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單踏板的踏板特性解析

2019-01-25 18:06:48·  來(lái)源：中國(guó)汽研  
　
新型踏板One Pedal以串聯(lián)制動(dòng)為基礎(chǔ)，采用一個(gè)踏板控制加速和減速兩個(gè)過(guò)程，提高了駕駛員駕駛便利性。踏板分為驅(qū)動(dòng)階段和制動(dòng)階段，增加踏板開度時(shí)是驅(qū)動(dòng)階段，
新型踏板One Pedal以串聯(lián)制動(dòng)為基礎(chǔ)，采用一個(gè)踏板控制加速和減速兩個(gè)過(guò)程，提高了駕駛員駕駛便利性。踏板分為驅(qū)動(dòng)階段和制動(dòng)階段，增加踏板開度時(shí)是驅(qū)動(dòng)階段，減少踏板開度時(shí)是制動(dòng)階段，車輛加減速度還與踏板速率成線性關(guān)系。

一、踏板發(fā)展趨勢(shì)
在上一期文章中談?wù)摿嘶隈{駛風(fēng)格對(duì)踏板特性的影響，這是近些年較為常見的一種踏板風(fēng)格優(yōu)化方法，由傳統(tǒng)的單一類型的驅(qū)動(dòng)踏板特性，到不同驅(qū)動(dòng)模式下針對(duì)性的標(biāo)定踏板，這是汽車踏板研發(fā)的一大進(jìn)步，更加人性化與科技化。近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步和消費(fèi)者對(duì)汽車性能指標(biāo)的要求進(jìn)一步提高，也促進(jìn)研發(fā)人員不斷對(duì)踏板進(jìn)行新的優(yōu)化，單踏板（One-Pedal）是其中最典型的代表。

二、單踏板概述
單踏板顧名思義就是一種集成了加速踏板和制動(dòng)踏板功能的踏板，以控制車輛的加減速，此種踏板可以汽車的起步、加速、穩(wěn)態(tài)、減速和停車全過(guò)程，改變了傳統(tǒng)的加、減速雙踏板布置形式。如寶馬i3和日產(chǎn)leaf都采用了此種新型構(gòu)型，分為一個(gè)“主踏板”和一個(gè)“輔助減速踏板”，其中“主踏板”可以實(shí)現(xiàn)的加減速能力，可以滿足日常的大部分車輛操作，“輔助減速踏板”是在“主踏板”剎車減速度不能滿足司機(jī)意圖時(shí)的緊急剎車踏板。此種踏板可以降低駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免在常規(guī)加減速工況中頻繁切換踏板，同時(shí)還能有效避免缺乏經(jīng)驗(yàn)的駕駛員的誤操作。
圖1 踏板布置圖
“主踏板”分為三個(gè)主要控制行程，即加速行程、減速行程和恒速行程。加速行程是駕駛員踩下踏板的過(guò)程，隨著踏板深度的增加輸出驅(qū)動(dòng)扭矩隨之增大；減速行程是駕駛員松開主踏板的過(guò)程，隨著踏板深度的減少輸出扭矩由正扭矩到負(fù)扭矩變化；恒速行程是駕駛員松開踏板到某一開度區(qū)間內(nèi)，電機(jī)輸出扭矩為零或是剛好與外界阻力相平衡。
圖2 單踏板控制過(guò)程整車加速度變化
 
三、車輛減速過(guò)程
“輔助減速踏板”和“主踏板”的減速行程是車輛制動(dòng)的需要。傳統(tǒng)的能量回饋一般分為車輛滑行階段的電機(jī)模仿發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖階段和制動(dòng)踏板信號(hào)下的制動(dòng)，此方法需要頻繁切換制動(dòng)踏板和加速踏板，增加了駕駛員工作負(fù)擔(dān)?；仞佒苿?dòng)是純電動(dòng)汽車重要的組成部分，能有效的提高車輛的續(xù)駛里程，主流的回饋制動(dòng)方式包括并聯(lián)式和串聯(lián)式。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性能高，但能量利用率低；串聯(lián)式控制策略復(fù)雜，回饋效率高，是今后回饋制動(dòng)的發(fā)展方向。新型踏板One Pedal以串聯(lián)制動(dòng)為基礎(chǔ)，在主踏板松開的全過(guò)程采用電機(jī)制動(dòng)，有效的提高了能量回饋的效率，在“輔助減速踏板”小行程區(qū)間仍以電機(jī)制動(dòng)為主，大行程區(qū)間引入液壓制動(dòng)，采用電機(jī)和液壓聯(lián)合制動(dòng)。
圖3 制動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖
 
四、踏板速率的影響
加速行程和減速行程中，基于駕駛員意圖識(shí)別的需要，駕駛員踩踏板和松踏板的速率也是影響加減速的重要因素。加速踏板MAP圖是電動(dòng)汽車輸出扭矩的基礎(chǔ)，能滿足基本駕駛員基本的穩(wěn)態(tài)駕駛需求，但是還需要兼顧駕駛員的瞬態(tài)加速需求，對(duì)基本扭矩的進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)不同加速意圖下的扭矩輸出。在駕駛工況中，駕駛員會(huì)判斷當(dāng)前行駛工況及周圍環(huán)境以及此刻車輛的行駛狀態(tài)，對(duì)加速踏板施加不同的踏板速率。緩慢加減速、一般加減速和緊急加減速意圖表現(xiàn)為加減速踏板變化速率的大小，駕駛?cè)藛T在緩慢變速的意圖下，踏板開度變化率較小，此時(shí)車輛適當(dāng)降低扭矩輸出，從而延長(zhǎng)續(xù)駛里程，提高整車的經(jīng)濟(jì)性能；駕駛?cè)藛T急劇變速意圖下，踏板開度變化速率較大，此時(shí)車輛適當(dāng)提高扭矩的輸出，增加車輛速度變化率，獲得較好的動(dòng)力性能。
圖4 相同踏板開度不同加速速率下的電機(jī)輸出扭矩對(duì)比圖
 
五、總結(jié)
單踏板作為一種新型踏板，改變了傳統(tǒng)的駕駛模式和駕駛方式，能有效的提高操作效率和能量回收效率，節(jié)能與便利一體化。但是需要新客戶有一些適應(yīng)的時(shí)間，并且駕駛?cè)潭夹枰獙?duì)踏板有所操作，否則會(huì)快速停車，也會(huì)對(duì)駕駛員造成一定的心理負(fù)擔(dān)，利弊權(quán)衡還需進(jìn)一步提高。 
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