電控駐車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修

電控駐車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修肖宏【摘要】電子駐車系統(tǒng)是由電子控制方式實現(xiàn)停車制動的技術(shù).文章主要分析該系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、工作原理、功能、電路以及系統(tǒng)檢修要點.【期刊名稱】《南方農(nóng)機》【年(卷)，期】2018(049)012【總頁數(shù)】3頁(P99-101)【關(guān)鍵詞】電控駐車制動系統(tǒng)的組成及原理;EPB系統(tǒng)工作原理及功能;EPB系統(tǒng)檢修要點【作者】肖宏【作者單位】沈陽市汽車工程學(xué)校汽車系實訓(xùn)中心，遼寧沈陽110122【正文語種】中文【中圖分類】U4721電控駐車制動系統(tǒng)的組成及原理電控駐車制動系統(tǒng)是將以往手動機械式駐車制動系統(tǒng)進行電子化控制，并把行車過程中的短時制動和停車后的長時制動整合在一起。其車輪制動器與機械式駐車制動器相同，都是通過摩擦片夾緊制動盤，用相互產(chǎn)生的摩擦力來制動。采用電子控制方式使駐車制動更加靈敏、可靠，從機械式手制動拉桿變成了電子按鈕，使駕駛者操作更方便。電控駐車制動系統(tǒng)的英文名稱是ElectricalParkBrake，英文縮寫為EPB。駕駛者可以在任何情況下手動控制開關(guān)（電子按鈕）操作電控駐車制動系統(tǒng)。電控駐車制動系統(tǒng)通過兩種方法解除駐車制動：第一，手動電子按鈕解除；第二，踩下加速踏板通過動態(tài)起步輔助釋放。EPB系統(tǒng)組成部件EPB系統(tǒng)主要由EPB系統(tǒng)控制單元、帶有集成式駐車電動機的后輪組合制動鉗、電控駐車制動壓力開關(guān)（按鈕）、位于組合儀表內(nèi)帶顯示單元的控制單元、其它系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)交換部件（ABS控制單元、點火開關(guān)位置、制動燈開關(guān)）等部件組成。如圖1所示為大眾奧迪系列轎車電控機械式駐車系統(tǒng)組成部件。該系統(tǒng)主要由EPB系統(tǒng)控制單元J540、ABS控制單元J104、左后輪制動電機V282、右后輪制動電機V283、離合器位置傳感器G476、EPB系統(tǒng)制動指示燈K118、EPB系統(tǒng)故障指示燈K214、EPB制動器壓力開關(guān)（按鈕）E538和“AUTOHOLD”按鈕E540等部件組成［1］。在控制單元J540內(nèi)還集成了橫向加速度傳感器、縱向加速度傳感器以及行駛偏轉(zhuǎn)傳感器；在EPB制動器壓力開關(guān)E538上安裝有電子機械式駐車系統(tǒng)指示燈K213和告警蜂鳴器H3；“AUTOHOLD”按鈕上還配有工作指示燈K237［2］。EPB主要部件結(jié)構(gòu)及工作原理1）帶有集成式駐車電動機的后輪組合制動鉗（制動執(zhí)行器）可將“啟動駐車制動”指令轉(zhuǎn)化為推力，從而使制動摩擦片夾緊制動盤。構(gòu)成：制動執(zhí)行器是電控機械定位單元，并集成在后輪的制動鉗上。由一臺伺服電動機、皮帶減速機構(gòu)、一套多級齒輪機構(gòu)和一個絲桿傳動裝置組成，如圖2所示。