六、充电系统的闭环控制
对于汽车上电能的处理,过去车辆是由“发电机、蓄电池、用电设备”组成再简单不过的充电系统来实现的,而现今汽车则是由“电脑控制模块、发电机(模块)、蓄电池、电流传感器、用电设备、网络”等组成的电源管理系统来完成。
如图10所示,为长安福特锐界汽车上所采用的电源管理系统的闭环控制。之所以把这一闭环控制纳入到电控发动机系统之中,是因为电控发动机(动力)控制模块PCM参与该闭环控制。该闭环控制系统主要由蓄电池、电流传感器BMS、车身控制模块BCM、动力控制模块PCM、发电机(模块)、车辆电气负载、总线和硬线(常规线路)等组成。
采用该闭环控制的目的在于节油经济性的考虑。为实现这一目的,系统设定:通常情况下蓄电池的电量保持在满充电量的80%左右,留出20%的可充电空间。其控制机理是:BCM以LIN线通讯的方式利用BMS监控蓄电池的电量,并通过HS-CAN(高速CAN总线)将蓄电池的电量信息适时传输给PCM、 PCM以此为依据对发电机(模块)的工作状态进行控制和调整。这样,当车辆处于滑行状态时,PCM会控制发电机(模块)在发动机的运转带动下发电,为蓄电池充电,充分利用发动机的能量间接达到节油的目的,实现能量回收;而在车辆爬坡需要发动机大负荷运转时,PCM则会控制发电机(模块)不发电,以减小发动机的负载。可见,在该闭环控制系统中,执行元件是发电机(模块),反馈传感器是BMS。
结语
闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式,它是在测量出实际与计划发生偏差时,按定额或标准来进行纠正的。从输出量变化取出控制信号作为比较量反馈给输入端控制输入量,一般取出量和输入量相位相反,所以叫负反馈控制,自动控制通常是闭环控制。
正反馈和负反馈是闭环控制常见的两种基本形式。其中负反馈和正反馈从达到目的的角度讲具有相同的意义。从反馈实现的具体方式来看,正反馈和负反馈属于代数或者算术意义上的“加减”反馈方式,即输出量回馈到输入端后,与输入量进行加减的统一性整合后,作为新的控制输出,去进一步控制输出量。
以上所例举的闭环控制仅仅是现代汽车采用闭环控制策略的一个缩影。目前,闭环控制在汽车的动力、车身、底盘、电气、舒适、安全系统等无处不在。相信随着人们对车辆控制要求的日益提高,闭环控制必将在汽车技术发展的道路上发挥越来越重要的作用。