相應(yīng)依賴于各個(gè)檔位情況下的駕駛性能優(yōu)化功能，比正常狀態(tài)效果要差。如Anti-jek（駕駛員急踩油門加速時(shí)，ECM控制發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)減小扭矩增加速率，以降低車輛抖動(dòng)可能性）和Dashpot（駕駛員急收油門減速時(shí)，ECM控制發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)減小扭矩減小速率，以降低車輛抖動(dòng)可能）功能，都與檔位相關(guān)聯(lián)。在此情況下，將Anti-jek和Dashpot功能干預(yù)強(qiáng)度，適當(dāng)減弱，以降低可能的誤判導(dǎo)致的駕駛性能惡化。

3.3 故障顯示模式調(diào)整

在沒有引入輪速傳感器信號(hào)（VS_RR）臨時(shí)替代失效的車速的邏輯前，原故障燈激活模式為：

ifB_VS_ERR=true;

//車速信號(hào)故障

than B_MIL_ON=true;

//故障燈點(diǎn)亮

引入輪速傳感器信號(hào)（VS_RR）臨時(shí)替代失效的車速的邏輯后，故障燈激活模式為：

ifB_VS_ERR=true and B_VS_RR_ERR=false;

//車速信號(hào)故障，輪速信號(hào)無故障

than B_MIL_ON=false;

//為非行車狀態(tài)（停車狀態(tài)）

else if B_VS_ERR=true and B_VS_RR_ERR=true;//車速信號(hào)故障，輪速信號(hào)也故障

than B_MIL_ON=true;

//故障燈點(diǎn)亮

引入輪速傳感器信號(hào)（VS_RR）臨時(shí)替代失效的車速的邏輯后，只有車速信號(hào)和輪速信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，才點(diǎn)亮故障燈，輪速信號(hào)臨時(shí)替代車速信號(hào)，使得行車怠速控制功能仍然得到保證，盡管出現(xiàn)車速信號(hào)故障，在EMS系統(tǒng)中存儲(chǔ)車速信號(hào)故障碼，但不需要點(diǎn)亮故障燈，這樣將大大降低故障燈點(diǎn)亮概率，同時(shí)也提高了行車安全性和用戶滿意度。

4 結(jié)束語

對(duì)CN100-B12車型進(jìn)行臨時(shí)改造，使用輪速信號(hào)替代車速信號(hào)，車速信號(hào)可信性降低的程度，對(duì)系統(tǒng)的影響細(xì)微，在不借助專用標(biāo)定設(shè)備記錄的情況下，主觀發(fā)現(xiàn)不了差異，提高了行車怠速功能可靠性，從而提高了車速信號(hào)故障情況下的行車安全性，車速信號(hào)故障時(shí)被輪速信號(hào)臨時(shí)替代，有著現(xiàn)實(shí)的使用價(jià)值。

[1]Robert BOSCH有限公司.BOSCH汽車工程手冊(cè)（第三版）[M].魏春源譯，北京：北京理工大學(xué)出版社，2009.

[2]Peter Liggesmeyer Dieter Rombach.嵌入式系統(tǒng)軟件工程——基礎(chǔ)知識(shí)、方法和應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.