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电子驻车系统的工作原理与故障诊断
作者: 见下文 来源: 客车技术与研究杂志 日期: 2010年第06期

柳炽伟
中山职业技术学院

【摘要】介绍迈腾轿车的电子机械式驻车系统的功能特点和工作原理,结合其常见故障现象和案例总结故障的诊断方法及操作要点。

关键词:迈腾轿车;电子机械式驻车系统;工作原理;故障诊断

现在迈腾轿车采用了电子机械式驻车系统,驾驶员只需按下仪表盘左边的“电控驻车制动”按键,车辆便自动执行驻车制动操作;在斜坡路面车辆能在车辆向前起动行驶时自动解除驻车制动,大大降低了驾驶员斜坡起步的操作难度。而且由于没有了驻车制动手拉杆,车内空间结构和布局自由度更高。电子机械式驻车系统的优点显而易见,但在经过一段时间使用后,笔者发现相对其他电控系统而言,其故障灯亮的现象不少,故障原因主要集中在电控驻车开关、“AUTOHOLD”功能控制按钮、电子机械式驻车系统控制单元等部件。下面针对其使用维护,需要深入了解其结构特点和工作原理,以便充分发挥其性能,准确判断和排除故障。

1 系统工作原理

1.1 系统组成

系统主要由电子机械式驻车控制单元J540、ABS控制单元J104(通过CAN网络与J540交换相关的信号)、左后轮制动执行器(含制动电机V282)、右后轮制动执行器(含制动电机V283)、驻车制动装置指示灯K118、电子机械式驻车制动系统故障指示灯K214、电子机械式驻车制动器按钮E538和“AUTO HOLD”按钮E540等部件组成。其中,电子机械式驻车控制单元J540内还集成了一个传感器串,包括有横向加速度传感器、纵向加速度传感器以及行驶偏转传感器;在电子机械式驻车制动器按钮E538上装有相应的电子机械式驻车系统指示灯K213和警告蜂鸣器H3;“AUTO HOLD”按钮上也配有工作指示灯K237。另外,还有离合器位置传感器G476。如图1所示。

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1.2 系统控制策略

迈腾采用的电子控制机械式驻车系统,按功能可分为驻车功能、动态紧急制动功能、动态起动辅助功能和AUTO HOLD功能。其电路如图2所示。

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⑴ 静态模式(驻车功能)。当控制单元接收到驻车按钮信号,通过CAN数据线获知车辆此时速度低于7km/h1,车辆进入静态模式状态,J540命令两后轮驻车制动电机工作,实现正常驻车制动的作用。此时系统指示灯 K213、组合仪表中的驻车指示灯K118点亮,表明车辆电子机械式驻车系统在工作。

⑵ 动态模式。车辆行驶过程中,如果制动踏板卡住或失灵,驾驶员可以按住驻车制动器按钮,J540接收到E538制动信号,通过CAN数据总线与J104交换信息,如行驶车速大于7km/h,J540启动“动态模式”,通过ABS/ESP系统进行四轮制动,实现“动态紧急制动功能”,车辆会以26m/s2的减速度进行减速,同时警报声响起。当车速下降到低于7km/h时,驻车制动电机启动,此时ABS/ESP液压制动系统和电子机械式驻车制动系统同时制动后轮。车辆停止后由电子机械式驻车系统进行驻车制动。

⑶ 动态起动辅助功能。在斜坡道路起步时,为防止溜车,驾驶员可不松开驻车制动直接起步。J540通过CAN数据总线,接收到驾驶员侧车门关闭和安全带系上信号,结合发动机转速,发动机扭矩信号、油门踏板位置信号、自动变速器档位或手动档车辆离合器信号;另外,采集其内部纵向加速度传感器的倾斜角度信号等进行计算,分析车辆行驶方向和道路倾斜状况,确定驻车制动器最佳的解除时刻。只有当车辆的驱动轮扭矩大于控制单元计算出的斜坡下滑扭矩时,J540控制驻车制动电机才解除后轮制动,车辆正常起步。

⑷ AUTO HOLD功能。按下按钮E540后,其指示灯K237会点亮,表示“AUTO HOLD”功能被激活,J540控制系统进入“Stop and Go辅助功能”。车辆在走走停停的行驶状况时,J540会自动解除或执行车辆驻车制动,减轻驾驶员操作负担。当J540接收到车辆停止、驾驶员侧车门打开、安全带被解除或点火系统关闭信号时,控制驻车制动器实施驻车制动。

2 电子机械式驻车系统检修要点

2.1 电控单元自诊断

大众车系各电控单元均有功能强大的自诊断功能,可利用VAS5052A进入“引导性故障查询”或“车辆车载诊断”功能进行自诊断。前者按照诊断电脑的指引进行操作即可逐步排查故障;后者进入后,电控单元会提供如图3所示的多种诊断功能。进入“004”可读取故障码,再进入“011”查看测量值块的数据,“005”提供元件的“输出诊断测试模式”,进行故障元件与故障原因的初步判断。较常用到的还有“基本设置”、“编码”和“匹配”功能,在更换系统相关电控单元或传感器时,要视情况进行上述操作。

