电子机械驻车故障的排除与思考论文

时间:2020-12-07 11:47:34 电子信息工程毕业论文 我要投稿

电子机械驻车故障的排除与思考论文

  故障现象:该车驻车制动器故障灯常亮。当电子机械驻车启动后,左后轮依旧可以自由的转动。

电子机械驻车故障的排除与思考论文

  故障诊断:根据客户反映的情况,维修技师首先用举升机托起车辆,悬空4个轮后,维修人员拉起电动驻车按钮,能清晰听到两后轮驻车电机运转的声音,右后轮电机工作一下马上停止,右后轮被抱死,而左后轮电机工作的声音则不会停止,在左后轮抱死的一瞬间,左后轮电机继续工作,工作噪音持续几秒钟后,左后轮被再次松开,左后轮因此可以继续旋转。

  途观全系使用了电子机械式驻车制动机构,该驻车机构操作非常便捷,只需用手指轻轻拉一下电控机械驻车按钮开关(如图1所示),驻车制动电机V282和V283被通电旋转,并往外推出制动片,制动片压紧制动盘后,驻车制动便算完成。而解除驻车制动只需轻轻按一下电控机械驻车按钮开关,驻车制动电机便往回旋转,制动片被缩回,驻车制动得以解除。该电子驻车系统的操作,相较于传统的纯机械驻车制动,极大减少了驾驶员的操作强度,同时又大大增加了驻车制动的可靠性能。不过该电子机械式驻车制动机构,由于涉及电子控制部分,还有驻车电机等执行器,所以其成本也增加了许多,目前一般只应用在中高档车型上。同时在实际维修工作中,对维修技师有更高的要求,必须熟练知晓该系统的结构和控制原理,才能去解决可能碰到的各种故障。该电子机械驻车系统控制原理如图2所示。

  针对排除所有和电子控制系统有关联的故障,配合使用专业诊断仪,对提高维修效率,查明故障原因,有着事半功倍的效果。首先使用大众专用诊断仪VAS6150进入电子机械驻车系统,该驻车系统地址码为53,进入后读取系统的故障码,显示故障码为:02428,左侧停车制动器电机张紧力未达到,偶发。

  这个故障码的指向非常明确,为驻车电机V282的张紧力度不够,简单来说就是V282没有力气。但是途观上市多年,本站也维修过多例电子机械驻车制动方面的故障,像本例的故障码还是第一次见到。之前所维修的故障码内容几乎是千篇一律,故障码的内容是驻车制动器电机供电电压对地短路,这个短路的故障码内容更

  容易理解,因为两侧的驻车制动电机无非是一个可逆直流电机,在松开或者拉紧驻车制动的时候,电动驻车控制单元J540分别通过14号脚和29号脚为V282提供电源和回路,而其12号和27号脚则为V283电机两端提供电源和回路,只是松开或拉紧电子机械驻车时电机两端的电流方向恰恰相反,假设在松开电子机械驻车时,左侧电机V282若30^4为正极,则30/29肯定就是负极了;但是在拉紧电子机械驻车制动时,则30^4就变为负极,而30/29就为正极了。因此驻车制动器电机供电电压对地短路的故障码,就很容易理解了。这个故障产生的根本原因无非是J540与V282或V283之间的某条线路有磨破导致搭铁,这样在J540控制驻车电机工作的瞬间,若正极线被搭铁,J540自然能检测到该电流的过载,J540便停止对该驻车电机的输出电源,避免J540被烧损。引起的结果自然是对应的驻车电机无法工作,此时J540便记忆并储存供电电压对地短路的故障码。而针对这样故障码的排除与维修,厂家的处理方案是将J540至相应的驻车电机两条线路全部剥开重新包扎,切断线路搭铁的根源就可以排除故障。但是本例的故障码为驻车电机张紧力未达到,按这个意思从表面去理解,应该是驻车电机的张紧力达不到正常的要求,导致驻车电机不能将制动片完全推出来压紧制动盘,其结果自然会导致该侧电子驻车电机无法正常工作了。用这个思路去分析这个故障码产生的可能原因包括:①驻车电机本身故障--电机内部短路或断路;②电子机械驻车控制单元J540本身的故障,导致其输出至控制电机的电压有偏差;③制动片或者制动盘磨损超过极限,引起驻车电机推出极限后仍然无法压紧制动盘。

  本着先易后难的原则,维修技师首先检查了制动片和制动盘,经检查制动盘和制动片的厚度都符合正常,说明这个可能性可以排除。接着维修技师更换了一个全新的驻车电机试车,发现安装好之后故障码可以清除,但是只要拉紧一次驻车按钮,故障会立即重现,至此说明这个原因也可以排除了,那么只剩下最后一个故障原因一一电动驻车和手制动控制单元J540本身故障了,试着拆换了同类型车上一个正常的J540,经编码和基本设定后,却发现故障依旧存在,由此维修陷入了困境。

