怠速行驶缓踩制动整车抖动及发动机转速飙升问题分析

摘 要： 本文简要的介绍了某车型在怠速行驶缓踩制动下整车抖动及发动机转速飙升问题的分析验证过程，并对原因进行分析，提出改进建议。

1 引言

随着车辆的日益增多，城市道路越来越拥挤，车辆怠速行驶下缓踩制动是非常常见的一种行驶工况，如车辆拥堵和交叉路口等红绿灯时经常用到此工况。如果车辆在怠速行驶中缓踩制动出现整车抖动及发动机转速飙升，这会严重影响了车辆使用的舒适性，并一定程度上影响车辆的燃油经济性。

目前某车型媒体试驾8 号车，在试驾过程中发现怠速行驶缓踩制动时整车抖动及发动机转速飙升现象严重，此问题在售后中也发现多例。

对于某车型出现怠速行驶缓踩制动时整车抖动及发动机转速飙升现象，是一个急需解决的问题。本文通过怠速行驶缓踩制动时整车抖动及发动机转速飙升现象的再现测试分析，找到了此车型整车抖动及发动机转速飙升问题的根本原因，并对此提出改进建议。

2 正文

2.1 问题初步分析

根据某车型出现整车抖动及发动机转速飙升现象发生在怠速行驶下的缓踩制动，可初步判定为以下两种原因造成的：一是电喷匹配引起，二是制动系统造成的。

2.1.1 电子燃油喷射控制系统工作原理

电子燃油喷射控制系统（简称EFI 或EGI 系统），以一个电子控制装置（又称电脑或ECU）为控制中心，利用安装在车辆或发动机不同部位上的各种传感器，测得车辆或发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。

从电子燃油喷射控制系统的工作原理可知，精确的控制电子燃油喷射，必须得从各传感器中获得精确的各种工作参数，如果某参数出现异常后，必定会影响到电子燃油喷射控制系统的控制策略。


图1 电子燃油喷射控制系统的控制策略

2.1.2 制动系统工作原理

制动系统工作原理：驾驶员踩制动踏板，制动灯点亮，踏板力与真空伺服力推动主缸产生液压，液压经过ABS 调节分配到各个制动器，制动器产生制动力矩，促使车辆减速或停止。

从制动系统工作原理可知，整车抖动可由制动器、ABS 等制动零部件故障引起。

2.1.3 初步分析结论

通过对相同车型进行测试，发现不是每辆车都存在此问题，排除是由电子燃油喷射控制系统控制策略所造成的问题。因此接下来我们着重从制动系统上查找造成整车抖动和发动机转速飙升的根本原因。

2.2 问题分析验证

2.2.1 初步分析验证

通过对问题车进行怠速行使缓踩制动时发现，踩下制动踏板一段行程后制动灯未点亮，此时车辆出现整车抖动及发动机转速飙升现象。针对踩下制动踏板一段行程后制动灯未点亮问题，首先测出制动灯开关触发前的踏板力与位移关系，数据见图3 和表1。

表1 踏板力与位移关系



图2 制动系统示意图


图3 制动灯开关触发前的踏板力与位移关系

从表1 数据可初步判定：缓踩制动时，制动灯未点亮，由于ECU 未检测到制动灯开关信号，未判定车辆处于制动中，造成发动机未回到怠速工况。因此极有可能ECU 未检测到制动信号造成整车抖动、发动机转速飙升。

根据初步判定，用达特朗测量仪器采集问题车怠速行驶过程中缓踩制动时的踏板力、制动灯信号、发动机转速、车速、油门踏板开度等信号变化情况，图5 和图6为媒体试驾8 号车D1 档怠速行驶时两次轻踩制动时各参数时域曲线图。


图4 数采设备


图5 媒体试驾8 号车D1 档怠速行驶时轻踩制动各参数时域曲线图（一）

经验证分析发现：此问题车怠速行驶下缓踩制动整车抖动及发动机转速飙升，根本原因是缓慢踩制动，制动灯开关未触发，没有制动信号输送给ECU，但整车已经有制动力，车辆减速，整车抖动，此时ECU 判断整车在上坡或加负载，所以发动机转速飙升。

2.2.2 进一步分析验证

为了确认此问题是不是由于制动灯信号未触发而引起的，通过缩短车辆制动灯开关触发时的位移来进一步分析验证：

1、旋转制动灯开关调节控制杆的伸出量，使控制杆与踏板接触的凸出点行程增大；

2、调节真空助力器U 型叉带动踏板向下沉，使控制杆与踏板接触的凸出点行程增大（图7）。

按以上两种方式调整后重新采集怠速行驶过程中缓踩制动时的踏板力、制动灯信号、发动机转速、车速、油门踏板开度等信号变化情况，如图8。

从图8 可以看出，调整后没有出现整车抖动、发动机转速飙升现象。调整后3人评价踏板感，制动响应变快，踏板感一般。由此可知，缓踩制动时制动灯开关未触发是造成整车抖动和发动机转速飙升的原因。


图6 媒体试驾8 号车D1 档怠速行驶时轻踩制动各参数时域曲线图（二）


图7 制动踏板与真空助力器带主缸总成图示


图8 调整后媒体试驾8 号车D1 档怠速行驶时轻踩制动各参数时域曲线图

2.3 制动灯开关未触发原因分析

对于缓踩制动时制动灯开关未触发是属于存在设计缺陷还是装配问题，我们对竞争车车型进行了测试并与问题车测试数据比对，具体测试数据见表2。测试中发现竞争车车型的踏板力与位移关系与问题车很接近，但不存在整车抖动或发动机转速飙升现象。

表2 问题车与竞争车车型测试数据比对


在测试竞争车车型的过程中，我们发现新款和老款竞争车在制动系统上与问题车存在差异，具体见图7 和图9 ～图13。

表3 制动系统存在差异比对


通过与竞争车车型在制动系统上的比对，发现问题车的制动灯开关和真空助力器输入推杆在与制动踏板的连接上是可以通过旋转螺纹来调整的，整车装配时旋转螺纹的深浅程度不一致会造成车辆一致性变差。
目前竞争车车型存在以下优点：

1、新款竞争车的制动灯开关从制动踏板上移到制动主缸上，通过制动液压的变化反馈制动信号给ECU，此种制动信号的反馈更合理，把制动踏板到制动主缸的空行程消除掉；

2、竞争车车型的制动灯开关的安装方式和制动踏板与真空助力器的连接方式不存在装配不一致性问题，而问题车的安装方式在装配时可能会存在差异，造成车辆一致性变差。


图9 老款竞争车制动踏板


图10 新款竞争车制动踏板


图11 老款竞争车制动主缸


图12 新款竞争车制动主缸


图13 竞争车真空助力器输入推杆与制动踏板连接方式

3 结论

通过对问题车的分析得出以下结论和建议：

1、某车型媒体试驾8 号车在怠速行驶缓踩制动下整车抖动及发动机转速飙升，根本原因是缓慢踩制动，制动灯开关未触发，没有制动信号输送给ECU，但整车已经有制动力，车辆减速，整车抖动，此时ECU判断整车在上坡或加负载，所以发动机转速飙升；

2、建议更改制动灯控制方式，把制动灯开关从制动踏板上移到制动主缸上；

3、建议更改制动踏板与真空助力器的连接方式，把螺纹连接方式更改为卡扣连接，避免车辆装配时的差异对车辆一致性的影响。