雷克薩斯車電子控制制動(dòng)系統(tǒng)解析

南通文峰雷克薩斯汽車銷售服務(wù)有限公司（226001） 陳 杰

雷克薩斯車電子控制制動(dòng)系統(tǒng)解析

南通文峰雷克薩斯汽車銷售服務(wù)有限公司（226001） 陳 杰

雷克薩斯CT200h、ES300h、LS460、LS600h、GX460 及RX450h等車型均采用了電子控制制動(dòng)（Electronic Controlled Braking，簡(jiǎn)稱ECB)系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)為：不再沿用傳統(tǒng)的真空助力器，而采用液壓制動(dòng)助力器；正常制動(dòng)時(shí)，液壓制動(dòng)助力器產(chǎn)生的液壓不直接驅(qū)動(dòng)輪缸，而是作為液壓信號(hào)使用；當(dāng)ECB系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，液壓制動(dòng)助力器產(chǎn)生的液壓又能直接驅(qū)動(dòng)輪缸。下面筆者以雷克薩斯ES300h車為例，介紹ECB系統(tǒng)的組成及工作原理。

1 ECB系統(tǒng)的組成

如圖1所示，ECB系統(tǒng)主要由制動(dòng)助力器泵總成、制動(dòng)執(zhí)行器、防滑控制ECU、制動(dòng)踏板行程傳感器、帶主缸的液壓制動(dòng)助力器及制動(dòng)行程模擬器等部件組成，其主要組成部件的結(jié)構(gòu)及原理如下。

1.1 制動(dòng)踏板行程傳感器

制動(dòng)踏板行程傳感器（圖2）安裝在制動(dòng)踏板附近，用于直接檢測(cè)由駕駛?cè)瞬僮鞯闹苿?dòng)踏板行程，該傳感器為非接觸型傳感器，其內(nèi)部有2個(gè)霍爾元件，輸出信號(hào)特性如圖3所示 。

1.2 制動(dòng)助力器泵總成

如圖4所示，制動(dòng)助力器泵總成主要由制動(dòng)助力器泵和蓄壓器組成。制動(dòng)助力器泵總成是ECB系統(tǒng)的液壓動(dòng)力源，負(fù)責(zé)產(chǎn)生并存儲(chǔ)液壓，防滑控制ECU用此液壓控制車輪制動(dòng)。

如圖5所示，蓄壓器壓力傳感器（安裝在制動(dòng)執(zhí)行器總成內(nèi)）持續(xù)監(jiān)測(cè)蓄壓器內(nèi)的壓力，并將其傳輸至防滑控制ECU，若蓄壓器壓力低于設(shè)定壓力，則防滑控制ECU通過內(nèi)置制動(dòng)助力泵繼電器驅(qū)動(dòng)制動(dòng)助力泵，由制動(dòng)助力泵排放的制動(dòng)液通過單向閥存儲(chǔ)于蓄壓器內(nèi)，直到蓄壓器壓力達(dá)到設(shè)定壓力；若制動(dòng)助力泵因故障長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)或蓄壓器壓力傳感器發(fā)生故障，導(dǎo)致蓄壓器壓力過高，減壓閥打開使制動(dòng)液回流到制動(dòng)液儲(chǔ)液罐，以降低蓄壓器壓力；若蓄壓器壓力持續(xù)低于設(shè)定值，則防滑控制ECU通過CAN線使組合儀表點(diǎn)亮制動(dòng)警告燈、ABS警告燈及防滑指示燈，并鳴響蜂鳴器，以提醒駕駛?cè)恕?/p>

1.3 帶主缸的液壓制動(dòng)助力器

如圖6所示，帶主缸的液壓制動(dòng)助力器由直接連接至制動(dòng)踏板的操縱桿、動(dòng)力活塞、主缸活塞、調(diào)節(jié)活塞、回位彈簧及切換制動(dòng)液通道的滑閥等部分組成。

如圖7所示，當(dāng)駕駛?cè)瞬认轮苿?dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)踏板的操縱力通過動(dòng)力活塞從操縱桿傳輸至主缸活塞,主缸的回位彈簧比調(diào)節(jié)活塞的回位彈簧設(shè)定負(fù)載高，因此使得調(diào)節(jié)活塞在主缸壓縮之前向前（圖7中左側(cè)）移動(dòng)，使滑閥關(guān)閉通向制動(dòng)液儲(chǔ)液罐和助力器腔的油道，打開自蓄壓器和助力器腔的油道,液壓施加至助力器腔,從而產(chǎn)生助力并進(jìn)一步增強(qiáng)了制動(dòng)踏板力，同時(shí)助力克服回位彈簧力壓縮主缸，使主缸壓力升高。

如圖8所示，當(dāng)駕駛?cè)吮３植认碌闹苿?dòng)踏板不動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板操縱力和主缸壓力達(dá)到平衡，此時(shí)滑閥關(guān)閉助力器腔、蓄壓器及制動(dòng)液儲(chǔ)液罐間的油道。

當(dāng)駕駛?cè)藴p小制動(dòng)踏板操作力時(shí)，主缸壓力降低，施加至調(diào)節(jié)活塞返回側(cè)的力相對(duì)變大，且調(diào)節(jié)活塞和滑閥進(jìn)一步向后（圖9中右側(cè)）移動(dòng)，打開制動(dòng)液儲(chǔ)液罐和助力器腔之間的油道，因此助力器腔內(nèi)的制動(dòng)液回流至制動(dòng)液儲(chǔ)液罐，降低了助力器腔壓力，且平衡了減少的主缸壓力和助力器腔壓力。

