某量产车电子驻车系统及故障灯报警修复

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年3月第8期   作者:胡睿
[导读] 文章以某量产车电子驻车系统结构为基础
       摘 要:文章以某量产车电子驻车系统结构为基础,首先介绍该车型的电子驻车功能和工作模式,之后根据在量产前试装车中出现的故障现象,介绍诊断过程和改善方法。

        关键词:电子驻车;功能;诊断;改善

前言
        电子驻车制动简称 EPB(Electronic Parking Brake),主要分为拉线式和卡钳集成式两种,拉线式属较早应用在整车上的EPB技术,而卡钳集成式则为应用较为广泛的EPB技术 ,为主流趋势。本文介绍的 EPB 是卡钳集成式电子驻车。
1 某日系车 EPB 系统结构



        该日系车 EPB 系统主要由 EPB 开关,Auto Hold 开关,EPB 单元,EPB 卡钳,DSC 动态稳定控制单元,仪表板等组成,如图 1 所示。
其中,静态制动由 EPB 卡钳执行电控驻车,动态紧急制动由 DSC 动态稳定控制单元参与制动,为液压制动,仪表板显示驻车信息。

2 EPB 功能和工作模式
        根据停车制动方式,电子停车分为静态制动和动态制动。在静态制动模式下,此时的EPB开关相当于传统的机械手刹,能够对后轮进行制动。另一方面,EPB开关此时向EPB单元发出指令,控制EPB钳以加速停止。机械式机械手刹车和最大的不同是,动力刹车线,也就是说epb单元数据通过dsc动态稳定控制单元和实时通信,避免高速制动踏板时,制动故障条件下的手及旋转或同样发生了,四轮液压制动的刹车在dsc和反摇滚功能完成。具体而言,EPB具有以下4个功能。

2.1 驻车制动
        如果在机动车需要停止时,不管点火开关是否打开,拉起EPB开关电子是电子驻车的关键。这时候停车制动器指示灯、EPB开关指示灯都会被点亮。电子停止的释放是在点火开关接通或发动机运转时进行的。通过按下制动器踏板和EPB开关,实现了手动释放。自动释放:发动机启动,司机车门关闭,司机系好安全带,变速杆处于D、M、R位置时,按下油门踏板,机动车则可以自动解除驻车状态,停车刹车开闭灯。停车制动过程是司机操作停车制动开关,停车制动单元向停车制动钳传递所加或指示,实现停车制动功能。

2.2 动态紧急制动
        当汽车的制动器踏板发生故障时,可以使用电子停车系统
动态紧急制动器强制车辆制动。动态紧急制动过程通过CAN数据线连续地引出EPB开关,建立EPB单元与DSC动态稳定控制单元之间的通信。DSC是根据车辆的运行状态4个车轮的油压刹车,确保了车辆的稳定性,车辆停止为止油压刹车。

2.3 坡道起步辅助
        发动机启动,司机车门关闭,安全带系紧,电子驻车坡道起步辅助系统可使车辆顺利起步工作。坡道起步辅助过程开始是静中,驾驶员想要起步选择 D 挡并踩下加速踏板,EPB 单元根据车辆倾斜角度,发动机转矩,加速踏板开启角度,计算出坡道输出扭矩,当车辆输入扭矩大于 EPB 单元计算出的扭矩时,EPB 卡钳逐步解除,实现平稳起步。
2.4Auto Hold(自动驻车)
        Auto Hold(自动驻车)是通过DSC控制液压制动器和EPB控制EPB钳实现电子制动器,结合动态制动器、静态制动器、自动停车解除等功能而实现的功能。发动机启动,司机的车门关闭,司机系好安全带,按下自动保持开关。自动停止过程激活Auto Hold功能,动态过程由DSC油压制动器变为EPB钳位电气制动器,再起动时可按下油门踏板。

3 故障现象
        在量产前小批量试装车阶段,有数台车 EPB 开关指示灯闪烁,电子驻车指示灯闪烁,电子驻车故障灯常亮的情况,故障现象如图 2 所示。



4 故障诊断及改善
4.1 故障诊断
        根据维修手册 ,按如下过程恢复:发动机点火开关关闭——断开蓄电池电源(EPB 单元重置)——连接蓄电池——按下点火开关 2 次(不启动发动机)——拉起 EPB 开关(激活 EPB 单元)——按下 EPB 开关。此时故障灯熄灭,指示灯也不再闪烁,故障现象消失。但当启动发动机,再次操作EPB 开关时,故障再现。
将故障车上台架,连接故障诊断系统 IDS,读取故障代码 C112A:77-08-EPB,如图 3 所示。根据提示可以判断原因是 EPB 系统的执行机构不能达到指定位置。

图 3 故障代码及解释说明

4.2 问题改善
        由于故障发生在路试之前,根据故障代码和解释,可以确定故障发生在EPB开关或EPB钳上。但是,根据故障诊断的经过,判断EPB开关正常使用,最终确认EPB钳子发生了故障。
        将破碎的汽车重新配置在框架内,配合修复过程进行操作,重点放在EPB钳的操作上。EPB钳子一侧的动作正常,另一侧只能听到EPB钳子马达的动作声音,但不能复位钳子。到目前为止已经找到了故障的原因,这是由于卡钳无法返回和车轮被锁定所致。下一步是取出EPB钳子,进一步分析问题的根本原因。如图4的EPB钳截面图所示,钳位的返回操作通过马达驱动核旋转进行,通过对核进行分析可以发现问题。



        将 EPB 卡钳固定到台架上,对芯轴做旋转力矩分析,得出左右芯轴旋转力矩曲线,如图 5 所示,芯轴参与工作的有效旋转角度从 360o-2520o变化。根据曲线,可以判断在 2160o之前都可以满足管理值 0.3Nm 的标准,但在 2160o-2450o区间,扭力值就无法达到标准。这时因为旋转力矩较低,芯轴出现打滑现象,导致芯轴无法退回,车轮抱死,进而车辆故障灯常亮,指示灯闪烁。
改善对策:取消芯轴螺纹部分的镀层,镀层取消后芯轴与对手件的旋转力矩将会达到 0.4Nm 以上,就使得整个旋转区域内的力矩都能得到保障。而且改善后装车验证无故障再现。


结束语
        电子驻车的应用,不仅改善了整车布局,操纵更加便捷,而且安全性能也大大提高了。但由此带来的电子故障也较以往机械故障多,分析起来更加困难,改善更加迟缓。只有深入了解其基本结构,工作原理,工作模式,才能更快的发现问题所在。本文就是在这一思路下逐步深入,逐步挖掘,找出根本原因,解决问题的。


参考文献
[1]电动汽车电子机械制动系统的研究与设计[J]. 张雄柯.  汽车装备. 2016(2)
[2]电子机械制动系统中制动能量回收之我见[J]. 张轲.  电子技术与软件工程. 2019(2)
[3]电子机械制动系统的设计与应用研究[J]. 徐之洋.  汽车电子技术. 2016(10)
[4]电子机械制动系统执行机构的设计与实现[J]. 张创德.  科技创新与应用. 2018(8)
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