混動汽車制動液加注通訊插頭開發淺談

乙鵬 殷偉智 卞方

摘 要：行車制動系統是整車系統重要組成部分，其中制動液加注作為制動系統裝配的最后一道工序，始終是總裝車間的一項關鍵工藝?；靹悠囉捎谄渫瑫r保留內燃機系統及電動系統，前艙產品布置復雜擁擠，往往給制動液加注通訊設備的設計開發造成不小的難度。文章歸納總結目前總裝制動液加注常用幾種的通訊方式，通過對比，提出了一種較經濟，針對混動汽車的制動液加注通訊設備設計方法。

關鍵詞：汽車;制動液;加注設備;混合動力

中圖分類號：U466 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）20-54-04

Abstract： Service brake system is one of the most important vehicle system in which brake fluid filling as the last process in GA shop is always key process. For hybrids vehicles， it is more difficult to design and develop communication adopter when considering its connatural feature， equipped with ICE and electrical parts in the same time. This paper mainly discuss the different popular methods for brake communication adopter and bring up one new economic method for Hybrids vehicles via comparison.

Keywords： Automobile; Brake fluid; Filling machine; Hybrid vehicles

CLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-54-04

引言

隨著汽車工業迅猛發展及對駕車安全性越來越高的要求，目前行車制動系統廣泛采用制動模塊防抱死制動系統（Anti-locked Braking System），它是一種具有防滑、防鎖死等優點的汽車安全控制系統。制動模塊主要由ECU控制單元、車輪轉速傳感器、制動壓力調節裝置和制動控制電路等部分組成。

在ABS模塊中，每一個制動主缸都有一對進出液電磁閥，可由控制電路對其制動壓力進行獨立控制，從而實現4個車輪不發生完全抱死的現象。但在制動液加注過程中，由于常閉閥的存在，造成ABS 內部有死腔無法加注，因此在加注前需要與ABS模塊建立通訊，進而在加注過程中按需打開常閉閥，完成制動系統抽真空、加液、保壓、回抽等一系列流程。

1 汽車制動系統加注原理

考慮量產生產效率及加注質量，目前絕大部分主機廠采用真空加注方式進行制動液在線加注。目前汽車制動模塊分為濕式和干式兩種。濕式制動模塊，供應商已對制動模塊的第二回路進行加注，總裝進行制動液加注時無需通訊來進行第二回路的抽真空與加注。由于成本原因，目前這一形式已經很少使用。干式制動模塊，除了按常規制動系統進行加液排氣，還需對模塊內部二級回路（如圖1所示）進行排氣，加注過程需要對制動模塊進行閥和馬達控制以打開其二級回路，將第二回路全部加注滿制動液。

因此，對于干式制動模塊，其真空加注設備（如圖2所示）一般由主設備、加注槍頭和通訊插頭以及軟件加注通訊程序構成。

制動液真空加注前（如表1所示）首先利用設備將制動系統抽成真空，形成負壓，然后將制動液吸入制動系統內部管道，最后通過對系統施加正壓力，并保壓，確保系統加注充分。

2 總裝車間制動液在線加注常用通訊插頭連接方式

對于干式加注方式，根據通訊插頭在整車連接位置的不同，可分為以下幾種：

（1）制動模塊直連式

加注設備通訊插頭直接與制動模塊母端接插件連接，通訊信號通過制動模塊母端負責，控制二級回路的PIN針以控制二級回路開閉;

（2）OBD診斷接口間接式

加注設備通訊插頭通過整車電瓶線束加載外加供電，同時增加AUTOSAR信號線到OBD接口，完成信號及供電的連接，實現控制二級回路。這種方式要求制動加注前完成診斷接口到制動模塊之間的汽車線束（制動模塊分支線束）物理連接;

（3）Pig-tail甩線直連式

將整車制動模塊分支線束中用于通訊及電源回路的線束引出形成一個inline接插件，加注設備通訊插頭端根據inline匹配設計接插件，整車端的inline接口通過釋放防水堵頭，保證加液完成后的密封。該方式要求增加inline接插件的布置空間，且位置在手部操作可達區域。其他與制動模塊直連式一致，但不同的是完成加注后需要將分支插頭固定到車身。

