EPB -Verbindungskabelbissproblem

Analyse und Gegenmaßnahmen zur Bruchproblematik der elektronischen Feststellbremse (EPB) Verbindungskabelbaum
ICH. Bruchursachen
‌Unzureichende Material- und Strukturkonstruktion‌
Das Drahtmaterial hat eine zu geringe Korngröße oder der äußere Schutzmantel hat einen zu hohen Volumenanteil, Dies führt zu einer unzureichenden Biegefestigkeit‌.
Die Anzahl der Kabelbaumadern ist zu gering, und langfristige Belastung kann zu einem Bruchrisiko‌ führen.
‌Installationsort und Umweltauswirkungen‌
Der EPB-Kabelbaum wird meist im Aufhängungsbereich des Fahrzeugchassis verbaut, das anfällig für äußere Einwirkungen ist, Vibration oder Biegebeanspruchung‌.
Eine längere Einwirkung hoher Temperaturen und einer feuchten Umgebung kann die Alterung des Gurtzeugs beschleunigen, Dadurch wird die Isolierschicht spröde oder der Metalldraht korrodiert und bricht‌.
„Mechanische Ermüdung und Nutzungsverlust“.
Wiederholtes Biegen, Dehnungen und andere Einwirkungen während der Fahrzeugfahrt können zu Ermüdung und Bruch des Kabels im Kabelbaum‌ führen.
Der Kabelbaumstecker ist locker oder nicht ordnungsgemäß befestigt, Verschlimmerung der lokalen Stresskonzentration‌.

Elektrische Feststellbremse (EPB) Kabelbaum

EPB wird nicht freigegeben:
Die EPB wird nach dem Einschalten möglicherweise nicht freigegeben, wodurch das Fahrzeug stehenbleibt.
Störungsanzeigelampe (Mil):
Eine Warnleuchte auf dem Armaturenbrett kann auf ein Problem mit dem EPB-System hinweisen.
Servicemeldungen:
Auf dem Display des Fahrzeugs werden möglicherweise Meldungen angezeigt, die darauf hinweisen, dass das EPB-System ausgefallen ist oder gewartet werden muss.
Lockerer oder beschädigter Kabelbaum:
Überprüfen Sie den Kabelbaum auf Anzeichen von Beschädigungen, wie Ausfransen, gebrochene Drähte, oder Korrosion.
Lose Verbindungen:
Überprüfen Sie den Kabelbaum auf lockere Verbindungen, vor allem an den Anschlüssen.
Fehlerbehebung und Reparatur:
Visuelle Inspektion:
Untersuchen Sie den Kabelbaum entlang des EPB-Moduls sorgfältig, einschließlich der Anschlüsse und Drähte.
Kontinuitätstest:
Verwenden Sie ein Multimeter, um den Durchgang der Drähte im Kabelbaum zu testen. Wenn es eine Unterbrechung im Stromkreis gibt, Das Multimeter zeigt einen hohen Widerstand oder einen an “OL” (außerhalb der Grenzen) Lektüre, laut Advance Auto Parts.
Austausch des Steckers:
Wenn ein Stecker beschädigt oder korrodiert ist, Erwägen Sie, es durch ein neues zu ersetzen, nach Angaben der National Highway Traffic Safety Administration (.Gouverneur).
Austausch des Kabelbaums:
Wenn der Gurt stark beschädigt ist, Möglicherweise muss der gesamte Kabelbaum ausgetauscht werden.
Professionelle Unterstützung:
Wenn Sie sich bei der Diagnose oder Reparatur des Kabelbaums nicht sicher sind, Wenden Sie sich am besten an einen qualifizierten Mechaniker.

