某型轻客制动踏板顶脚问题研究

苏媛，陈杰，郑朋辉

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

随着车辆的普及及人民生活水平的提升，消费者对车辆驾乘舒适性的要求也越来越高。制动系统作为涉及车辆安全性的重要系统，若制动过程中出现异常，驾驶人员产生的恐慌程度远大于其他系统异常，会严重影响客户使用感觉。本文对研发过程中，车辆出现的制动踏板顶脚问题进行分析和排除，并完善了EBD验收规范。

1 故障现象

该轻型客车目前处于开发尚未上市的状态，在试验场进行强化路可靠性试验。试验人员反映当正常缓踩制动踏板进行行车制动过程中车辆四轮没有出现抱死的情况，在制动末端车速很低的状态下主观感觉踏板存在“顶脚”现象。随着踩踏制动踏板力度增加，制动踏板“顶脚”力度随之增加，拆检制动未见异常现象。

2 故障原因及排除过程

根据制动系统各零部件的工作原理制定了确认表

表1 原因确认

2.1 液压控制单元内部堵塞、真空助力器损坏、卡钳卡滞等机械故障

对故障车进行换件处理，针对更换下的旧件进行台架性能测试：

①对更换下的液压控制单元旧件进行增压阀增压速率、减压阀减压速率等台架测试。

②对更换下的卡钳进行活塞和卡钳体滑动阻力、摩擦片滑移力台架测试。

③对真空助力器按试验大纲进行性能测试。

所有数据均符合技术规范标准，且换件后故障仍然存在，故排除液压控制单元内部堵塞、真空助力器损坏、卡钳卡滞造成踏板顶脚故障。

2.2 制动盘变形、厚差超差

针对故障车制动盘如下图所示进行薄厚差及端面跳动测量。

①用干净的纱布，清洁制动盘表面，在距离制动盘最大直径约10mm处的端面均等选取 8个点，使用螺旋测微计测量该8个点的厚度，得到的最大值减去最小值即为厚薄差。

②将百分表固定在前悬挂壳体一侧，表头测量离制动盘最大直径约 10 毫米处的端面，脱档转动制动盘，得到的最大值减去最小值即为制动盘跳动值；

③ 用干净的纱布清洁前轮毂表面； 将百分表固定在前悬挂壳体一侧；表头测量离前轮毂最大直径约2 毫米处的端面，脱档转动前轮毂，得到的最大值减去最小值即为前轮毂跳动值。

标准要求制动盘的厚薄差≤0.02 毫米；制动盘端面跳动≤0.05 毫米；前轮毂端面跳动≤0.03 毫米。

图1 制动盘薄厚差及端面跳动测量方法

测量结果均满足使用要求，排除制动盘引起的踏板顶脚故障。

表2

2.3 ABS、EBD调节异常

在车辆故障发生后，读取液压单元ECU数据得知，整个制动过程中ABS及电机均未介入，EBD介入工作，前轮压力126Bar，后轮保压为79.6Bar。

图2 故障发生时ABS ECU的数据

图3 故障发生后管路压力波动曲线

读取图3制动过程压力曲线中，前轮压力波动平缓，后轮压力有瞬间上升的过程，快速的压力波动极易反馈至踏板，造成顶脚现象，此时断开ABS针对故障车进行道路测试，制动顶脚感消失，锁定EBD介入调节异常造成踏板顶脚问题发生。

为了更好的解决因EBD调节引起的制动踏板顶脚问题，我们对EBD进行了进一步的分析，EBD工作原理：ECU根据制动时的轮速计算滑移率，通过滑移率判断路面情况或者轴荷转移的程度，通过减压、保压、增压来控制后轮的制动力，从而调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS制动提高制动过程的稳定性。当车辆两前轮的减速度大于0.6g某个后轮的轮减速度大于0.75g且滑移率大于等于0.05的情况下，EBD介入调节。

经实车液压单元ECU程序读取，EBD介入调节时间合理，ABS全程没有介入调节。

EBD的特点：制动一开始就启动；同ABS一样具有增压、减压、保压三个状态，以保压为主。

当车辆滑移率触发EBD，开始进行后轮保压，若滑移率和轮减速度继续增大到ABS减压门限，则退出EBD流程进入ABS控制，后轮减压，若滑移率大于EBD触发门限且不能达到ABS减压门限，则后轮持续保压直至车速降低至车速低于10km/h，车轮抱死已基本不影响车辆稳定性， EBD退出介入。

经ECU数据分析及制动系管路压力波动曲线判断，该车辆制动顶脚故障发生在EBD退出的瞬间，后轮因EBD介入保压，制动压力一直保持在70-80Bar，而此时前轮和主缸压力在 126bar，当车速降低 EBD功能退出后，后轮压力 200毫秒内迅速上升至与主缸压力一致，与ABS标定厂家商讨方案，优先考虑调整EBD调节方式和EBD介入门限两种方式进行程序优化，将将 EBD的介入时机调晚使前后轮压差减小，优化EBD的调节方式，将增、减压阀的开启和关断由原来的瞬间开启、关断方式调整为缓开启和缓关断，延缓后轮管路增压时间，减缓压力波动对踏板脚感的冲击。经过控制程序的重新标定和优化，制动踏板顶脚感消除。

3 总结

因踏板感觉受整车、路况、制动系各零部件等多方面影响，在前期车辆开发过程未出现过类似问题，EBD工作及退出时踏板感为正常的嗒嗒的轻微振动，但该车踏板感觉放大至令人不舒服的顶脚感，这也是不同配置车辆开发均需要重新标定ABS的原因。遇到该问题在排除了制动系统的机械故障后，并未第一时间考虑到是EBD工作造成，经过逐一分析和排除，最终确认EBD程序调节不当导致制动踏板顶脚感的发生，该论文对故障排查和解决方法进行了介绍，以便后期新车型开发和在ABS标定过程中规避类似问题发生。文中还介绍了制动盘薄厚差及端面跳动的测量方法，对排除制动盘变形引起的踏板顶脚感及制动抖动有一定的参考价值。

参考文献

[1] 吉林大学汽车工程系.汽车构造（第 5版）[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2] 余志生.汽车理论（第5版）[M].北京：机械工业出版社,2010.

[3] 刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社,2001.

[4] 汽车工程手册 设计篇( 第14 卷) 人民交通出版社,2000.