牟云峰,丁永明,刘章辉,刘云飞
(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽 合肥 230601)
某车型是针对欧盟市场开发的气压制动轻卡,匹配欧六发动机。根据欧盟法规,需获得欧盟 WVTA 证书的车型才可以在其境内销售。因此制动系统需满足ECE R13-10相关法规,要求具备ABS、ESC、LDWS功能。同时,为提高产品竞争力,该车型也匹配了定速巡航功能。而该车型在试验开发过程中,发现在开启定速巡航功能时出现偶发性功能自动退出的问题,正文将针对这一问题进行分析整改。
项目可靠性试验样车在进行高速环道试验时,频繁出现定速巡航功能在未经任何操作的情况下,自行退出的现象。定速巡航功能除了驾驶员手动退出,只有在驾驶员踩下制动踏板或者油门踏板的情况下才会退出,因此该现象是一种不正常的工况。
正常情况下定速巡航退出发生的条件是:制动踏板信号、油门踏板信号、巡航开关信号中任意一种操作,定速巡航功能退出。而该问题发生时,以上操作均为出现,因此是一种不正常工况。
针对这一现象进行故障重现,检测巡航退出时的信号输入,发现是由于ASR功能启动,对发动机发出降扭请求,因此定速巡航退出工作。
图1
ASR功能即驱动防滑功能。该车型由于ECE法规要求,采用前置后驱气压制动标配ESP系统,同时也具备ASR功能。
ASR系统工作逻辑是,车速超过40km/h时,需要实施发动机降扭,降低驱动系统转速,避免车辆失控。车速低于40km/h时,通过降扭和制动控制打滑车轮,避免车辆失控。车辆起步时,ASR功能可以通过制动控制打滑轮转速,帮助车辆起步。
ASR功能判断轮胎打滑与否,是以作为从动轮的前轮轮速计算出参考车速,然后判断各轮是否存在异常情况,是否需要实施控制。而针对定速巡航退出过程中的数据采集发现,前轮车速波动过大,超过车速稳定值要求的±1%的范围,导致参考车速异常,系统判断车辆存在打滑情况,因此启动ASR功能。由于车辆开启巡航功能时,时速超过 40km/h,ASR功能发出降扭请求,导致定速巡航功能退出。
图2
从测试数据来看,轮速信号存在有规律的波动,如下示意图:
图3
而轮速传感器的位置是固定不动的,导致这种情况出现的原因是齿圈与轮速传感器之间的间隙忽大忽小,即齿圈端面相对于旋转轴的跳动量偏大导致,而且转速越高,则切割磁感线产生的电压差值越大,轮速波动也越大。当轮速的偏差超过±1%时,系统判定轮速发生异常,引起ASR功能启动。
图纸要求齿圈端面跳动为0.35,实测值最大为0.227,零部件跳动合格,满足设计要求。
图4
引起ASR功能启动的原因是齿圈端面跳动偏大,而样件跳动测试满足图纸要求,说明设计指标偏低,无法满足现有电子制动系统的精度要求,需要进一步提升。
试验样件检测跳动值达到0.227,仍无法满足系统要求,因此需要提高其精度要求。根据车速波动要求小于±1%经验设计,轮毂盘总成的齿圈端面跳动值设置在0.12,挑选满足这一要求的样件分别在两台试验车进行验证。
图5
3.2.1 试验验证
1)第一台试验车验证超过10000公里满载高环试验,期间仅出现一次定速巡航退出问题。
图6
2)第二台试验车经试验验证,满载高环试验未出现定速巡航退出问题。
空载验证,发现车辆在每圈均同一位置发生定速巡航退出问题。
图7
3.2.2 异常分析
1)针对第一台车进行故障重现,发现其定速巡航退出时,车辆经过高环路面的对接位置,此处存在一个宽度约30cm,深度约10cm的接缝,此时车辆发生剧烈颠簸,轮速异常,导致ASR功能启动。
图8
2)针对第二台车空载出现定速巡航退出工况进行检测,发现其定速巡航退出也发生在高环路面对接处,此时轮速发生突变,导致ASR功能启动。
图9
1)将轮毂盘总成的齿圈跳动控制在 0.12以下,轮速波动满足±1%范围,可以避免ASR功能随机启动导致定速巡航退出的问题;
2)路面的剧烈颠簸会也引起轮速的波动,导致ASR系统激活,定速巡航退出。而且对于空载的影响大于满载,但此类工况ASR功能是正常启动。
根据试验验证结果,目前图纸要求轮毂盘总成齿圈端面跳动值0.35不合理,无法满足现有电子制动设备的精度要求,需要提高至0.12以下。按此要求修改图纸:①、总成齿圈跳动0.12;②、齿圈端面跳动0.05;
图10
整桥厂增加采用专用下线检测设备,按实际工况转换成下线检测方法,输出轮速信号波形图,确保信号波动满足要求才能下线。
图11
该车型是针对欧盟市场、ECE法规开发的气压制动车型,具有领先于国内要求的ESP系统,由于没有已知经验作为参考,而沿用之前的零部件精度要求,导致无法满足先进的电子制动系统的精度要求。
类似问题的出现,说明对于新技术的应用理解不充分,不能及时识别和提出符合技术升级要求的技术指标。同时应用流程不规范,无法在设计之初发现问题,并及时修改。
该问题的解决是对基础制动系统的零部件精度要求的一大提升,也对零部件的加工、装配工艺提出挑战,同时对目前检测手段的优化提出更高的要求。
参考文献
[1] 刘惟信.汽车设计.[M]清华大学出版社.
[2] 姚国平.新型汽车电器与电控系统使用维修问答.[M]北京机械工业出版社.2001年2月第一版.