通過對以上三種連接形式的分析可知：

（1）直連式綜合成本最低，但對整車特別是前艙零部件的布置要求最高，在整車設計前期即需要考慮給加注設備接口電路預留足夠的接插空間，這將進一步限制產品設計的柔性;

（2）OBD診斷接口間接連接，綜合成本處于中等，可實現不同車型共用一套加注設備接口電路。但需要在制動加注工位前提前完成大部分整車電子線束的連接，不利于總裝柔性化工藝實施，同時需要頻繁進出乘客艙，大幅增加總裝非增值工時;

（3）Pig-Tail甩線直連式結合了直連式及OBD診斷口間接式優點，對于產品布置無特殊的要求。但由于需要新增一套回路及一對防水插頭，零件成本增加也是三種連接方式中最高的。

3 混合動力汽車前艙布置對制動液加注影響

隨著國家環保要求越來越高及用戶對低油耗的強烈需求，新能源車型應運而生。其中混動車型既能降低油耗，也能避免純電動車的“里程焦慮”，正得到大部分用戶的歡迎，對于正處于新能源車型發展過渡階段的汽車行業來說具有一定的意義。但由于混動車型先天的結構限制，其整車系統相當復雜，不僅保留了原有燃油車的所有零件，同時還額外增加電動車相關的零件。從整車布置角度來看，由于前艙布局緊湊，為了優先滿足整車功能要求，往往會犧牲部分裝配空間。其中制動模塊通訊插頭接插空間小就是一個典型的問題（如圖3所示）。

4 混合動力汽車制動液加注通訊插頭方案研究

通過對混合動力汽車前艙各零件布置要求的深入理解，我們發現保險絲盒（UEC）的布置必須要考慮售后維修需要，對保險絲盒的開合應預留有足夠的操作空間，另一方面保險絲盒“天然的”與整車大部分電子模塊保持有物理連接。因此，我們設想利用這一已有的物理連接，對保險絲盒已有的接插件及與之相連的整車線束進行適當改造，使其成為與制動模塊建立物理通訊的“橋梁”。

4.1 原理設計

以某一型號汽車制動模塊為例，對其二級回路（圖4）的通斷控制共需要七路信號（表2）：分別是兩路CAN線、三路電源、兩路接地。

當前UEC設計中已有三路供電端口與制動模塊相連，所以只要在此基礎上增加制動模塊兩路CAN線，便可與制動模塊自身接地線共同組成制動模塊加液通訊控制回路。但考慮到通過車身接地會產生額外的穩定性問題，影響制動液加注效果，直接將接地端并接到UEC。方案原理圖如圖5所示。

4.2 工程方案

整車端：分別將ABS 模塊CAN線、接地線從原車線束中引出分支并從保險絲盒接插預留孔位引出，與保險絲盒已有的制動模塊供電線路共同組成制動液加液通訊控制回路。

設備端：設備端通訊接口根據保險絲盒接插件開發對配結構，并利用保險絲盒結構開發鎖止裝置，確保設備插接后完全鎖止到保險絲盒（如圖7所示）。

5 結論

本文通過對目前通訊插頭不同設計方案的討論，歸納總結了各方案適用的項目類型及優缺點并在此基礎上提出了一種較經濟的適用于緊湊型前艙制動液加注通訊接口設備設計方案。其對實現可實施、低成本、高柔性的制造方案具有較強的實際意義。

制動系統作為整車系統重要的組成部分，其裝配質量某種程度上決定了整車安全性指標。作為制造部門，如何在保證產品設計不走樣的情況下，實現制造成本、制造柔性的最優化，這需要在項目開發初期根據車型類別及項目定位，進行策略性的選擇。相信隨著制動模塊化、集成化、智能化的發展，制造的限制將越來越少，更多的通過后臺軟件滿足相關的制造要求。

參考文獻

[1] 呂秀妮.基于ABS模塊升級的制動液加注機國產化改造[J].裝備制造技術，2011，10.