混合動力汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與制動模式解析

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)維修人員對新能源汽車不甚了解，在維修時遇到了一些困難。文章對新蒙迪歐混合動力汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理進行了介紹，對其多種制動模式進行了分析，希望能對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；混合動力汽車；制動系統(tǒng)；制動模式

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。新蒙迪歐插電混動版是長安福特公司于2018年2月推出的一款插電混動車，此款轎車是在原新蒙迪歐油電混動版基礎(chǔ)上，增設(shè)了一個符合國標(biāo)的交流車用充電插座，同時進一步加大了電池容量。不論是新的插電混動版還是非插電混動版，新蒙混動的制動模式與傳統(tǒng)燃油車有較大差別，維修人員對其結(jié)構(gòu)原理不甚了解，在維修時遇到一些困難[1]。本文從新蒙迪歐混合動力汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理、制動模式等方面進行介紹，希望能給新能源汽車的維修帶來一些引導(dǎo)效果。

1 新蒙迪歐混合動力汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理

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

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

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

蒙迪歐混動版轎車制動系統(tǒng)各電控元件位置如圖1所示。制動系統(tǒng)的主控模塊是ESP模塊，工作時，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)要求啟動主動或再生制動。制動踏板行程傳感器和制動踏板開關(guān)會向ESP模塊發(fā)送制動踏板的位置信息。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)動機控制模塊；2-磁力驅(qū)動連接；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-制動踏板開關(guān)；9-制動伺服機構(gòu)壓力傳感器；10-ESP模塊；11-制動伺服機構(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/起動機和電動機的自動變速器HF35；14-SOBDMC；15-電動真空泵

2 新蒙迪歐混合動力汽車的制動模式

為了決定激活哪種制動模式，ESP模塊需要制動踏板位置、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）。可用的模式包括再生制動、再生和主動制動、主動制動和傳統(tǒng)制動、傳統(tǒng)制動4種[3-4]。

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

2.1 再生制動

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

2.2 再生和主動制動

同樣是在輕踩制動踏板時，根據(jù)有關(guān)高壓蓄電池充電狀態(tài)的信息，PCM會計算電動機能夠達(dá)到的最大制動扭矩，并將此信息發(fā)送到ESP模塊。如果該制動扭矩低于ESP模塊要求的制動扭矩，ESP模塊將計算差距并相應(yīng)地激活制動伺服機構(gòu)中的磁力驅(qū)動。這將使柱塞向制動伺服機構(gòu)移動，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)動會使車輛使用傳統(tǒng)制動進行額外制動。ESP模塊會持續(xù)監(jiān)控車輛操控。如果在制動過程中存在來自ESP模塊的控制干預(yù)，HCU中的相應(yīng)氣門將會激活。

2.3 主動制動

輕踩制動踏板時，如果高壓蓄電池已充滿電，ESP模塊將激活制動伺服機構(gòu)中的磁力驅(qū)動。這將使柱塞向制動伺服機構(gòu)移動，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)動會使車輛使用傳統(tǒng)制動進行額外制動。ESP模塊會持續(xù)監(jiān)控車輛操控。如果在制動過程中存在來自ABS/穩(wěn)定性輔助模塊的控制干預(yù)，HCU中的相應(yīng)氣門將會激活。

2.4 傳統(tǒng)制動

如果繼續(xù)踩下制動踏板，直至柱塞推力墊與柱塞防松螺母之間沒有間隙，則柱塞向制動伺服機構(gòu)移動。車輛將始終采用傳統(tǒng)制動，同時也可連接再生制動系統(tǒng)。如果ESP模塊檢測到制動踏板或制動伺服機構(gòu)壓力傳感器連接到制動伺服機構(gòu)，用于測量制動伺服機構(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范圍是0.2～4.9 V，具體取決于制動伺服機構(gòu)中的真空伺服機構(gòu)上的傳感器電路發(fā)生故障，或者磁力驅(qū)動線圈發(fā)生故障，則車輛只能采用傳統(tǒng)制動。

3 結(jié)語

新蒙迪歐混合動力汽車的制動系統(tǒng)與其他新能源汽車一樣，相對于傳統(tǒng)汽車加裝了制動踏板行程傳感器和制動踏板模擬器，在輕踏制動踏板時，制動系統(tǒng)可能會進入再生制動、再生制動和主動制動、主動制動及傳統(tǒng)制動的4種制動模式之一。傳統(tǒng)制動模式下，真空助力的產(chǎn)生依賴一套包括電動真空泵、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[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汽車布置分析[J].汽車工程師，2018（3）：18-20.

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