雷克萨斯车电子控制制动系统解析

2016-11-27南通文峰雷克萨斯汽车销售服务有限公司226001

汽车维护与修理 2016年1期

南通文峰雷克萨斯汽车销售服务有限公司（226001）陈杰

雷克萨斯车电子控制制动系统解析

南通文峰雷克萨斯汽车销售服务有限公司（226001）陈杰

雷克萨斯CT200h、ES300h、LS460、LS600h、GX460 及RX450h等车型均采用了电子控制制动（Electronic Controlled Braking，简称ECB)系统，其主要特点为：不再沿用传统的真空助力器，而采用液压制动助力器；正常制动时，液压制动助力器产生的液压不直接驱动轮缸，而是作为液压信号使用；当ECB系统出现故障时，液压制动助力器产生的液压又能直接驱动轮缸。下面笔者以雷克萨斯ES300h车为例，介绍ECB系统的组成及工作原理。

1 ECB系统的组成

如图1所示，ECB系统主要由制动助力器泵总成、制动执行器、防滑控制ECU、制动踏板行程传感器、带主缸的液压制动助力器及制动行程模拟器等部件组成，其主要组成部件的结构及原理如下。

1.1 制动踏板行程传感器

制动踏板行程传感器（图2）安装在制动踏板附近，用于直接检测由驾驶人操作的制动踏板行程，该传感器为非接触型传感器，其内部有2个霍尔元件，输出信号特性如图3所示。

1.2 制动助力器泵总成

如图4所示，制动助力器泵总成主要由制动助力器泵和蓄压器组成。制动助力器泵总成是ECB系统的液压动力源，负责产生并存储液压，防滑控制ECU用此液压控制车轮制动。

如图5所示，蓄压器压力传感器（安装在制动执行器总成内）持续监测蓄压器内的压力，并将其传输至防滑控制ECU，若蓄压器压力低于设定压力，则防滑控制ECU通过内置制动助力泵继电器驱动制动助力泵，由制动助力泵排放的制动液通过单向阀存储于蓄压器内，直到蓄压器压力达到设定压力；若制动助力泵因故障长时间运转或蓄压器压力传感器发生故障，导致蓄压器压力过高，减压阀打开使制动液回流到制动液储液罐，以降低蓄压器压力；若蓄压器压力持续低于设定值，则防滑控制ECU通过CAN线使组合仪表点亮制动警告灯、ABS警告灯及防滑指示灯，并鸣响蜂鸣器，以提醒驾驶人。

1.3 带主缸的液压制动助力器

如图6所示，带主缸的液压制动助力器由直接连接至制动踏板的操纵杆、动力活塞、主缸活塞、调节活塞、回位弹簧及切换制动液通道的滑阀等部分组成。

如图7所示，当驾驶人踩下制动踏板时，制动踏板的操纵力通过动力活塞从操纵杆传输至主缸活塞,主缸的回位弹簧比调节活塞的回位弹簧设定负载高，因此使得调节活塞在主缸压缩之前向前（图7中左侧）移动，使滑阀关闭通向制动液储液罐和助力器腔的油道，打开自蓄压器和助力器腔的油道,液压施加至助力器腔,从而产生助力并进一步增强了制动踏板力，同时助力克服回位弹簧力压缩主缸，使主缸压力升高。

如图8所示，当驾驶人保持踩下的制动踏板不动时，制动踏板操纵力和主缸压力达到平衡，此时滑阀关闭助力器腔、蓄压器及制动液储液罐间的油道。

当驾驶人减小制动踏板操作力时，主缸压力降低，施加至调节活塞返回侧的力相对变大，且调节活塞和滑阀进一步向后（图9中右侧）移动，打开制动液储液罐和助力器腔之间的油道，因此助力器腔内的制动液回流至制动液储液罐，降低了助力器腔压力，且平衡了减少的主缸压力和助力器腔压力。

1.4 制动行程模拟器

行程模拟器位于液压制动助力器旁边（图6），其油路由1个开关电磁阀（安装在制动执行器内）控制，正常制动时，开关电磁阀（SSC）打开，使主缸内的制动液流入制动行程模拟器，从而制动踏板产生与主缸压力相关行程。

1.5 制动执行器

如图10所示，制动执行器根据防滑ECU指令调节施加至各轮缸的制动液压，其内部主要由4个开关电磁阀（SCC、SMC、SRC和SSC）、2个压力控制电磁阀（SLA和SLR）、4个压力保持电磁阀（FLH、FRH、RLH和RRH）、4个减压电磁阀（FLR、FRR、RLR和RRR）、蓄压器压力传感器、主缸压力传感器及前轮缸压力传感器组成。压力控制电磁阀的作用为，正常制动时，控制各轮缸压力以产生相应的制动力；开关电磁阀的作用为，激活制动控制时，切断或导通制动液压路径；压力保持电磁阀和减压电磁阀的作用为，当ABS、TRC（牵引力控制）、VSC（车身稳定控制）、辅助制动及坡道起步等功能被激活时，调节各轮缸压力；主缸压力传感器的作用为，将液压制动助力器产生的液压转换成电信号，并将其传输至防滑控制ECU，防滑控制ECU据此确定驾驶人所需的制动力；前轮缸压力传感器的作用为，检测施加至其各轮缸的液压并反馈至防滑控制ECU，防滑控制ECU据此控制压力控制电磁阀，以实现最佳轮缸压力；蓄压器压力传感器的作用为，持续监测蓄压器内的制动液压力并传输至防滑控制ECU，防滑控制ECU据此控制制动助力器泵工作，以保证系统有足够的制动液压。

2 ECB系统的工作原理

下面参照图10，从增压、保压及减压3个过程来讲解ECB系统的工作过程。

正常制动期间，开关电磁阀SSC和SCC打开，开关电磁阀SMC和SRC关闭，从液压制动助力器至各轮缸的液压回路各自分离，在这种情况下，通过控制压力控制电磁阀SLA 和SLR升高、保持和降低各轮缸压力。

如图11所示，防滑控制ECU根据主缸压力传感器和制动踏板行程传感器的信号计算驾驶人所需要的制动力；然后，防滑控制ECU根据所需制动力计算出再生制动力并将此计算值传输至动力管理控制ECU，由动力管理控制ECU产生再生制动力；同时，动力管理控制ECU将实际再生制动力传输至防滑控制ECU，防滑控制ECU计算出目标轮缸压力，控制压力控制电磁阀，以使液压制动系统产生制动力（该制动力等于驾驶人所需制动力减去实际再生制动力）。防滑控制ECU将前轮缸压力传感器监测的实际轮缸压力与目标轮缸压力进行比较，若实际轮缸压力低于目标轮缸压力，则防滑控制ECU打开压力控制电磁阀（SLA），使蓄压器内的液压进入轮缸，从而增大轮缸压力；若实际轮缸压力与目标轮缸压力相等，则防滑控制ECU关闭压力控制电磁阀（SLA），切断蓄压器与轮缸的油路，轮缸压力保持不变；若实际轮缸压力高于目标轮缸压力，则防滑控制ECU打开压力控制电磁阀（SLR），制动液流回制动液储液罐，轮缸压力降低。增压、保压及减压过程中各电磁阀的状态见表1所列。