  维修到这里,电子机械驻车系统除电动驻车按钮没换之外,其他所有配件已经全部换过新件了,但是若因此去怀疑是不是电动驻车按钮损坏,若果真如此则直接的结果应该是两侧驻车电机都不能正常工作,或者是完全不工作才符合逻辑,现在的问题焦点是V282工作了一瞬间,压紧制动盘后又退回去了。那接下来还是再绕回来从头考虑了。既然所有电子部件都正常,那么会不会还是J540至驻车电机之间的线束出问题了呢?为了更直观的判断问题,特让维修技师拔出J540上的.大插头,挑出14号脚和29号脚,12号脚和27号脚,同时将14号脚和12号脚对调,29号脚和27号脚互换,处理好之后,进入引导性功能读取驻车制动工作时候的数据流,如图3所示。

  接下来读取一下正常车辆电子机械驻车工作时候的数据流,如图4所示,通过图可以看出,正常车辆在拉起驻车制动开关之后,在驻车制动电机工作的瞬间,数据流下面显示的两侧电压为蓄电池电压,而数据流上面的切断电流则在迅速増大,基本上极限电流都能达到17?18A,当驻车完成之后,两侧电压变为0V,表示J540停止对驻车制动电机的供电,不过驻车制动电机工作的切断电流值会定格在数据流上。反过来,当解除驻车制动的瞬间,下面的电压值没有悬念的仍是蓄电池电压,而切断电流数据随着驻车的解除变为0V。当驻车制动被完全解除后,电压和电流全部变为0了。还有一点在图中并不能完全反映出来,那就是在正常情况下,不管是驻车启用或解除驻车的时间都很短,也就是下面电压显示蓄电池电压的时间,大约在1s左右,而这个时间也是驻车电机正常工作的时间。

  观察了正常车辆的数据流,再比较故障车辆的数据流。图3中故障车辆的左侧驻车电机的切断电流只有5A不到,远远低于正常车辆的工作电流,而右侧显示的电流值符合正常。

  同时还可以看到图3中左侧电压还继续保持在11.9V。而右侧电压已经为0了,这是因为J540检测到左侧电流过小,因此会继续通电一段时间,努力尝试将左侧驻车电机推出,确保左侧驻车制动到位。这个可以理解是J540的一个应急功能吧!通过实际的观察,这个应急功能的时间持续在5s左右。当驻车电机确实因故无法推出,则J540停止对这个驻车电机提供电源。此时J540会记忆对应的故障码,同时会通过CAN线(J540的16号和17号脚)输出故障信息至ABS,再由ABS控制单元发送命令至仪表,仪表单元便接通故障灯以警示驾驶员。而现在维修人员只是对调了一下线束,故障现象就转移至左侧,至此说明问题的根源还是在J540至驻车电机的线路上。于是维修人员按照厂家指导的办法,将相应驻车电机至J540的两条线束全部剥开,将两条线路分别单独包扎好之后,装回车上试车,却发现故障仍然存在。既然包扎无法解决问题,于是尝试着更换了一条全新的线束,更换之后反复松开和拉紧电子驻车按钮,故障不再出现,至此故障彻底排除。

  故障总结:该车故障的排除可谓走了很长的一段弯路,正常找出该故障的原因应该不用太长的时间,但是本次故障查找原因就花了差不多一整天时间,究其原因,首先是思路出了问题,在思路上存在一个惯性思维,因为之前碰到的线路故障引起的故障码和本次的不同,所以自一开始就想当然的将线路方面的故障原因排除在外。殊不知同一条线路若存在故障,一般包括有两个截然不同的原因,分别是短路和断路。而之前碰到的故障码显示,驻车制动电机供电电压对地短路,故障码中明确告知线路存在短路,因此排除这个故障,按照厂家的指导包线切断搭铁点,则故障当然可以排除。而本例故障,显示的是电机张紧力未达到,结合数据流,可能有技师要提出质疑了,如果是断路,为什么VAS6150还是会显示有5A左右的电流呢?其实有这个质疑说明技师真的在思考问题了,如果线路真的是完全断路,通过的电流肯定是0才对,所以严格来说本例故障属于短路和断路之外的第三种原因,那就是J540至驻车电机的线路并没有完全断路,而是该线路某处处在似断非断之间,也包括某处的铜丝被截断减少,导致导线的横截面积大大减小。通过上面图中的数据流知道,切断电流接近20A,能通过这么大的电流,则该线束横截面肯定比较大,翻阅电路图查阅该线的截面积为2.5mm2,而桑塔纳卤素大灯供电线的横截面积也只有1.5mm2,足以说明该线路通过的电流比大灯电流都要大。所以如果该线某处的铜丝似断非断或大大减少了,若单纯用万用表去测量线束的两端电阻判断好坏,明显是检查不到任何问题,但是在通电的时候,减小的截面积线束对通过电流的影响则非常大,因为电机需要的电流也非常大。直接导致驻车电机电流过小,驻车电机自然也就无法正常工作了。日常维修中最容易碰到与这种情况接近的例子,当启动机启动发动机的时候,若是启动机的搭铁线不良,就有可能在启动机工作的瞬间,明显感觉到启动机达不到正常转速,严重的甚至于无法启动发动机。这种情况下哪怕蓄电池再怎么良好,也无法提供启动机正常工作所需要的大电流了。

