匹配ESC系統(tǒng)氣制動(dòng)輕卡定速巡航退出問(wèn)題整改

牟云峰，丁永明，劉章輝，劉云飛

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

某車(chē)型是針對(duì)歐盟市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的氣壓制動(dòng)輕卡，匹配歐六發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)歐盟法規(guī)，需獲得歐盟 WVTA 證書(shū)的車(chē)型才可以在其境內(nèi)銷售。因此制動(dòng)系統(tǒng)需滿足ECE R13-10相關(guān)法規(guī)，要求具備ABS、ESC、LDWS功能。同時(shí)，為提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，該車(chē)型也匹配了定速巡航功能。而該車(chē)型在試驗(yàn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在開(kāi)啟定速巡航功能時(shí)出現(xiàn)偶發(fā)性功能自動(dòng)退出的問(wèn)題，正文將針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行分析整改。

1 問(wèn)題描述

項(xiàng)目可靠性試驗(yàn)樣車(chē)在進(jìn)行高速環(huán)道試驗(yàn)時(shí)，頻繁出現(xiàn)定速巡航功能在未經(jīng)任何操作的情況下，自行退出的現(xiàn)象。定速巡航功能除了駕駛員手動(dòng)退出，只有在駕駛員踩下制動(dòng)踏板或者油門(mén)踏板的情況下才會(huì)退出，因此該現(xiàn)象是一種不正常的工況。

2 原因分析

正常情況下定速巡航退出發(fā)生的條件是：制動(dòng)踏板信號(hào)、油門(mén)踏板信號(hào)、巡航開(kāi)關(guān)信號(hào)中任意一種操作，定速巡航功能退出。而該問(wèn)題發(fā)生時(shí)，以上操作均為出現(xiàn)，因此是一種不正常工況。

針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行故障重現(xiàn)，檢測(cè)巡航退出時(shí)的信號(hào)輸入，發(fā)現(xiàn)是由于ASR功能啟動(dòng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出降扭請(qǐng)求，因此定速巡航退出工作。

圖1

2.1 ASR功能啟動(dòng)分析

ASR功能即驅(qū)動(dòng)防滑功能。該車(chē)型由于ECE法規(guī)要求，采用前置后驅(qū)氣壓制動(dòng)標(biāo)配ESP系統(tǒng)，同時(shí)也具備ASR功能。

ASR系統(tǒng)工作邏輯是，車(chē)速超過(guò)40km/h時(shí)，需要實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)降扭，降低驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速，避免車(chē)輛失控。車(chē)速低于40km/h時(shí)，通過(guò)降扭和制動(dòng)控制打滑車(chē)輪，避免車(chē)輛失控。車(chē)輛起步時(shí)，ASR功能可以通過(guò)制動(dòng)控制打滑輪轉(zhuǎn)速，幫助車(chē)輛起步。

ASR功能判斷輪胎打滑與否，是以作為從動(dòng)輪的前輪輪速計(jì)算出參考車(chē)速，然后判斷各輪是否存在異常情況，是否需要實(shí)施控制。而針對(duì)定速巡航退出過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集發(fā)現(xiàn)，前輪車(chē)速波動(dòng)過(guò)大，超過(guò)車(chē)速穩(wěn)定值要求的±1%的范圍，導(dǎo)致參考車(chē)速異常，系統(tǒng)判斷車(chē)輛存在打滑情況，因此啟動(dòng)ASR功能。由于車(chē)輛開(kāi)啟巡航功能時(shí)，時(shí)速超過(guò) 40km/h，ASR功能發(fā)出降扭請(qǐng)求，導(dǎo)致定速巡航功能退出。

圖2

2.2 輪速信號(hào)波動(dòng)分析

從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，輪速信號(hào)存在有規(guī)律的波動(dòng)，如下示意圖：

圖3

而輪速傳感器的位置是固定不動(dòng)的，導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因是齒圈與輪速傳感器之間的間隙忽大忽小，即齒圈端面相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸的跳動(dòng)量偏大導(dǎo)致，而且轉(zhuǎn)速越高，則切割磁感線產(chǎn)生的電壓差值越大，輪速波動(dòng)也越大。當(dāng)輪速的偏差超過(guò)±1%時(shí)，系統(tǒng)判定輪速發(fā)生異常，引起ASR功能啟動(dòng)。

2.3 齒圈端面跳動(dòng)檢測(cè)