工作原理：通過一臺伺服電動機、皮帶減速機構(gòu)、一套多級齒輪減速裝置和一個螺桿傳動機構(gòu)，將“啟動駐車制動”指令轉(zhuǎn)變成制動所需的推力（將電動機的旋轉(zhuǎn)運動以總減速比1：150分3級轉(zhuǎn)化為直線運動，使制動活塞產(chǎn)生一個非常小的直線往復(fù)運動），從而使制動摩擦片與制動盤接觸，完成機械式制動。制動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)如圖3所示。電動機轉(zhuǎn)動的圈數(shù)通過一個霍爾傳感器來測量。因此活塞的往復(fù)運動行程由控制單元可計算出來。圖1電子駐車系統(tǒng)組成及原理圖圖2制動執(zhí)行器機構(gòu)2） 電控單元。電控機械制動控制單元是負責處理電控機械駐車制動系統(tǒng)的所有控制和診斷任務(wù)。通過內(nèi)置在其中的縱向加速度傳感器來測算坡度，可以算出車輛在斜坡上的下滑力，通過電機對后輪施加制動力來平衡下滑力，使車輛能停在斜坡上。當車輛起步時，電控單元通過離合器踏板上的位移傳感器以及油門的大小來測算需要施加的制動力，同時通過高速CAN與發(fā)動機電腦通訊來獲知發(fā)動機牽弓I力的大小。自動計算發(fā)動機牽弓|力的增加，相應(yīng)的減少制動力。當牽弓|力足夠克服下滑力時，電控單元驅(qū)動電機解除制動，從而實現(xiàn)車輛順暢起步。該控制單元安裝在行李箱右側(cè)的蓄電池的下方（或車內(nèi)中控臺區(qū)域）。圖3制動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)3） 離合器位置傳感器。EPB系統(tǒng)的一些功能需要有離合器信號控制。離合器位置傳感器監(jiān)測離合器踏板的動作。離合器踏板位置通過三個霍爾傳感器進行信號采集，并分別送至發(fā)動機控制單元；電控機械駐車制動系統(tǒng)電控單元；車載網(wǎng)絡(luò)控制單元。傳感器安裝在主缸上。控制單元根據(jù)離合器位置傳感器信號分別控制：發(fā)動機起動;關(guān)閉定速巡航狀態(tài)；換檔時減少噴油降低發(fā)動機扭矩使升檔車速柔和（防止換檔沖擊）；電控駐車制動系統(tǒng)〃動態(tài)起動輔助功能”控制。4） 其他組成部件。電控駐車制動壓力開關(guān)用來啟動和關(guān)閉電控駐車制動功能；組合儀表內(nèi)指示燈和相應(yīng)按鈕上的指示燈用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)。2電控機械制動系統(tǒng)功能電子控制機械式駐車系統(tǒng)具有駐車制動、動態(tài)緊急制動、動態(tài)起動輔助和AUTOHOLD（自動駐車）等控制功能、以及制動摩擦襯塊磨損識別和間隙校正功能。1） 駐車制動功能。當控制單元接收到駐車壓力開關(guān)信號時，若通過CAN線獲知車輛此時速度低于預(yù)先設(shè)定值（如奧迪轎車8km/h），將進入靜態(tài)模式，控制單元指令兩后輪駐車制動電機工作，實現(xiàn)正常駐車制動。并點亮系統(tǒng)指示燈、組合儀表中的駐車指示燈，表示EPB系統(tǒng)在工作。該系統(tǒng)可以保證車輛在30%的斜坡上穩(wěn)定駐車。2） 動態(tài)緊急制動功能。