prius制动召回事件

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    ABS是在紧急刹车或在摩擦系数较小的路面(冰雪路面等)行驶时防止轮胎锁死横摆打滑的装置。这种装置通过自动重复进行制动和解除来防止轮胎锁死,从而确保转向操作。丰田表示,新款普锐斯与旧款相比,ABS启动之后至油压制动器启动之前的间隔时间稍长,因此会让驾驶者有“刹车不灵”的感觉。横山称,该公司接到投诉的刹车不灵的现象,几乎只出现在ABS启动时。他还解释说,即使出现这种现象,只要充分踩下脚制动器,仍可正常停车。

  作为对策,丰田缩短了ABS启动之后至油压制动器启动之前的间隔时间,减轻驾驶者的担心。该公司首次接到刹车问题的投诉是在2009年秋季。进入12月的冬季以后,投诉数量增加,丰田开始正式研究解决对策,并着手修改了ABS的设定。 
    

由于存在刹车问题而宣布召回的丰田的新款“普锐斯”。该车的特点是为提高燃效,采用了可以在制动时回收车辆运动能量的“再生协调制动”系统。

  再生制动的作用是在混合动力车(HEV)和电动汽车(EV)中,制动时利用车辆的运动能量来旋转马达,回收为电能。不过,只有少数情况下才可以仅凭再生制动获得所需要的制动力。因此,再生协调制动是对来自普通液压制动系统的制动力和来自再生系统的制动力进行协调,从而获得所需制动力的构造。

{zd0}限度地回收能量

  再生协调制动的基本工作原理如下所示(图1)。首先,当驾驶员的脚部离开油门踏板时,系统进行轻微的、不让驾驶员有感觉的再生制动,回收运动能量。其次,一旦驾驶员踩踏制动踏板,系统便根据踩踏速度和踏板的位置变化量,判断驾驶员所需要的制动力为何种程度。然后在需要的制动力范围内,{zd0}限度地提供再生制动。而且,单是再生制动不够时,则通过液压制动来弥补。


  普锐斯此前一直通过专门设计的系统来实现再生协调制动功能。新款普锐斯则采用了新型的再生协调制动系统,该制动系统通过推进与通用防侧滑装置(ESC)部件的通用,将重量较原来减轻了29%,还降低了成本。这种新型制动系统之后配备在了2009年7月上市的“雷克萨斯HS250h”以及同年12月上市的“SAI”等新款混合动力专用车中,预计今后丰田的前轮驱动式混合动力车也将标配。

  新型制动系统由爱德克斯(Advics)供应主要部件(图2)。爱德克斯提供的部件包括将液压助力器(Hydraulic Booster)、制动执行器(Brake Actuator)和ECU(电子控制单元)等集为一体的单元,以及集成了液压泵、马达和蓄能器(Accumulator)的单元。制动系统为爱德克斯与丰田共同开发,其中的包含制动执行器的模块以及ECU为丰田开发。系统的最终组装也由丰田负责。

  新型制动系统与原来相比对系统获得了简化,同时增加了与普通ESC通用的部件(图3)。为了便于比较,先介绍一下旧款普锐斯的再生协调制动。
旧款普锐斯中配备的再生协调制动被称之为“ECB(Electronically Controlled Brake system)2”,踩踏制动踏板的力在正常行驶时不会直接传给各个车轮的制动钳(Caliper),为“线控制动(Brake By Wire)”的一种(图4)。

  来自制动踏板的液压管路,一般通过位于中间的切换电磁阀(Solenoid Valve)与制动管路隔离。驾驶员要求的制动力,可利用传感器检测踩踏制动踏板的速度和踏板角度后推算出来。

  另一方面,通过马达驱动的液压泵而产生的液压,由各个车轮中配备的线性电磁阀进行控制,并获得必要的控制力。

  旧款普锐斯之所以采用线控制动,是为了xx制动操作时的不适感。如果制动踏板和液压电路相连的话,那么随时都会发生变化的再生制动反力就会通过液压管路传到制动踏板。为了避免出现这种情况,稍后将要介绍的普锐斯以外的再生协调制动系统,也在正常行驶时隔离了制动踏板和液压电路。

  不过,一旦制动踏板和制动配管被隔离,通过踩踏制动器而从主缸中排除的制动液就会无处可去,制动踏板也会失去“踩踏感应”。为了解决此类问题而配备的就是名为“踏板行程模拟器(Pedal Stroke Simulator)”(以下简称行程模拟器)的部件。

  这是一种配置在主缸和液压电路之间的部件,内置通过弹簧支撑的柱塞(Plunger)。通过该柱塞的移动,可以抵消制动液的移动,同时还会产生踩踏制动踏板时的反力。

  在新款普锐斯中,这种再生协调制动的基本作用也是一样的。不过,新款普锐斯为了减小尺寸、重量和成本对其进行了两大变更。

ESC和电磁阀实现通用化

  {dy}项变更体现在控制各个车轮制动力的电磁阀中,旧款普锐斯一直采用线性电磁阀,而新款普锐斯则采用了与普通ABS和ESC中使用的电磁阀通用的负载控制(Duty Control)型电磁阀(Solenoid Valve)。线性电磁阀的特点是以高精度定位内部的滑阀(Spool Valve),可以精密控制液压。不过成本较高,尺寸也较大。

  而负载型电磁阀基本上只能进行开关动作,但可以通过改变开启时间和关闭时间的比例来控制液压。不过,其精度不如线性电磁阀。

  线性电磁阀还用于xx车型“雷克萨斯LS”和“雷克萨斯GS”等配备的高性能制动系统中。通过在各个车轮中配备线性电磁阀和压力传感器,可以独立控制各个车轮的制动液压,因此也可用于非混合动力车型中。

  而新款普锐斯的制动系统只在决定整个系统液压的部分采用了线性电磁阀,检测该液压的轮缸(Wheel Cylinder)液压传感器也只有一个。采用了通过各个车轮中配备的负载控制型电磁阀来决定以何种程度传递其液压的方式。这是一种早已用于ESC等的方式,丰田采用这个部件估计是判断在性能上已经足够的结果。

  另外,为降低新款普锐斯制动系统的成本做出了贡献的是电源脱落时备份(Backup)方式的变更。在线控制动系统中,制动踏板只不过是个开关,因此一旦电源脱落,驱动液压泵的马达就会停止运转,从而无法产生制动力。为了防止出现这种情况,旧款普锐斯作为备份电源配备了电容器(Capacitor)。

  新款普锐斯进行了以下变更:分离并独立了旧款普锐斯中与液压单元融为一体的液压泵、马达和蓄能器,来自蓄能器的高液压也会传到主缸中,然后作为液压助力器发挥作用。电源脱落时,切换阀门就会打开,驾驶员踩踏踏板的力可以在液压助力器的帮助下传到各个车轮。

  电源一旦脱落,液压泵的马达就无法运转,不过凭借蓄能器中存储的液压,可以辅助制动2~3次左右。由此可以省去电容器,从而降低成本。(记者:鹤原 吉郎)

    

图3:新款普锐斯用再生协调制动的液压电路
特点是采用了液压助力器,大量采用了与普通ESC通用的电磁阀,并降低了成本。(点击放大)
图4:第二代普锐斯用再生协调制动的液压电路
特点是四个轮子各自都带有线性电磁阀和液压传感器,可以独立控制液压。(点击放大)

    

    

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