混動(dòng)汽車制動(dòng)液加注通訊插頭開(kāi)發(fā)淺談

乙鵬 殷偉智 卞方

摘 要：行車制動(dòng)系統(tǒng)是整車系統(tǒng)重要組成部分，其中制動(dòng)液加注作為制動(dòng)系統(tǒng)裝配的最后一道工序，始終是總裝車間的一項(xiàng)關(guān)鍵工藝。混動(dòng)汽車由于其同時(shí)保留內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)及電動(dòng)系統(tǒng)，前艙產(chǎn)品布置復(fù)雜擁擠，往往給制動(dòng)液加注通訊設(shè)備的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)造成不小的難度。文章歸納總結(jié)目前總裝制動(dòng)液加注常用幾種的通訊方式，通過(guò)對(duì)比，提出了一種較經(jīng)濟(jì)，針對(duì)混動(dòng)汽車的制動(dòng)液加注通訊設(shè)備設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：汽車;制動(dòng)液;加注設(shè)備;混合動(dòng)力

中圖分類號(hào)：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）20-54-04

Abstract： Service brake system is one of the most important vehicle system in which brake fluid filling as the last process in GA shop is always key process. For hybrids vehicles， it is more difficult to design and develop communication adopter when considering its connatural feature， equipped with ICE and electrical parts in the same time. This paper mainly discuss the different popular methods for brake communication adopter and bring up one new economic method for Hybrids vehicles via comparison.

Keywords： Automobile; Brake fluid; Filling machine; Hybrid vehicles

CLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-54-04

引言

隨著汽車工業(yè)迅猛發(fā)展及對(duì)駕車安全性越來(lái)越高的要求，目前行車制動(dòng)系統(tǒng)廣泛采用制動(dòng)模塊防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-locked Braking System），它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車安全控制系統(tǒng)。制動(dòng)模塊主要由ECU控制單元、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置和制動(dòng)控制電路等部分組成。

在ABS模塊中，每一個(gè)制動(dòng)主缸都有一對(duì)進(jìn)出液電磁閥，可由控制電路對(duì)其制動(dòng)壓力進(jìn)行獨(dú)立控制，從而實(shí)現(xiàn)4個(gè)車輪不發(fā)生完全抱死的現(xiàn)象。但在制動(dòng)液加注過(guò)程中，由于常閉閥的存在，造成ABS 內(nèi)部有死腔無(wú)法加注，因此在加注前需要與ABS模塊建立通訊，進(jìn)而在加注過(guò)程中按需打開(kāi)常閉閥，完成制動(dòng)系統(tǒng)抽真空、加液、保壓、回抽等一系列流程。

1 汽車制動(dòng)系統(tǒng)加注原理

考慮量產(chǎn)生產(chǎn)效率及加注質(zhì)量，目前絕大部分主機(jī)廠采用真空加注方式進(jìn)行制動(dòng)液在線加注。目前汽車制動(dòng)模塊分為濕式和干式兩種。濕式制動(dòng)模塊，供應(yīng)商已對(duì)制動(dòng)模塊的第二回路進(jìn)行加注，總裝進(jìn)行制動(dòng)液加注時(shí)無(wú)需通訊來(lái)進(jìn)行第二回路的抽真空與加注。由于成本原因，目前這一形式已經(jīng)很少使用。干式制動(dòng)模塊，除了按常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行加液排氣，還需對(duì)模塊內(nèi)部二級(jí)回路（如圖1所示）進(jìn)行排氣，加注過(guò)程需要對(duì)制動(dòng)模塊進(jìn)行閥和馬達(dá)控制以打開(kāi)其二級(jí)回路，將第二回路全部加注滿制動(dòng)液。

因此，對(duì)于干式制動(dòng)模塊，其真空加注設(shè)備（如圖2所示）一般由主設(shè)備、加注槍頭和通訊插頭以及軟件加注通訊程序構(gòu)成。

制動(dòng)液真空加注前（如表1所示）首先利用設(shè)備將制動(dòng)系統(tǒng)抽成真空，形成負(fù)壓，然后將制動(dòng)液吸入制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部管道，最后通過(guò)對(duì)系統(tǒng)施加正壓力，并保壓，確保系統(tǒng)加注充分。

2 總裝車間制動(dòng)液在線加注常用通訊插頭連接方式

對(duì)于干式加注方式，根據(jù)通訊插頭在整車連接位置的不同，可分為以下幾種：

（1）制動(dòng)模塊直連式

加注設(shè)備通訊插頭直接與制動(dòng)模塊母端接插件連接，通訊信號(hào)通過(guò)制動(dòng)模塊母端負(fù)責(zé)，控制二級(jí)回路的PIN針以控制二級(jí)回路開(kāi)閉;

（2）OBD診斷接口間接式

加注設(shè)備通訊插頭通過(guò)整車電瓶線束加載外加供電，同時(shí)增加AUTOSAR信號(hào)線到OBD接口，完成信號(hào)及供電的連接，實(shí)現(xiàn)控制二級(jí)回路。這種方式要求制動(dòng)加注前完成診斷接口到制動(dòng)模塊之間的汽車線束（制動(dòng)模塊分支線束）物理連接;

（3）Pig-tail甩線直連式

將整車制動(dòng)模塊分支線束中用于通訊及電源回路的線束引出形成一個(gè)inline接插件，加注設(shè)備通訊插頭端根據(jù)inline匹配設(shè)計(jì)接插件，整車端的inline接口通過(guò)釋放防水堵頭，保證加液完成后的密封。該方式要求增加inline接插件的布置空間，且位置在手部操作可達(dá)區(qū)域。其他與制動(dòng)模塊直連式一致，但不同的是完成加注后需要將分支插頭固定到車身。