車輛行駛過程中，如果制動踏板卡住或失靈，駕駛者可以按住駐車制動器按鈕，控制單元接收到駐車制動器按鈕制動信號，通過CAN數(shù)據(jù)總線與ABS控制單元交換信息，如行駛車速大于預(yù)先設(shè)定值（如奧迪轎車8km/h），控制單元立即啟動〃動態(tài)模式”，通過ABS/ESP系統(tǒng)進行四輪制動，實現(xiàn)〃動態(tài)緊急制動功能”，緊急制動時，車輛會以26m/s的減速度進行減速，同時警報聲響起。3） 動態(tài)起動輔助功能。在斜坡道路起步時，為保證平穩(wěn)起步且防止溜車，駕駛者可不松開駐車制動直接起步?？刂茊卧ㄟ^CAN數(shù)據(jù)總線，接收到駕駛者側(cè)車門關(guān)閉和安全帶系上信號，結(jié)合發(fā)動機轉(zhuǎn)速、扭矩信號、加速踏板信號、自動變速器檔位或手動變速器車輛離合器踏板信號；同時通過其內(nèi)部縱向加速度傳感器的傾斜角度信號等進行計算，分析車輛行駛方向和道路傾斜狀況來確定駐車制動器最佳解除狀態(tài)。只有當車輛的驅(qū)動輪扭矩大于控制單元計算出的斜坡下滑扭矩時，控制單元發(fā)出指令控制駐車制動電機解除后輪制動，車輛正常起步。4） AUTOHOLD功能。按下按鈕“AUTOHOLD”按鈕E540后，其指示燈K237會點亮，表示“AUTOHOLD”功能被激活，J540控制系統(tǒng)進入“StopandGo輔助功能”（車輛在走走停停的行駛狀況時，J540會自動解除或執(zhí)行車輛駐車制動，減輕駕駛?cè)瞬僮髫摀?。當J540接收到車輛停止、駕駛者側(cè)車門打開、安全帶被解除、點火系統(tǒng)關(guān)閉信號時，自動開啟駐車制動器實施駐車制動。AUTOHOLD功能啟動后，首先由ESP啟動液壓制動，3分鐘后轉(zhuǎn)入電控機械駐車制動。5）制動摩擦襯塊磨損識別和間隙校正功能。大約每500km系統(tǒng)會在車輛靜止且駐車制動器不工作時自動獲取制動摩擦片的厚度值。獲取的原理是：制動摩擦片離開零位（終點位置）頂住制動盤，控制單元根據(jù)霍爾傳感器的測量值計算出制動摩擦片的行程，由此可得知制動摩擦片的厚度值。該系統(tǒng)還具有自動實現(xiàn)熱補償功能，即如果車輛經(jīng)過強制動后駐車，后制動盤會因為溫度下降與摩擦片產(chǎn)生間隙，此時電機會自動啟動，驅(qū)動壓緊螺母來補償溫度下降產(chǎn)生的間隙，保證駐車可靠［3］。3電子控制機械式駐車系統(tǒng)檢修1） 系統(tǒng)自診斷。電子控制機械式駐車系統(tǒng)檢修可利用其自診斷功能，如大眾車系可利用VAS5052A診斷儀進入〃引導(dǎo)性故障查詢”或〃車輛車載診斷”功能進行系統(tǒng)自診斷。前者按照診斷儀的指引進行操作即可逐步排查故障；后者進入后，電控單元會提供多種診斷功能。進入“004”可讀取故障碼，再進入“011”查看測量值塊的數(shù)據(jù)，“005”提供元件的“輸出診斷測試模式”，進行故障元件與故障原因的初步判斷。較常用到的還有“基本設(shè)置”“編碼”和“匹配”功能，在更換系統(tǒng)相關(guān)電控單元或傳感器時，要視情況進行上述操作。2） 電控系統(tǒng)常見故障碼的分析。利用VAS5052A，選擇“53-004”進入“駐車制動器”的故障診斷模塊，即可讀取系統(tǒng)故障碼。電子駐車制動系統(tǒng)經(jīng)常遇到的部分常見故障原因及檢修要點，如表1所示。3） 電控單元J540的更換要點?？刂茊卧狫540和ESP傳感器單元G419安裝在中控臺下方的一個殼體內(nèi)。在拆卸過程中，要避免其被撞擊和劇烈振動，否則可能導(dǎo)致G419內(nèi)傳感器損壞不能再使用。