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2.2 电控系统常见故障码的分析

利用VAS5052A,选择“53-004”进入“驻车制动器”的故障诊断模块,即可渎取系统故障码。笔者总结了工作中常遇到的部分故障,并简析了常见原因及检修要点,见表1。

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2.3 更换电控单元J540的要点

控制单元J540和ESP传感器单元G419安装在中控台下方的一个壳体内。在拆卸过程中,要避免其被撞击和剧烈振动,否则可能导致G419内传感器损坏不能再使用。在安装时,应注意以下事项:

⑴ 安装控制单元J540时,必须保证在支架上的正确安装位置,并且无张力,否则内部传感器不能进行基本设置。

⑵ 控制单元J540的固定螺母拧紧力矩是9N•m。

⑶ 装配好J540后,要利用VAS5052A进人“引导型故障查询”功能,用“车辆自诊断-测量与信息系统”编码ABS控制单元J104。

⑷ 必须分别进入J540和J104的基本设置功能,对转向角传感器G85、横向加速度传感器G200、制动压力传感器G201和纵向加速度传感器G251进行基本设置。

2.4 注意“前移和驻车制动器电机复位功能”的应用

驻车制动器电机总是将制动螺杆推出,使制动活塞与制动片间隙最小。在维护时,不能用人工拧动制动活塞的方法使制动螺杆收回,所以在进行制动系统养护、更换制动片和制动盘等工作需要拆卸后轮制动钳时,要按下述方法操作,确保后轮制动螺杆和制动活塞收回,避免因野蛮操作损伤零部件。

⑴ 将制动液从制动液罐中吸出,以免溢出。

⑵ 连接VAS5052A,选择“引导性故障查询”,进入电子机械式驻车制动系统的自诊断功能。

⑶ 选择“前移和复位活塞驻车电机”功能,并执行制动活塞复位。

⑷ 这时制动器内压紧螺杆由驻车电机拉回,但制动活塞并不能由螺杆回拉,可用活塞复位装置T10145完全压回活塞。

⑸ 按需要拆出制动片、制动钳或驻车制动器电机。

⑹ 用钢丝固定制动钳,防止制动钳重量使制动软管承重过度或损坏。

⑺ 在装回制动钳及相关零件后,要用VAS5052A对制动装置进行基本设置。

2.5 故障检修案例

⑴ 故障现象:电子机械式驻车系统故障警告灯不时会点亮。

⑵ 故障检修:利用VAS5052A连接到数据诊断接口,进入“车辆车载诊断,53-004”,读取故障码,测得三个偶发故障码:“03200,电气机械式驻车制动器按键-E538电路电气故障”;“02432,左侧停车制动器电机供电电压断路”;“16366,控制单元损坏”。

故障码都显示是偶发性故障,将故障消除后暂时都不再出现,初步判断车辆线路完全断路的可能性不大,有可能插头接触不良,或线路某些部位破损短路,要逐一对上述故障进行排查。

① 故障码“02432”检测。参考电路图(见图2),V282由控制单元14脚供电,并按工作需要由29脚控制其搭铁。将电子机械式驻车系统控制单元的插头拔下,量取线束端14和29脚之间电阻正常,说明线路和驻车制动电机绕组正常无断路,同时测量其对地无短路现象。

② 故障码“03200”检查。拆下驻车制动器按钮开关,参考电路图,冷态测量E538的5号端子与4、5号端子按开关时通断正常,2、4、8端子到驻车控制单元相关端子线路均导通,5号端子在开匙后能提供12V电压,与J540的11端子相通,各端子线路相互间并没有短路或搭铁的现象。

③ 排除连接器接触不良可能性。对各相关端子的端口进行夹紧处理,装回各连接器,清除故障码,着车后利用模拟故障征兆的方法,用手摇晃各连接器线束,故障灯均未点亮,说明连接器接触正常。

④ 排除电源电路影响可能性。结合故障码“02432”和“16366”的出现,为排除电源的影响因素,着重对各个相关电源和保险丝进行检查,并将相关线束搭铁点用砂纸打磨,确保接地良好。

⑤ 由于开关因烧蚀或磨损接触不好时,往往发生在使用过程中氧化发热,电流通过量不足,而且这种开关包含指示灯电路,也可能有相关电子元件老化损坏。根据以往经验,在迈腾电子机械式驻车系统故障中,有不少故障灯亮的原因都是驻车制动器按键故障引起的,所以更换了驻车制动器开关E538。

将车辆进行上述处理,装回相关部件,清除故障码后,路试时故障暂时不再出现,但交车给客户使用才几天,故障灯又点亮了,再出现“02432”和“16366”两个故障码,因为之前已经对线路进行过彻底排查,所以判断应该是电子机械式驻车控制单元J540损坏,于是更换一个新的控制单元,注意按规定步骤进行基本设置,再交车给客户使用。该系统故障灯未再点亮,故障排除。

3 结束语

随着汽车底盘线控技术的迅猛发展,电子机械式驻车系统很方便地与ABS、EBD、ESP等系统结合工作,在车辆操纵舒适性、安全性和空间布局的灵活性等方面具有传统驻车制动器无可比拟的优势。目前著名国外电子机械驻车系统产品已导入国内生产,生产成本逐步下降,必将越来越多地应用到大众化的车型上。因此,尽早开展电子机械式驻车系统的应用技术和诊断技术的研究具有重要意义。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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