Elektrische Feststellbremse (EPB) & Auto Hold funktioniert nicht & EPB Auto Hold Parkbremslicht wird aktiviert

Ii. Lösung
‌Optimieren Sie die Struktur und das Material des Gurtzeugs‌
Erhöhen Sie die Korngröße des Kupferleiters, Erhöhen Sie die Anzahl der Kerne, und reduzieren Sie die Volumenrate der Schutzhülle, um die Biegefestigkeit zu verbessern. Verwenden Sie eine mehrschichtige Abschirmstruktur oder ein flexibles Mantelmaterial, um die direkte Auswirkung äußerer Spannungen auf den Draht zu reduzieren.
‌Ersetzen oder reparieren Sie defekte Kabelbäume. ‌ Überprüfen Sie die Bruchstelle des Kabelbaums, reparieren oder ersetzen Sie das beschädigte Teil, und stellen Sie sicher, dass der Stecker stabil ist und keinen schlechten Kontakt hat. ‌ ‌Professionelle Erkennung und System-Reset ‌ Verwenden Sie ein Diagnoseinstrument, um den Fehlercode des EPB-Systems zu lesen, Bestätigen Sie den Kabelbaumfehler und führen Sie einen Software-Reset durch. ‌ Wenn die Unterbrechung zu einer Unterbrechung der Signalübertragung führt, Die Systemparameter müssen über das Steuergerät neu kalibriert werden. ‌
III. Vorbeugende Maßnahmen ‌Regelmäßige Inspektion und Wartung ‌ Konzentrieren Sie sich auf die Überprüfung des Befestigungsstatus und der optischen Integrität des Fahrgestellkabelbaums, um Schäden durch Lockerheit oder Reibung zu vermeiden. ‌ Optimieren Sie den Design- und Installationsprozess ‌ In der Fahrzeugdesignphase, Planen Sie die Richtung des Gurtzeugs sinnvoll, Vermeiden Sie hochfrequente Vibrationsbereiche, und nehmen Sie ein redundantes Anti-Biege-Design an. ‌ ‌Vermeiden Sie übermäßige Biegung und äußere Krafteinwirkung ‌ Reduzieren Sie die mechanische Belastung des Gurtzeugs bei scharfen Kurven und holprigen Straßen im täglichen Gebrauch, um die Lebensdauer zu verlängern ‌

Wenn das Problem mit herkömmlichen Mitteln nicht gelöst werden kann, Es wird empfohlen, sich für eine systematische Inspektion und Reparatur an eine professionelle Wartungsorganisation zu wenden, um Sicherheitsrisiken durch Eigenbetrieb zu vermeiden.

Ziel ist es, das Bruchproblem des EPB-Kabelbaums von Kraftfahrzeugen im simulierten Biegetest des realen Fahrzeugs zu untersuchen. In diesem Artikel, Kabelbaumingenieure analysieren umfassend die Faktoren im Zusammenhang mit Kabelbrüchen, und kombinieren Sie experimentelle Analysemethoden, um die Zuverlässigkeit von EPB-Kabelbaumdrähten für Kraftfahrzeuge gegen Biegeermüdungsbrüche zu analysieren und zu bewerten. Es werden mehrere Lösungen vorgeschlagen und ihre Umsetzungseffekte untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass es praktischer ist, die Korngröße und Drahtstruktur des Kupferleiters zu optimieren, Erhöhen Sie die Anzahl der Kerndrähte, und das Volumenverhältnis der äußeren Schutzhülle des Drahtes verringern. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit eines Kabelbruchs im EPB-Kabelbaum von Kraftfahrzeugen wirksam verringert werden.

