混合動(dòng)力汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與制動(dòng)模式解析

操林矯

摘 要：新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在結(jié)構(gòu)原理上存在一定的差別，多數(shù)維修人員對(duì)新能源汽車不甚了解，在維修時(shí)遇到了一些困難。文章對(duì)新蒙迪歐混合動(dòng)力汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行了介紹，對(duì)其多種制動(dòng)模式進(jìn)行了分析，希望能對(duì)新能源汽車的售后維修起到一些積極作用。

關(guān)鍵詞：新蒙迪歐；混合動(dòng)力汽車；制動(dòng)系統(tǒng)；制動(dòng)模式

2018年，新能源汽車保有量即將突破200萬輛，在汽車售后服務(wù)市場，新能源汽車也逐漸引起關(guān)注。新蒙迪歐插電混動(dòng)版是長安福特公司于2018年2月推出的一款插電混動(dòng)車，此款轎車是在原新蒙迪歐油電混動(dòng)版基礎(chǔ)上，增設(shè)了一個(gè)符合國標(biāo)的交流車用充電插座，同時(shí)進(jìn)一步加大了電池容量。不論是新的插電混動(dòng)版還是非插電混動(dòng)版，新蒙混動(dòng)的制動(dòng)模式與傳統(tǒng)燃油車有較大差別，維修人員對(duì)其結(jié)構(gòu)原理不甚了解，在維修時(shí)遇到一些困難[1]。本文從新蒙迪歐混合動(dòng)力汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理、制動(dòng)模式等方面進(jìn)行介紹，希望能給新能源汽車的維修帶來一些引導(dǎo)效果。

1 新蒙迪歐混合動(dòng)力汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理

新蒙迪歐混動(dòng)版轎車制動(dòng)系統(tǒng)包含傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)和再生制動(dòng)系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。具體功能包含ABS、牽引力控制、電子制動(dòng)力分配（Electronic Brakeforce Distribution，EBD）、穩(wěn)定輔助系統(tǒng)、坡道起步控制、主動(dòng)制動(dòng)、再生制動(dòng)、電子駐車制動(dòng)等。

為了滿足不同制動(dòng)系統(tǒng)的要求，新蒙迪歐混合動(dòng)力汽車的制動(dòng)踏板已經(jīng)改裝過。主要的變化是在制動(dòng)踏板上加裝了制動(dòng)踏板行程傳感器和制動(dòng)踏板模擬器。制動(dòng)踏板行程傳感器可精確感知制動(dòng)踏板的位置和踏下的加速度；制動(dòng)踏板模擬器是為了在駕駛員輕踩制動(dòng)踏板時(shí)，產(chǎn)生傳統(tǒng)制動(dòng)相當(dāng)?shù)闹苿?dòng)踏板力。

柱塞防松螺母和柱塞推力墊之間存在間隙，當(dāng)輕輕踩下制動(dòng)踏板時(shí)，柱塞推力墊會(huì)在柱塞上滑動(dòng)。在再生制動(dòng)過程中，柱塞不會(huì)進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)。但是，柱塞防松螺母和柱塞推力墊之間的間隙會(huì)改變。根據(jù)制動(dòng)踏板行程傳感器信息，車輛將通過激活制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行再生制動(dòng)或傳統(tǒng)制動(dòng)，通過激活制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳統(tǒng)制動(dòng)的過程中，柱塞向制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)移動(dòng)。當(dāng)繼續(xù)踩下制動(dòng)踏板且柱塞推力墊到達(dá)柱塞防松螺母時(shí)，柱塞向制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)移動(dòng)。