1.4 制動(dòng)行程模擬器

行程模擬器位于液壓制動(dòng)助力器旁邊（圖6），其油路由1個(gè)開關(guān)電磁閥（安裝在制動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)）控制，正常制動(dòng)時(shí)，開關(guān)電磁閥（SSC）打開，使主缸內(nèi)的制動(dòng)液流入制動(dòng)行程模擬器，從而制動(dòng)踏板產(chǎn)生與主缸壓力相關(guān)行程。

1.5 制動(dòng)執(zhí)行器

如圖10所示，制動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)防滑ECU指令調(diào)節(jié)施加至各輪缸的制動(dòng)液壓，其內(nèi)部主要由4個(gè)開關(guān)電磁閥（SCC、SMC、SRC和SSC）、2個(gè)壓力控制電磁閥（SLA和SLR）、4個(gè)壓力保持電磁閥（FLH、FRH、RLH和RRH）、4個(gè)減壓電磁閥（FLR、FRR、RLR和RRR）、蓄壓器壓力傳感器、主缸壓力傳感器及前輪缸壓力傳感器組成。壓力控制電磁閥的作用為，正常制動(dòng)時(shí)，控制各輪缸壓力以產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)力；開關(guān)電磁閥的作用為，激活制動(dòng)控制時(shí)，切斷或?qū)ㄖ苿?dòng)液壓路徑；壓力保持電磁閥和減壓電磁閥的作用為，當(dāng)ABS、TRC（牽引力控制）、VSC（車身穩(wěn)定控制）、輔助制動(dòng)及坡道起步等功能被激活時(shí)，調(diào)節(jié)各輪缸壓力；主缸壓力傳感器的作用為，將液壓制動(dòng)助力器產(chǎn)生的液壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將其傳輸至防滑控制ECU，防滑控制ECU據(jù)此確定駕駛?cè)怂璧闹苿?dòng)力；前輪缸壓力傳感器的作用為，檢測(cè)施加至其各輪缸的液壓并反饋至防滑控制ECU，防滑控制ECU據(jù)此控制壓力控制電磁閥，以實(shí)現(xiàn)最佳輪缸壓力；蓄壓器壓力傳感器的作用為，持續(xù)監(jiān)測(cè)蓄壓器內(nèi)的制動(dòng)液壓力并傳輸至防滑控制ECU，防滑控制ECU據(jù)此控制制動(dòng)助力器泵工作，以保證系統(tǒng)有足夠的制動(dòng)液壓。

2 ECB系統(tǒng)的工作原理

下面參照?qǐng)D10，從增壓、保壓及減壓3個(gè)過程來講解ECB系統(tǒng)的工作過程。

正常制動(dòng)期間，開關(guān)電磁閥SSC和SCC打開，開關(guān)電磁閥SMC和SRC關(guān)閉，從液壓制動(dòng)助力器至各輪缸的液壓回路各自分離，在這種情況下，通過控制壓力控制電磁閥SLA 和SLR升高、保持和降低各輪缸壓力。

如圖11所示，防滑控制ECU根據(jù)主缸壓力傳感器和制動(dòng)踏板行程傳感器的信號(hào)計(jì)算駕駛?cè)怂枰闹苿?dòng)力；然后，防滑控制ECU根據(jù)所需制動(dòng)力計(jì)算出再生制動(dòng)力并將此計(jì)算值傳輸至動(dòng)力管理控制ECU，由動(dòng)力管理控制ECU產(chǎn)生再生制動(dòng)力；同時(shí)，動(dòng)力管理控制ECU將實(shí)際再生制動(dòng)力傳輸至防滑控制ECU，防滑控制ECU計(jì)算出目標(biāo)輪缸壓力，控制壓力控制電磁閥，以使液壓制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生制動(dòng)力（該制動(dòng)力等于駕駛?cè)怂柚苿?dòng)力減去實(shí)際再生制動(dòng)力）。防滑控制ECU將前輪缸壓力傳感器監(jiān)測(cè)的實(shí)際輪缸壓力與目標(biāo)輪缸壓力進(jìn)行比較，若實(shí)際輪缸壓力低于目標(biāo)輪缸壓力，則防滑控制ECU打開壓力控制電磁閥（SLA），使蓄壓器內(nèi)的液壓進(jìn)入輪缸，從而增大輪缸壓力；若實(shí)際輪缸壓力與目標(biāo)輪缸壓力相等，則防滑控制ECU關(guān)閉壓力控制電磁閥（SLA），切斷蓄壓器與輪缸的油路，輪缸壓力保持不變；若實(shí)際輪缸壓力高于目標(biāo)輪缸壓力，則防滑控制ECU打開壓力控制電磁閥（SLR），制動(dòng)液流回制動(dòng)液儲(chǔ)液罐，輪缸壓力降低。增壓、保壓及減壓過程中各電磁閥的狀態(tài)見表1所列。

表1 ECB系統(tǒng)增壓、保壓及減壓過程中各電磁閥的狀態(tài)

另外，當(dāng)ECB系統(tǒng)關(guān)閉或發(fā)生故障時(shí)，開關(guān)電磁閥（SSC）關(guān)閉，開關(guān)電磁閥(SMC）和開關(guān)電磁閥（SRC）打開，主缸內(nèi)的制動(dòng)液將直接流入各輪缸。

（2015-11-27）