0 Vorwort
Mit der rasanten Entwicklung der Automobilindustrie, Die Automobilsicherheit ist der erste Indikator für die Konstruktion und Herstellung von Automobilen. Durch den Einsatz moderner Technologie und fortschrittlicher Mittel, Verschiedene Möglichkeiten und Lösungen zur weiteren Verbesserung der Sicherheit können das Fortbewegungsmittel Auto sicherer machen. Als Bremssystem, Das PEB-System ist ein wichtiges Sicherheitssystem und ein wichtiger Faktor bei der Messung der Sicherheitsstandards von Kraftfahrzeugen. Der umfassende Einsatz elektronischer EPB-Parksysteme in Automobilen spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Sicherheit und des Fahrkomforts von Automobilen. Der EPB-Kabelbaum ist ein integraler Bestandteil des Systems, und seine Zuverlässigkeit wirkt sich direkt auf die Zuverlässigkeit des gesamten EPB-Systems im Automobil aus. In diesem Artikel wird hauptsächlich die Zuverlässigkeit von EPB-Kabelbäumen für Kraftfahrzeuge gegen Biegung und Bruch untersucht.
Als Teil des Kfz-Kabelbaums, Der Kfz-EPB-Kabelbaum integriert EPB-Kabel und ABS-Kabel und wird im Aufhängungsbereich des Karosseriechassis installiert. Dieser Teil ist sowohl Stößen als auch Korrosion von der Außenseite der Karosserie ausgesetzt, sowie eine große mechanische Bewegung der Längsschwinge. daher, PEB stellt hohe Anforderungen an die Biegefestigkeit des Kabelbaums. Wenn das Auto aufgrund unebener Straßenverhältnisse fährt, Durch die Schwingung der Längsschwinge im Aufhängungssystem des Karosserie-Chassis wird der EPB-Kabelbaum in eine kontinuierliche Hochfrequenzbiegung versetzt, Dies führt dazu, dass sich die Drähte in diesem Abschnitt verbiegen und brechen. Dieser Fehlermodus steht im Mittelpunkt dieses Artikels.
Figur 1, Arbeitsumgebung des Kfz-EPB-Kabelbaums und Struktur des EPB-Systems
Kfz-EPB (Elektrische Feststellbremse) System ist die Abkürzung für elektronisches Parksystem. Sie ersetzt die herkömmliche Hebelhandbremse, ist jedoch sicherer und verändert die Bremswirkung aufgrund der Kraft des Fahrers nicht. Verwandeln Sie den herkömmlichen Handbremshebel in einen leicht erreichbaren Knopf. Es handelt sich um eine Technologie, die die Feststellbremse durch elektronische Steuerung realisiert.
Das System umfasst einen EPB-Drucktastenschalter, elektronisches Steuergerät ECU, Kfz-EPB-Kabelbaum und ABS-Kabelbaum, ABS-Geschwindigkeitssensor, Bremsmotor, Untersetzungsgetriebe, Bremssattel und andere Komponenten. Der ABS-Geschwindigkeitssensor wandelt das während der Fahrt des Fahrzeugs erfasste Fahrzeuggeschwindigkeitssignal in ein elektrisches Signal um, und überträgt das elektrische Signal über den EPB-Kabelbaum an die ECU. Das Steuergerät gibt dann Anweisungen zur Steuerung der Bremssättel, um die Räder abzubremsen. Der EPB-Kabelbaum fungiert als Brücke zur Übertragung elektrischer Signale.

2 Biege- und Bruchphänomene des EPB-Drahts und verwandte Faktoren
2.1 Phänomen des Drahtbruchs
Der EPB-Kabelbaum ist über Kabelbaum-Gummihüllen am Tragarm und der Längsschwinge des Karosseriechassis befestigt, Kunststoffschnallen, Halterungen und andere Teile. Wenn das Auto fährt, Die Räder stoßen aufgrund der unebenen Fahrbahnoberfläche auf und ab, Dadurch bewegt sich die Längsschwinge am Fahrgestell ähnlich wie ein Pendel um den Fixpunkt des Karosserieträgers hin und her.
Der EPB-Kabelbaum-Biegetest simuliert die Bewegung des Kabelbaums in der realen Fahrzeugumgebung, Biegen und Schwingen mit einer Frequenz von 2,5 Hz im Bereich von -30 °C bis Normaltemperatur. Der Test erfordert, dass der Kabelbaum innerhalb der erforderlichen Lebensdauer mehrmals gebogen wird, um sicherzustellen, dass das Erscheinungsbild des Kabelbaums nicht beschädigt wird und keine Signalunterbrechung auftritt. Der Biegetest ergab, dass die Bruchstelle des Kabelbaums in der Nähe des Fixpunkts des beweglichen Abschnitts lag.

