匹配ESC系统气制动轻卡定速巡航退出问题整改

牟云峰，丁永明，刘章辉，刘云飞

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

某车型是针对欧盟市场开发的气压制动轻卡，匹配欧六发动机。根据欧盟法规，需获得欧盟 WVTA 证书的车型才可以在其境内销售。因此制动系统需满足ECE R13-10相关法规，要求具备ABS、ESC、LDWS功能。同时，为提高产品竞争力，该车型也匹配了定速巡航功能。而该车型在试验开发过程中，发现在开启定速巡航功能时出现偶发性功能自动退出的问题，正文将针对这一问题进行分析整改。

1 问题描述

项目可靠性试验样车在进行高速环道试验时，频繁出现定速巡航功能在未经任何操作的情况下，自行退出的现象。定速巡航功能除了驾驶员手动退出，只有在驾驶员踩下制动踏板或者油门踏板的情况下才会退出，因此该现象是一种不正常的工况。

2 原因分析

正常情况下定速巡航退出发生的条件是：制动踏板信号、油门踏板信号、巡航开关信号中任意一种操作，定速巡航功能退出。而该问题发生时，以上操作均为出现，因此是一种不正常工况。

针对这一现象进行故障重现，检测巡航退出时的信号输入，发现是由于ASR功能启动，对发动机发出降扭请求，因此定速巡航退出工作。

图1

2.1 ASR功能启动分析

ASR功能即驱动防滑功能。该车型由于ECE法规要求，采用前置后驱气压制动标配ESP系统，同时也具备ASR功能。

ASR系统工作逻辑是，车速超过40km/h时，需要实施发动机降扭，降低驱动系统转速，避免车辆失控。车速低于40km/h时，通过降扭和制动控制打滑车轮，避免车辆失控。车辆起步时，ASR功能可以通过制动控制打滑轮转速，帮助车辆起步。

ASR功能判断轮胎打滑与否，是以作为从动轮的前轮轮速计算出参考车速，然后判断各轮是否存在异常情况，是否需要实施控制。而针对定速巡航退出过程中的数据采集发现，前轮车速波动过大，超过车速稳定值要求的±1%的范围，导致参考车速异常，系统判断车辆存在打滑情况，因此启动ASR功能。由于车辆开启巡航功能时，时速超过 40km/h，ASR功能发出降扭请求，导致定速巡航功能退出。

图2

2.2 轮速信号波动分析

从测试数据来看，轮速信号存在有规律的波动，如下示意图：

图3

而轮速传感器的位置是固定不动的，导致这种情况出现的原因是齿圈与轮速传感器之间的间隙忽大忽小，即齿圈端面相对于旋转轴的跳动量偏大导致，而且转速越高，则切割磁感线产生的电压差值越大，轮速波动也越大。当轮速的偏差超过±1%时，系统判定轮速发生异常，引起ASR功能启动。

2.3 齿圈端面跳动检测

图纸要求齿圈端面跳动为0.35，实测值最大为0.227，零部件跳动合格，满足设计要求。

图4

2.4 分析结论

引起ASR功能启动的原因是齿圈端面跳动偏大，而样件跳动测试满足图纸要求，说明设计指标偏低，无法满足现有电子制动系统的精度要求，需要进一步提升。

3 整改方案验证

3.1 方案确定

试验样件检测跳动值达到0.227，仍无法满足系统要求，因此需要提高其精度要求。根据车速波动要求小于±1%经验设计，轮毂盘总成的齿圈端面跳动值设置在0.12，挑选满足这一要求的样件分别在两台试验车进行验证。

图5

3.2 方案验证

3.2.1 试验验证

1）第一台试验车验证超过10000公里满载高环试验，期间仅出现一次定速巡航退出问题。

图6

2）第二台试验车经试验验证，满载高环试验未出现定速巡航退出问题。

空载验证，发现车辆在每圈均同一位置发生定速巡航退出问题。

图7

3.2.2 异常分析

1）针对第一台车进行故障重现，发现其定速巡航退出时，车辆经过高环路面的对接位置，此处存在一个宽度约30cm，深度约10cm的接缝，此时车辆发生剧烈颠簸，轮速异常，导致ASR功能启动。

图8

2）针对第二台车空载出现定速巡航退出工况进行检测，发现其定速巡航退出也发生在高环路面对接处，此时轮速发生突变，导致ASR功能启动。

图9

3.3 试验验证结论

1）将轮毂盘总成的齿圈跳动控制在 0.12以下，轮速波动满足±1%范围，可以避免ASR功能随机启动导致定速巡航退出的问题；

2）路面的剧烈颠簸会也引起轮速的波动，导致ASR系统激活，定速巡航退出。而且对于空载的影响大于满载，但此类工况ASR功能是正常启动。

4 固化措施

4.1 图纸修改

根据试验验证结果，目前图纸要求轮毂盘总成齿圈端面跳动值0.35不合理，无法满足现有电子制动设备的精度要求，需要提高至0.12以下。按此要求修改图纸：①、总成齿圈跳动0.12；②、齿圈端面跳动0.05；

图10

4.2 质量检测改进

整桥厂增加采用专用下线检测设备，按实际工况转换成下线检测方法，输出轮速信号波形图，确保信号波动满足要求才能下线。

图11

5 总结

该车型是针对欧盟市场、ECE法规开发的气压制动车型，具有领先于国内要求的ESP系统，由于没有已知经验作为参考，而沿用之前的零部件精度要求，导致无法满足先进的电子制动系统的精度要求。

类似问题的出现，说明对于新技术的应用理解不充分，不能及时识别和提出符合技术升级要求的技术指标。同时应用流程不规范，无法在设计之初发现问题，并及时修改。

该问题的解决是对基础制动系统的零部件精度要求的一大提升，也对零部件的加工、装配工艺提出挑战，同时对目前检测手段的优化提出更高的要求。

参考文献

[1] 刘惟信.汽车设计.[M]清华大学出版社.

[2] 姚国平.新型汽车电器与电控系统使用维修问答.[M]北京机械工业出版社.2001年2月第一版.