奔馳48V車載電氣系統剖析（二）

阿 偉

9.滑行模式

機動車的“滑行模式”是在發動機和電機從傳動系統上退耦時車輛繼續行駛的一項功能。此模式的優點是利用可用的動能使車輛繼續行駛，而不是以阻力的形式浪費掉。傳動系統退耦后通過關閉發動機更大程度地節約燃油。斷開傳動系統會減少阻力損失，從而實現更長的滑行距離。滑行模式下變矩器鎖止離合器通常處于斷開模式。車速較高時，還會斷開變速器中的另一離合器。自動變速器中的輔助油泵能夠確保變速器的充分潤滑，同時可維持發動機未運轉時滑行模式中的特定壓力。發動機256的滑行模式在發動機關閉時啟用。在發動機264上，無論發動機關閉或是運行都可啟用滑行模式，此時需要裝配BSA。

對于更昂貴的裝配ISA的系統，空調系統采用了電動制冷劑壓縮機。這意味著裝配ISA的車輛的可停止性更高，無須在發動機運行的滑行模式下即可。智能運算法則會為環境友好型駕駛方式提供輔助，從而使滑行模式與能量回收功能最優結合，使車輛根據具體情況，保持滑行（能量存在于車輛上）或進行能量回收（能量存儲在蓄電池中）。來自車輛傳感器的當前數據用來評估具體情況。高級駕駛輔助系統卡、攝像頭和雷達傳感器是系統的關鍵部分。與先前滑行模式相比的區別在于與駕駛員的操作再無直接聯系，車輛根據當前的駕駛狀況獨立選擇最重要的操作模式。

（1）滑行模式啟用

如果滿足以下條件，車輛會轉變為滑行模式。

①滑行模式時的車輛必要條件

◆車速值可能會因駕駛類型和車型系列的不同而存在差異

◆橫向加速度不得超過具體車型規定的橫向加速度值

◆自車輛上次退出滑行模式后已經過2s

◆發動機必須允許滑行模式，即不得正處于發動機診斷過程中等

◆電控車輛穩定行駛系統ESP必須允許滑行模式1

◆必須發出啟動/停止功能允許啟用信號 1（M256），（M264在發動機運轉時也可滑行）

◆未接合掛車（通過插入掛車模塊的連接器檢測）

②根據道路和交通狀況采用滑行模式時的必要條件

◆下坡坡度低于限值1.2

◆上坡坡度低于限值1.2

◆智能能量回收功能必須允許滑行模式1

◆前方未檢測到車輛或本車不太可能會接近檢測到的車輛1

③啟用駕駛員相關的滑行時的必要條件:

◆必須選擇駕駛模式E1

◆未操作加速踏板1

◆轉向盤轉角低于限值

④變速器相關的必要條件:

◆接合擋位范圍D1

◆越野擋傳動比未啟用1

◆必須有來自自動變速器的允許啟用信號1

（2）滑行模式停用

如果滿足以下任一條件，則車輛會停用滑行模式:

◆之前滿足的上述啟用條件中有一項不再滿足

◆劇烈制動

◆頻繁柔和制動

◆再次選擇擋位范圍D

◆促動換擋撥片

◆“ECO輔助”會識別需要車輛制動的情況（例如巡航時接近前方車輛，下坡坡度較陡時）

10.增壓模式ISA和BSA

ISA或BSA允許發動機的扭矩被來自ISA或BSA的扭矩覆蓋。“E增壓”能夠改善車輛的響應/加速特性。在裝配電動輔助壓縮機的發動機M256上，可能進行第二次增壓。控制策略的設計原則是通過智能促動電動輔助壓縮機使用盡可能少的能耗實現最佳的駕駛性能。在發動機轉速較低的情況下起步時，ISA或BSA根據轉速/扭矩特性為發動機提供支持，從而增強響應性。可用時間及輸出情況由幾個因素決定，其中包括消耗的時間和能量。如果48V車載電氣系統的電源充足，則電動輔助壓縮機會在轉速較低時提供增壓，以增強響應性，直到渦輪增壓器啟用。在增壓過程中，除發動機的扭矩外，ISA或BSA也會提供驅動扭矩。

注意以下要點:

◆發動機轉速未過高但處于較高轉速范圍，系統不再全力增壓（發動機轉速＞2500r/min，此數值可能因駕駛類型和車型系列的不同而存在差異;必要時增壓輸出也會隨發動機轉速的增加而逐漸減小）

◆車速在特定范圍內（不超過約200km/h，此數值可能因駕駛類型和車型系列的不同而存在差異）

◆蓄電池電量充足，以在增壓過程中為驅動機構提供充足電源

◆發動機必須運轉（未處于滑行模式或啟動/停止過程中）

◆無對蓄電池充電的系統請求

◆不得處于擋位P或N

◆駕駛員請求的扭矩超過發動機的當前最大扭矩（僅動態駕駛請求的增壓）

◆加速踏板的踩下角度夠大（增壓效果不應在每次小幅踩下加速踏板時觸發）

◆增壓輸出可能因選擇的駕駛模式不同而存在差異

供給的電源還取決于剩余系統的要求和外界環境。可用的蓄電池電源必須由車輛傳動系統和其他用電設備共用。根據發動機類型和設備，其中包括空調、座椅加熱器、信息娛樂、按摩功能等。重復進行動態駕駛操作時，增壓輸出會減少，以防蓄電池過載。