Figur 2, Kabelbaumbruch und Querschnittsansicht
Fotos der Bruchstelle und des Querschnitts des Leiters während des Tests zeigen, dass die Bruchfläche des Kerndrahtes sowohl einen flachen Querschnitt als auch einen abgerundeten Querschnitt ähnlich dem eines Geschosses aufweist. Es zeigt, dass der Kupferleiter bei Einwirkung äußerer Kräfte sowohl Scherkräften als auch Zugkräften ausgesetzt ist.
2.2 Analyse der Leiterkraft
Wenn das Fahrzeug fährt, Der EPB-Kabelbaum wird von der Längsschwinge des Karosseriechassis gezogen, um hochfrequente symmetrische Biegungen zu bilden, was zu lokaler Biegung führt, Verformung und Beschädigung der Drähte. Die Anhäufung lokaler zyklischer plastischer Verformungen ist die Hauptursache für Metallermüdungsschäden. Seine Biegeform und Spannungsanalyse sind wie folgt.
Figur 3 Biegeprinzip und Kraftdiagramm des Kabelbaums
Im Außenbereich des Lichtbogens werden die Kupferdrähte stark gedehnt und verformt, und im inneren Bereich des Bogens entsteht eine gegenseitige Extrusionsverformung.
① Axiale Zugkraft F1: Fahrzeugunebenheiten führen dazu, dass die Längsschwinge auf und ab schwingt, und der Kabelbaum wird in eine bestimmte Richtung gezogen und verbiegt sich. Dabei entsteht ein Winkel ∠a, und die Zugkraft F erzeugt eine axiale Zugkraft F1 in Richtung ∠a; F1=F*Cos a, und die Verringerung des Winkels a führt dazu, dass die axiale Zugkraft F1 zunimmt.
② Radiale Scherkraft F2: Der Kabelbaum wird in eine bestimmte Richtung gezogen und verbiegt sich, einen Winkel ∠a bilden. Die Zugkraft F erzeugt eine Kraftkomponente in ∠a-Richtung, Das ist die Scherkraft F2; F2=F*sin a, und die Vergrößerung des Winkels von a führt dazu, dass die Scherkraft F2 zunimmt. Wiederholt wechselnde Zug- und Scherkräfte führen zu einer leichten Verformung des Kerndrahtes. Die Überlagerung hunderttausender winziger Verformungen führt letztlich zum Versagensmodus Ermüdungsbruch.

2.3 Leitermaterial des EPB-Kabelbaums
2.3.1 Der EPB-Kabelbaum ist ein Kfz-Kabelbaum, und seine Drähte bestehen aus mehradrigen Kupferdrähten. Die physikalischen Eigenschaften des Kupfermaterials im Kerndraht bestimmen die grundlegenden mechanischen Eigenschaften des EPB-Kabelbaumleiters. Kupfer ist ein Metallkristall. Der Zusammenhang zwischen der Größe der Körner und der Festigkeit des Metalls zeigt, dass die Körner kleiner sind, desto besser sind die mechanischen Eigenschaften des Metalls, beispielsweise die Festigkeit, Zähigkeit, und Plastizität. Die Kornverfeinerung ist eines der wichtigen Mittel zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Metallen. Aus der Hall-Petch-Beziehung:

σy stellt die Streckgrenze des Materials dar;
σ0 stellt den Gitterreibungswiderstand dar, der beim Bewegen einer einzelnen Versetzung entsteht;
Ky ist eine Konstante, die von der Art und Beschaffenheit des Materials und der Korngröße abhängt;
d durchschnittlicher Korndurchmesser.
Der Einfluss der Kornverfeinerung auf die Metallfestigkeit wird durch die H-P-Beziehung beschrieben. Der metallografische Strukturtest zeigt, dass die Kristallkorngröße in der metallografischen Struktur des gebrochenen Kupferdrahts relativ groß ist, die durchschnittliche Korngröße, und die Gleichmäßigkeit der Körner beeinflusst die Zähigkeit und Festigkeit des Kupferkerndrahtes. Siehe Abbildung 4.