圖紙要求齒圈端面跳動(dòng)為0.35，實(shí)測(cè)值最大為0.227，零部件跳動(dòng)合格，滿足設(shè)計(jì)要求。

圖4

2.4 分析結(jié)論

引起ASR功能啟動(dòng)的原因是齒圈端面跳動(dòng)偏大，而樣件跳動(dòng)測(cè)試滿足圖紙要求，說(shuō)明設(shè)計(jì)指標(biāo)偏低，無(wú)法滿足現(xiàn)有電子制動(dòng)系統(tǒng)的精度要求，需要進(jìn)一步提升。

3 整改方案驗(yàn)證

3.1 方案確定

試驗(yàn)樣件檢測(cè)跳動(dòng)值達(dá)到0.227，仍無(wú)法滿足系統(tǒng)要求，因此需要提高其精度要求。根據(jù)車(chē)速波動(dòng)要求小于±1%經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，輪轂盤(pán)總成的齒圈端面跳動(dòng)值設(shè)置在0.12，挑選滿足這一要求的樣件分別在兩臺(tái)試驗(yàn)車(chē)進(jìn)行驗(yàn)證。

圖5

3.2 方案驗(yàn)證

3.2.1 試驗(yàn)驗(yàn)證

1）第一臺(tái)試驗(yàn)車(chē)驗(yàn)證超過(guò)10000公里滿載高環(huán)試驗(yàn)，期間僅出現(xiàn)一次定速巡航退出問(wèn)題。

圖6

2）第二臺(tái)試驗(yàn)車(chē)經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，滿載高環(huán)試驗(yàn)未出現(xiàn)定速巡航退出問(wèn)題。

空載驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)車(chē)輛在每圈均同一位置發(fā)生定速巡航退出問(wèn)題。

圖7

3.2.2 異常分析

1）針對(duì)第一臺(tái)車(chē)進(jìn)行故障重現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)其定速巡航退出時(shí)，車(chē)輛經(jīng)過(guò)高環(huán)路面的對(duì)接位置，此處存在一個(gè)寬度約30cm，深度約10cm的接縫，此時(shí)車(chē)輛發(fā)生劇烈顛簸，輪速異常，導(dǎo)致ASR功能啟動(dòng)。

圖8

2）針對(duì)第二臺(tái)車(chē)空載出現(xiàn)定速巡航退出工況進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其定速巡航退出也發(fā)生在高環(huán)路面對(duì)接處，此時(shí)輪速發(fā)生突變，導(dǎo)致ASR功能啟動(dòng)。

圖9

3.3 試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論

1）將輪轂盤(pán)總成的齒圈跳動(dòng)控制在 0.12以下，輪速波動(dòng)滿足±1%范圍，可以避免ASR功能隨機(jī)啟動(dòng)導(dǎo)致定速巡航退出的問(wèn)題；

2）路面的劇烈顛簸會(huì)也引起輪速的波動(dòng)，導(dǎo)致ASR系統(tǒng)激活，定速巡航退出。而且對(duì)于空載的影響大于滿載，但此類工況ASR功能是正常啟動(dòng)。

4 固化措施

4.1 圖紙修改

根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果，目前圖紙要求輪轂盤(pán)總成齒圈端面跳動(dòng)值0.35不合理，無(wú)法滿足現(xiàn)有電子制動(dòng)設(shè)備的精度要求，需要提高至0.12以下。按此要求修改圖紙：①、總成齒圈跳動(dòng)0.12；②、齒圈端面跳動(dòng)0.05；

圖10

4.2 質(zhì)量檢測(cè)改進(jìn)

整橋廠增加采用專用下線檢測(cè)設(shè)備，按實(shí)際工況轉(zhuǎn)換成下線檢測(cè)方法，輸出輪速信號(hào)波形圖，確保信號(hào)波動(dòng)滿足要求才能下線。

圖11

5 總結(jié)

該車(chē)型是針對(duì)歐盟市場(chǎng)、ECE法規(guī)開(kāi)發(fā)的氣壓制動(dòng)車(chē)型，具有領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)要求的ESP系統(tǒng)，由于沒(méi)有已知經(jīng)驗(yàn)作為參考，而沿用之前的零部件精度要求，導(dǎo)致無(wú)法滿足先進(jìn)的電子制動(dòng)系統(tǒng)的精度要求。

類似問(wèn)題的出現(xiàn)，說(shuō)明對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用理解不充分，不能及時(shí)識(shí)別和提出符合技術(shù)升級(jí)要求的技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)應(yīng)用流程不規(guī)范，無(wú)法在設(shè)計(jì)之初發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)修改。

該問(wèn)題的解決是對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)的零部件精度要求的一大提升，也對(duì)零部件的加工、裝配工藝提出挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)目前檢測(cè)手段的優(yōu)化提出更高的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì).[M]清華大學(xué)出版社.

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