駕駛情況如圖9所示。

這些符號代表滑行模式和啟動/停止的結合。對于48V系統，可以在行駛時關閉發動機（滑行模式）。前方行駛車輛:在滑行模式中本車輛接近前方行駛車輛（如圖9中2所示）時，滑行模式會停用（接合傳動系統并啟動發動機），并通過能量回收增大減速扭矩。本車輛越接近前方車輛，本車的減速度越大。適用于具體情況的駕駛模式:根據具體情況，同時考慮地圖數據（允許的最高車速和下坡坡度，都必須僅采用ECO輔助）和當前數據決定滑行模式是否適用于當前的駕駛狀況。在較陡的下坡路段，通常能量回收會更合適，但在較緩的下坡路段，可通過發動機停止時的滑行模式維持一定車速。

11.能量回收ISA和BSA

能量回收用于將車輛動能轉化為電能進行存儲。在超速運轉模式，ISA或BSA會用電扭矩覆蓋發動機的減速扭矩。48V車載電網蓄電池開始充電，節省了制動片。

一、使用48V車載電氣系統的ECO

1.ECO輔助功能

ECO輔助只是輔助功能并不是速度控制調節器。該功能的目的是由駕駛員預測制動并在較早階段接合傳動系統，以在接合傳動系統的情況下減速時可利用整個回收潛能。ECO輔助評估關于車輛預期路線的數據。因此，該系統可理想地調節駕駛方式，使其適應前方道路，節省燃油并執行能量回收。當該系統檢測到前方情況時，例如，最大允許速度或繞道，以及可通過滑行或回收實現的情況，其將和說明“松開加速踏板”一起顯示在多信息顯示屏上。這會提高駕駛員采用節能駕駛方式的意識。駕駛員遵照說明的情況下，車輛根據情況響應。傳動系統自動在自由滑行（傳動系統脫開）和超速運轉模式或回收（傳動系統接合）之間切換。這有助于駕駛員通過最小化駕駛員干預來縱向控制車輛。限距控制系統（DISTRONIC）工作時，該功能用于退耦傳動系統并在合適的點自由滑行（車速幾乎保持不變）。

圖9　駕駛情況

表1　運行策略

2.技術要求

為保證ECO輔助在正常情況下可用，車輛必須安裝以下裝備:

◆高級駕駛室管理及數據系統（COMAND），帶NTG5.5或更新版本

◆交通標志輔助系統

◆帶“高級駕駛輔助系統”許可證（限距控制系統（DTR）曲線）的駕駛員駕駛艙

二、使用48V車載電氣系統的運行策略

使用48V車載電氣系統的運行策略如表1所示。

三、開始/停止/系統，48V車載電氣系統前提條件/預防

1.鑰匙啟動:冷態發動機狀態下高速啟動

正常情況（車外溫度在0～40℃之間）下用鑰匙冷啟動發動機時，執行高速啟動。集成式啟動機發電機（ISA）或皮帶驅動啟動發電機（BSA）使發動機運轉至目標轉速。僅在進氣歧管中的壓力降至550kPa以下時噴射燃油，從而使發動機啟動時不會產生震動，極大改善了駕駛舒適性。發動機暖機時，ISA使其怠速至約520r/min。冷態發動機狀態下高速啟動如圖10所示。

圖10　高速啟動

2.鑰匙啟動：傳統發動機啟動

如果蓄電池電量低或車外溫度低于-10℃，則執行傳統發動機啟動。ISA或BSA使發動機加速至約400r/min，直至打開點火開關且發動機自身轉速達到目標轉速，如1350r/min。傳統發動機啟動如圖11所示。

圖11　傳統發動機啟動

3.爬行啟動和啟動/停止啟動

在啟動/停止狀況下發動機關閉且駕駛員在未立即踩下加速踏板的情況下松開制動踏板時進行爬行啟動。ISA或BSA使發動機怠速至約520r/min，僅在進氣歧管壓力降至550kPa以下時再次噴射。爬行啟動和啟動/停止啟動如圖12所示。

圖12　爬行啟動和啟動/停止啟動

4.通過踩下加速踏板進行啟動/停止啟動

如果駕駛員立即踩下加速踏板，同時噴射燃油，ISA或BSA根據踏板值使發動機加速，直至達到目標發動機轉速。即使踏板變化極快，發動機停止后的響應時間也得到顯著提高。發動機快速且無震動地啟動，駕駛員可體驗到啟動/停止系統的舒適性損失降至最低。通過踏板指令進行啟動/停止啟動如圖13所示。

圖13　踩下加速踏板進行啟動/停止啟動

5.滑行啟動

車輛在超速運轉模式下滑行時的發動機轉速和輸出轉速通過ISA或BSA同步。為了避免由變矩器的推/拉轉換引起的顛簸，僅在達到輸出轉速時噴射燃油。同樣適用于滑行模式下通過加速踏板指令啟動期間。滑行啟動如圖14所示。

圖14　滑行啟動

6.滑行模式下啟動以進行能量回收

圖15　滑行模式下啟動

在滑行模式下施加制動時（或下坡坡度過大而無法達到規定轉速時），為了將制動能量轉換為電能（回收），發動機啟動。發動機轉速和輸出轉速通過ISA或BSA同步，且變矩器鎖止離合器接合。變矩器鎖止離合器接合時發動機轉速控制結束，不進行燃油噴射。滑行模式下啟動以進行能量回收，如圖15所示。