Figur 4 Metallografisches Analysediagramm eines gebrochenen Leiterkerndrahtes

2.3.2 Der Anteil des Kupfermaterials im Kerndraht des EPB-Kabelbaums beeinflusst die Bruchdehnung des Kerndrahts. Als Leiter werden in diesem Fall verzinnte Kerndrähte verwendet, wodurch der Kupferanteil in den Kerndrähten reduziert wird.
Figur 5 zeigt, dass die Bruchdehnung von verzinntem Kupferkerndraht kleiner ist als die von blankem Kupferkerndraht. Der verzinkte Kupferkerndraht mit reduzierter Bruchdehnung verringert den Biegewiderstand des EPB-Kabelbaums und erhöht die Bruchgefahr.

Figur 5 Bruchdehnung von Drähten mit unterschiedlichen Beschichtungen

2.3.3 Die Drahtstruktur beeinflusst die Zähigkeit des Drahtes, Dadurch wird die Biegefestigkeit des EPB-Kabelbaums beeinträchtigt. Je größer die Anzahl der Kerndrähte, desto höher ist die Gesamtzähigkeit des Drahtes, Dies erhöht die Widerstandsfähigkeit des EPB-Kabelbaums gegen Ermüdungsbrüche durch Biegen. Die Leitungen des EPB-Kabelbaums umfassen in diesem Fall 2 2.5mm2 Kupferdrähte und 2 0.5mm2 Kupferdrähte.
Darunter, Der Kerndurchmesser des 0,5 mm2-Drahts beträgt 0,15 mm, und die Zahl ist 28. Die Anzahl der Kerndrähte ist zu gering und der Durchmesser zu groß, Dies beeinflusst die gesamten mechanischen Eigenschaften des Leiters.

2.4 Analyse der äußeren Schutzschicht des EPB-Kabelbaums
Das integrierte Kabel des defekten EPB-Kabelbaums enthielt vier Leiter und eine äußere Schutzschicht aus PVC-Material. Seine Schutzschicht ist eng mit den vier Drähten verbunden, fast wie ein starrer Körper. Die Analyse zeigt, dass die vier Drähte innerhalb der äußeren Schutzschicht während des Biegevorgangs keinen Pufferraum haben und sich nur schwer ausdehnen oder zusammenziehen lassen, Dies führt zu starker Spannungskonzentration und Brüchen.

2.5 Analyse der Installationspunkte des EPB-Kabelbaums
Der EPB-Kabelbaum wird durch mechanische Presspassung am Karosseriechassis befestigt. Die Befestigungspunkte bestehen aus Polyurethan-Elastomer PUR, mit einer Materialhärte von 95A. Das Fehlen abgerundeter Kanten, Mangelnde Elastizität und Pufferwirkung bei Krafteinwirkung sind ein weiterer Faktor, der zum Bruch des EPB-Kabelbaums führt. In diesem Fall, Das Fehlen einer elastischen Pufferung und der Energieabsorptionseffekt auf die Biegebeanspruchung führen zu Ermüdungsbrüchen aufgrund der Scherspannungskonzentration am Fixpunkt des Kabelbaums.

2.6 Längenanalyse des EPB-Kabelbaums
Nach Testanalyse, Die Länge der EPB-Kabelbäume hat im dynamischen Bereich einen begrenzten Größenspielraum. Es besteht deutliche Spannung im Gurt zwischen den beiden Fixpunkten. Während des Biegevorgangs, während der bewegliche Bereich des Kabelbaums einer Spannung ausgesetzt ist, Durch die Vergrößerung des Biegewinkels wird die Konzentration der Schubspannung verstärkt, wodurch der Kabelbaum bricht.