在安裝時，應(yīng)注意以下事項：安裝控制單元J540時，必須保證在支架上的正確安裝位置，并且無張力，否則內(nèi)部傳感器不能進行基本設(shè)置；裝配好J540后，要利用VAS5052A進人“引導(dǎo)型故障查詢”功能，用“車輛自診斷-測量與信息系統(tǒng)”對ABS控制單元J104進行編碼；必須分別進入J540和J104的基本設(shè)置功能，對轉(zhuǎn)向角傳感器G85、橫向加速度傳感器G200、制動壓力傳感器G201和縱向加速度傳感器G251進行基本設(shè)置。4）注意〃前移和駐車制動器電機復(fù)位功能”的應(yīng)用。駐車制動器電機總是將制動螺桿推出，使制動活塞與制動片間隙最小。在維護時，不能用人工擰動制動活塞的方法使制動螺桿收回，所以在進行制動系統(tǒng)的維護、更換制動片和制動盤等工作，需要拆卸后輪制動鉗時，注意按下述方法操作，確保后輪制動螺桿和制動活塞收回:①將制動液從制動液罐中吸出，以免溢出；②連接VAS5052A，選擇〃引導(dǎo)性故障查詢”，進入電子機械式駐車制動系統(tǒng)的自診斷功能；③選擇〃前移和復(fù)位活塞駐車電機”功能，并執(zhí)行制動活塞復(fù)位；④這時制動器內(nèi)壓緊螺桿由駐車電機拉回，但制動活塞并不能由螺桿回拉，則可用活塞復(fù)位裝置T10145將活塞完全壓回；⑤按需要拆出制動片、制動鉗或駐車制動器電機；⑥用鋼絲固定制動鉗，防止制動鉗重量使制動軟管承重過度或損壞；⑦在裝回制動鉗及相關(guān)零件后，要用VAS5052A對制動裝置進行基本設(shè)置。表1電子駐車制動系統(tǒng)常見故障碼及原因分析、檢修要點故障碼故障含義常見故障原因檢修要點02432左側(cè)駐車制動電機V282供電線路斷路左側(cè)制動器電機V282或其線路故障，J540損壞檢測J54014號端子應(yīng)有12V電壓（點火開關(guān)打開），拆下J540連接器，測量線束端14號~29號端子間電阻v2Q02433右側(cè)駐車制動電機V283供電線路斷路02434/02435控制單元左/右側(cè)通道供電斷路/對地短路02442操作單元內(nèi)的功能燈斷路/對地短路02779系統(tǒng)ECU數(shù)據(jù)總線無信號/通信03200駐車制動器壓力開關(guān)F538電路電氣故障右側(cè)制動器電機V283或其電路不良，J540損壞保險絲燒壞、電源/搭鐵線路不良壓力開關(guān)單元（含E238和K213）損壞CAN數(shù)據(jù)線/喚醒線故障或J104/J540損壞按鈕F538損壞或其線路斷路/短路檢測J540的14號端子應(yīng)有12V電壓（點火開關(guān)打開），拔出J540連接器，測量線束端12號~27號端子間電阻v2Q檢查J540連接器線束端13、15、22號端子應(yīng)有12V電壓（點火開關(guān)打開），24、28、30號端子（搭鐵線）對地應(yīng)導(dǎo)通操作按鈕單元的8號端子應(yīng)有12V電壓（點火開關(guān)打開），7號端子與J540的8號端子應(yīng)導(dǎo)通測量J104的19、17號端子分別與J540的17、16號端子應(yīng)導(dǎo)通測量F5385號端子，應(yīng)有12V電壓（點火開關(guān)打開），其2、4、8號端子分別與J540的20、18、19號端子不通時，更換按鈕E53816352/16366控制單元損壞J540損壞如測量J540的13、15、22端子keyon時有12V電壓，且24、28、32號端子搭鐵正常時，更換J5404結(jié)束語電子駐車系統(tǒng)是由電子控制方式