  接下来说说电子机械自动驻车的功能,事实上该车两个按钮在设计上为一个整体结构。

  左侧括号中间带P的字母表示电子机械式驻车按钮,而后面带AUTOHOLD的开关则是自动驻车按钮,图1中两个按钮的指示灯都亮,表示电子机械驻车功能和自动驻车功能都已经开启,不过开启自动驻车必须有3个条件,包括:发动机已经启动,左前门已经关好,驾驶员侧安全带已经系好,这3个条件缺一不可。当然这些硬性条件也只是生产厂家基于安全的考虑,确保驾驶员的安全而做的一些限制。

  而电子自动驻车的优点,最主要体现在减少驾驶员工作强度和提高操作便捷性上,若在市区车辆繁多时,或在堵车开开停停等情况下,此功能优点更是明显。车辆行驶中,只要驾驶员踩制动踏板让车辆完全静止后,电子机械式驻车便自动启动,此时驾驶员可以松开制动踏板,而不理会挡位是在D挡或者是R挡,车辆依旧会由自动驻车作用而停止行驶,而当驾驶员想继续行驶,只需轻点加速踏板,驻车制动便自动解除,车辆就可以轻松前行。这样就大大减少了驾驶员在市区堵车情况下的反复换挡,踩制动踏板和拉手制动等动作了。还有一个优点是使用了自动驻车后,驾驶员熄火后下车,无需去操作驻车按钮,J540会自动启动驻车功能,避免了手动挡车型产生溜车的风险。当然若自动驻车功能未开启(未按下自动驻车按钮,该按钮指示灯没有点亮),若车辆行驶中自动驻车功能开启必需的3个条件都满足情况下,则车辆在行驶中等待停车时,若人为拉起了电子机械式驻车按钮,当需要行驶时,同样只用轻点加速踏板,则电子驻车同样会自动解除。此功能和自动驻车已经开启是完全相同的,也是自动驻车功能的一个延伸。但是若3个条件有一项不满足,比如驾驶员没系安全带,则无论如何轻踩加速踏板,驻车也不会自动解除的,同时仪表中会有提示:请解除电子驻车制动。碰上这个情况一般就需要手动解除驻车了。

  还有一点需要重点强调,任何电子产品,使用中不要超越物理极限。所以启动自动驻车功能之后,若停车等待时间过长(比如过铁路等情况),则不建议使用,因为使用自动驻车功能时,挡位都是在行驶挡位,驾驶员懒得将挡位推至空挡,此时完全依靠驻车制动对两后轮的制动力强制让车辆静止,发动机负荷是远大于正常怠速的负荷,油耗大大增加的同时,也会导致发动机的加速磨损。所以厂家设计程序里面也包含了相关联的程序,当自动驻车超过3min时候,则电子驻车功能会瞬间的松开再拉起,这一瞬间的动作,车辆并不会有真正意义上的移动,但驾驶员能明显感觉到车辆的震动。其实该程序的主要目的也是警示驾驶员,在停车时间过长(超过3min以上)最好不使用该功能,或者这种情况下使用该功能时,请及时将挡位切换至空挡,等要行驶时候再挂至前进挡。但是如果驾驶员继续在前进挡位保持自动驻车,则该程序在提醒一次之后,在接下来的10mm之内就不会再次提醒了。

  最后还有一个想法,就是电子驻车控制单元J540是如何来判断驻车电机已经正确的压紧制动盘呢?笔者个人认为,J540是通过检测驻车电机工作的电流值来确定是否正常。当驻车电机将制动片推出来压紧制动盘的瞬间,其输出电流接近最大值,一般在17?18A,J540测算电流值符合正常后,便认为驻车制动过程已经完成,于是切断供电,驻车制动便结束。J540切断供电的同时会储存切断时候的电流值,这个电流值大小就可以给维修人员参考了。若驻车电机的线路出现短路,此时J540瞬间输出电流就会远远大于正常电流值,这个情况下J540会立即切断该线路的电源供应,同时记忆供电线路对地短路的故障码。而若驻车电机线路出现断路或接触不良,J540输出电流值就会小于正常值,这种情况下,J540会延长供电时间,大约在5s左右,若依旧无非达到正常电流,J540就会存储张紧力不足的故障码了。

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