蒙迪歐混動(dòng)版轎車制動(dòng)系統(tǒng)各電控元件位置如圖1所示。制動(dòng)系統(tǒng)的主控模塊是ESP模塊，工作時(shí)，它通過HS-CAN2總線接收數(shù)據(jù)并向相應(yīng)模塊傳輸數(shù)據(jù)，以便按照相關(guān)要求啟動(dòng)主動(dòng)或再生制動(dòng)。制動(dòng)踏板行程傳感器和制動(dòng)踏板開關(guān)會(huì)向ESP模塊發(fā)送制動(dòng)踏板的位置信息。ESP模塊通過HS-CAN2將信息發(fā)送至GWM。GWM通過HS-CAN1傳輸?shù)紹ECM，SOBDMC及PCM模塊[2]。

1-PCM發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊；2-磁力驅(qū)動(dòng)連接；3-踏板行程傳感器；4-方向盤轉(zhuǎn)角傳感器；5-RCM；6-高壓蓄電池；7-左后輪轉(zhuǎn)速傳感器；8-制動(dòng)踏板開關(guān)；9-制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)壓力傳感器；10-ESP模塊；11-制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)行程傳感器；12-左前輪轉(zhuǎn)速傳感器；13-帶集成式發(fā)電機(jī)/起動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)變速器HF35；14-SOBDMC；15-電動(dòng)真空泵

2 新蒙迪歐混合動(dòng)力汽車的制動(dòng)模式

為了決定激活哪種制動(dòng)模式，ESP模塊需要制動(dòng)踏板位置、車輪轉(zhuǎn)速、橫擺率和橫向加速度、縱向加速度等信息，這些信息可通過網(wǎng)絡(luò)獲得（見圖2）?？捎玫哪Ｊ桨ㄔ偕苿?dòng)、再生和主動(dòng)制動(dòng)、主動(dòng)制動(dòng)和傳統(tǒng)制動(dòng)、傳統(tǒng)制動(dòng)4種[3-4]。

1-磁力驅(qū)動(dòng)連接；2-制動(dòng)助力器；1-磁力驅(qū)動(dòng)連接；2-制動(dòng)助力器；3-柱塞防松螺母；4-電動(dòng)真空泵；5-PCM；6-HCU；7-ABS/ESP模塊；8-SOBDMC；9-電動(dòng)機(jī)；10-GWM

2.1 再生制動(dòng)

如果只是輕輕踩下制動(dòng)踏板，柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙將會(huì)減小，柱塞不會(huì)向制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)移動(dòng)。在這種情況下，ESP模塊將計(jì)算所需的制動(dòng)扭矩，此信息將發(fā)送到PCM。PCM將計(jì)算電動(dòng)機(jī)能夠達(dá)到的制動(dòng)倍率，這取決于高壓蓄電池的充電量。電動(dòng)機(jī)能夠達(dá)到的最大制動(dòng)倍率約為2 m/s2。PCM會(huì)向ESP模塊發(fā)送信號(hào)，其中包含計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩。同時(shí)，SOBDMC將收到一條消息，其中說明電動(dòng)機(jī)需要用作發(fā)電機(jī)及所需的制動(dòng)扭矩。如果計(jì)算出的制動(dòng)扭矩不足以安全制動(dòng)車輛，PCM將向ESP模塊發(fā)送信號(hào)。ESP模塊將激活制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)中的磁力驅(qū)動(dòng)。這將使柱塞向制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)移動(dòng)，并使柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙發(fā)生改變。激活磁力驅(qū)動(dòng)會(huì)使車輛使用傳統(tǒng)制動(dòng)進(jìn)行額外制動(dòng)。如果在再生制動(dòng)過程中存在來自ESP模塊的控制干預(yù)，制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)中的磁力驅(qū)動(dòng)將會(huì)激活，HCU中的相應(yīng)氣門也會(huì)激活。

2.2 再生和主動(dòng)制動(dòng)