通過(guò)對(duì)以上三種連接形式的分析可知：

（1）直連式綜合成本最低，但對(duì)整車特別是前艙零部件的布置要求最高，在整車設(shè)計(jì)前期即需要考慮給加注設(shè)備接口電路預(yù)留足夠的接插空間，這將進(jìn)一步限制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的柔性;

（2）OBD診斷接口間接連接，綜合成本處于中等，可實(shí)現(xiàn)不同車型共用一套加注設(shè)備接口電路。但需要在制動(dòng)加注工位前提前完成大部分整車電子線束的連接，不利于總裝柔性化工藝實(shí)施，同時(shí)需要頻繁進(jìn)出乘客艙，大幅增加總裝非增值工時(shí);

（3）Pig-Tail甩線直連式結(jié)合了直連式及OBD診斷口間接式優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于產(chǎn)品布置無(wú)特殊的要求。但由于需要新增一套回路及一對(duì)防水插頭，零件成本增加也是三種連接方式中最高的。

3 混合動(dòng)力汽車前艙布置對(duì)制動(dòng)液加注影響

隨著國(guó)家環(huán)保要求越來(lái)越高及用戶對(duì)低油耗的強(qiáng)烈需求，新能源車型應(yīng)運(yùn)而生。其中混動(dòng)車型既能降低油耗，也能避免純電動(dòng)車的“里程焦慮”，正得到大部分用戶的歡迎，對(duì)于正處于新能源車型發(fā)展過(guò)渡階段的汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)具有一定的意義。但由于混動(dòng)車型先天的結(jié)構(gòu)限制，其整車系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，不僅保留了原有燃油車的所有零件，同時(shí)還額外增加電動(dòng)車相關(guān)的零件。從整車布置角度來(lái)看，由于前艙布局緊湊，為了優(yōu)先滿足整車功能要求，往往會(huì)犧牲部分裝配空間。其中制動(dòng)模塊通訊插頭接插空間小就是一個(gè)典型的問(wèn)題（如圖3所示）。

4 混合動(dòng)力汽車制動(dòng)液加注通訊插頭方案研究

通過(guò)對(duì)混合動(dòng)力汽車前艙各零件布置要求的深入理解，我們發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲盒（UEC）的布置必須要考慮售后維修需要，對(duì)保險(xiǎn)絲盒的開(kāi)合應(yīng)預(yù)留有足夠的操作空間，另一方面保險(xiǎn)絲盒“天然的”與整車大部分電子模塊保持有物理連接。因此，我們?cè)O(shè)想利用這一已有的物理連接，對(duì)保險(xiǎn)絲盒已有的接插件及與之相連的整車線束進(jìn)行適當(dāng)改造，使其成為與制動(dòng)模塊建立物理通訊的“橋梁”。

4.1 原理設(shè)計(jì)

以某一型號(hào)汽車制動(dòng)模塊為例，對(duì)其二級(jí)回路（圖4）的通斷控制共需要七路信號(hào)（表2）：分別是兩路CAN線、三路電源、兩路接地。

當(dāng)前UEC設(shè)計(jì)中已有三路供電端口與制動(dòng)模塊相連，所以只要在此基礎(chǔ)上增加制動(dòng)模塊兩路CAN線，便可與制動(dòng)模塊自身接地線共同組成制動(dòng)模塊加液通訊控制回路。但考慮到通過(guò)車身接地會(huì)產(chǎn)生額外的穩(wěn)定性問(wèn)題，影響制動(dòng)液加注效果，直接將接地端并接到UEC。方案原理圖如圖5所示。

4.2 工程方案

整車端：分別將ABS 模塊CAN線、接地線從原車線束中引出分支并從保險(xiǎn)絲盒接插預(yù)留孔位引出，與保險(xiǎn)絲盒已有的制動(dòng)模塊供電線路共同組成制動(dòng)液加液通訊控制回路。

設(shè)備端：設(shè)備端通訊接口根據(jù)保險(xiǎn)絲盒接插件開(kāi)發(fā)對(duì)配結(jié)構(gòu)，并利用保險(xiǎn)絲盒結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)鎖止裝置，確保設(shè)備插接后完全鎖止到保險(xiǎn)絲盒（如圖7所示）。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)目前通訊插頭不同設(shè)計(jì)方案的討論，歸納總結(jié)了各方案適用的項(xiàng)目類型及優(yōu)缺點(diǎn)并在此基礎(chǔ)上提出了一種較經(jīng)濟(jì)的適用于緊湊型前艙制動(dòng)液加注通訊接口設(shè)備設(shè)計(jì)方案。其對(duì)實(shí)現(xiàn)可實(shí)施、低成本、高柔性的制造方案具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。

制動(dòng)系統(tǒng)作為整車系統(tǒng)重要的組成部分，其裝配質(zhì)量某種程度上決定了整車安全性指標(biāo)。作為制造部門，如何在保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)不走樣的情況下，實(shí)現(xiàn)制造成本、制造柔性的最優(yōu)化，這需要在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)初期根據(jù)車型類別及項(xiàng)目定位，進(jìn)行策略性的選擇。相信隨著制動(dòng)模塊化、集成化、智能化的發(fā)展，制造的限制將越來(lái)越少，更多的通過(guò)后臺(tái)軟件滿足相關(guān)的制造要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂秀妮.基于ABS模塊升級(jí)的制動(dòng)液加注機(jī)國(guó)產(chǎn)化改造[J].裝備制造技術(shù)，2011，10.