3 Optimierungsplan und Experiment
Bei der Gestaltung und Auswahl von Fahrzeugkabelbäumen muss der Schwerpunkt auf der Funktion und der Umgebung des Kabelbaums liegen. Der EPB-Kabelbaum wird im dynamischen Biegebereich des Karosseriechassis installiert und das Parksystem stellt fest, dass es sich beim EPB-Kabelbaum um einen speziellen Autokabelbaum und um ein Sicherheitsteil handelt. Vorschläge unten:
3.1 Definieren Sie den Drahttyp basierend auf den Anforderungen an die Biegefestigkeit, und wählen Sie blankes Kupfer mit hoher Korngröße und ultraflexible Drähte mit einer großen Anzahl von Kerndrähten aus, um die Anforderungen an die Biegelebensdauer zu erfüllen. Um die Festigkeit des Drahtes zu gewährleisten, Die Mindestquerschnittsfläche des Automobilkabels sollte nicht weniger als 0,5 mm2 betragen. Gemäß deutscher Norm LV112-1, Wählen Sie ultraflexiblen blanken Kupferdraht:

3.2 Definieren Sie die äußere Schutzschicht und die Querschnittsstruktur des Drahtes basierend auf den Spannungsanforderungen, um Biegespannungen effektiv zu übertragen und zu kanalisieren. Wählen Sie die Struktur aus Draht und Gehäuse, und definieren Sie den Verschleißfestigkeitsgrad und den Temperaturgrad des Materials. Stellen Sie das Volumenverhältnis der Leiter im Gehäuse angemessen ein, sodass sich die Leiter in einem kleinen Bereich ausdehnen und zusammenziehen können und die Spannungskonzentration verringert wird.
3.3 Bestimmen Sie Leitungslänge und Toleranz basierend auf den Kraftanforderungen. Allgemein gesprochen, Die Länge jedes Teils des Kfz-Kabelbaums wird anhand der tatsächlichen Platzierung der Elektrogeräte an der Karosserie bestimmt. Die tatsächliche Toleranz sollte die Anforderungen an die Kabelbaummontage und deren Interferenzprobleme unter dynamischen und statischen Bedingungen berücksichtigen. Aufgrund des Einflusses der Scherkraft während der Biegebewegung, Die Länge sollte entsprechend der tatsächlichen Länge der Linie etwas länger sein. Allgemein gesprochen, Die Redundanz liegt zwischen 3% Und 5%.
3.4 Definieren Sie Montagepunktmaterialien basierend auf den Belastungsanforderungen. Reduzieren Sie die Härte des EPB-Kabelbaum-Festpunktmaterials PUR auf 75A, Beseitigen Sie die rechtwinkligen Kanten des Fixpunkts, Erhöhen Sie die Abrundung der Ecken, Stresskonzentration reduzieren, und verbessern die Lebensdauer der Biegefestigkeit.
3.5 Führen Sie einen Biegetest durch, nachdem Sie den EPB-Kabelbaum wie oben beschrieben optimiert haben. Der Biegewinkel des Kabelbaums auf der Bank verringerte sich, und die Stresskonzentration wurde deutlich reduziert. Nach dem gesamten Kabelbaum-Biegetest erreicht 1 Millionen Mal, Das Aussehen des Drahtes war einwandfrei, es kam zu keinem Bruch, und die elektrische Signalübertragung war normal.
Figur 6 Optimierter Querschnitt und optimierter Biegetest

4 Abschluss
① Die möglichen Ursachen für einen Bruch des EPB-Kabelbaums werden eingehend analysiert, basierend auf der Stelle, an der der EPB-Kabelbaum des Fahrzeugs bricht, der gebrochene Querschnitt, das Material des Drahtes, und die Installationsmethode.
② Die experimentelle Methode wurde verwendet, um eine eingehende Analyse der Belastung beim Bruch des EPB-Kabelbaums durchzuführen und die Ursache des Bruchs des EPB-Kabelbaums zu bestätigen.
③ Formulieren Sie einen Materialauswahlplan für die mehradrigen Kupferleiter des Kfz-EPB-Kabelbaums, und legen die Grundsätze für die äußere Schutzschicht der Leiter fest, die Länge des Kabelbaums im Bewegungsbereich, und der Materialhärte des Einbauortes. Durch vergleichende Analyse vor und nach der Umsetzung des Verbesserungsplans, Die Genauigkeit des Optimierungsplans wurde überprüft und lieferte eine Referenz für die Analyse und Lösung ähnlicher Probleme.