同樣是在輕踩制動(dòng)踏板時(shí)，根據(jù)有關(guān)高壓蓄電池充電狀態(tài)的信息，PCM會(huì)計(jì)算電動(dòng)機(jī)能夠達(dá)到的最大制動(dòng)扭矩，并將此信息發(fā)送到ESP模塊。如果該制動(dòng)扭矩低于ESP模塊要求的制動(dòng)扭矩，ESP模塊將計(jì)算差距并相應(yīng)地激活制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)中的磁力驅(qū)動(dòng)。這將使柱塞向制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)移動(dòng)，并使柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙發(fā)生改變。激活磁力驅(qū)動(dòng)會(huì)使車輛使用傳統(tǒng)制動(dòng)進(jìn)行額外制動(dòng)。ESP模塊會(huì)持續(xù)監(jiān)控車輛操控。如果在制動(dòng)過程中存在來自ESP模塊的控制干預(yù)，HCU中的相應(yīng)氣門將會(huì)激活。

2.3 主動(dòng)制動(dòng)

輕踩制動(dòng)踏板時(shí)，如果高壓蓄電池已充滿電，ESP模塊將激活制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)中的磁力驅(qū)動(dòng)。這將使柱塞向制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)移動(dòng)，并使柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙發(fā)生改變。激活磁力驅(qū)動(dòng)會(huì)使車輛使用傳統(tǒng)制動(dòng)進(jìn)行額外制動(dòng)。ESP模塊會(huì)持續(xù)監(jiān)控車輛操控。如果在制動(dòng)過程中存在來自ABS/穩(wěn)定性輔助模塊的控制干預(yù)，HCU中的相應(yīng)氣門將會(huì)激活。

2.4 傳統(tǒng)制動(dòng)

如果繼續(xù)踩下制動(dòng)踏板，直至柱塞推力墊與柱塞防松螺母之間沒有間隙，則柱塞向制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)移動(dòng)。車輛將始終采用傳統(tǒng)制動(dòng)，同時(shí)也可連接再生制動(dòng)系統(tǒng)。如果ESP模塊檢測(cè)到制動(dòng)踏板或制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)壓力傳感器連接到制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)中的真空。壓力傳感器包含壓電晶體和相關(guān)的電子設(shè)備。它通過硬線連接到ABS/穩(wěn)定性輔助模塊，并使用5 V的電壓。此傳感器的輸出信號(hào)范圍是0.2～4.9 V，具體取決于制動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)中的真空伺服機(jī)構(gòu)上的傳感器電路發(fā)生故障，或者磁力驅(qū)動(dòng)線圈發(fā)生故障，則車輛只能采用傳統(tǒng)制動(dòng)。

3 結(jié)語

新蒙迪歐混合動(dòng)力汽車的制動(dòng)系統(tǒng)與其他新能源汽車一樣，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車加裝了制動(dòng)踏板行程傳感器和制動(dòng)踏板模擬器，在輕踏制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)可能會(huì)進(jìn)入再生制動(dòng)、再生制動(dòng)和主動(dòng)制動(dòng)、主動(dòng)制動(dòng)及傳統(tǒng)制動(dòng)的4種制動(dòng)模式之一。傳統(tǒng)制動(dòng)模式下，真空助力的產(chǎn)生依賴一套包括電動(dòng)真空泵、壓力傳感器等與傳統(tǒng)車不一樣的裝置。

[參考文獻(xiàn)]

[1]長安福特汽車有限公司銷售分公司.CD391HEV新車型技術(shù)培訓(xùn)學(xué)員手冊(cè)[Z].長安福特汽車有限公司銷售分公司，2018.

[2]張超英，汪躍中，夏榮鑫.汽車能量回收系統(tǒng)研究概述[J].時(shí)代汽車，2018（6）：37-38.

[3]宋瀚，徐晗，鄒星，等.基于傳統(tǒng)燃油車型拓展的純電動(dòng)汽車布置分析[J].汽車工程師，2018（3）：18-20.

[4]包丹丹.淺談制動(dòng)系統(tǒng)在新能源汽車上的應(yīng)用和發(fā)展[J].時(shí)代汽車，2018（1）：37-38.