基于EPBi系統的動態制動控制策略設計

張志陽 朱蘇磊

摘 要： 為避免車輛在主動制動系統失效后，采用駐車制動系統制動時發生后輪抱死甩尾、側翻等危險情況，提出了一種基于集成式電子駐車制動（EPBi）系統的動態制動控制策略.根據EPBi系統的相關特性，確定了卡鉗的控制方式.結合實際路況，實現了智能化的控制方式，同時在裝備了EPBi系統的實驗車輛上對控制策略進行了各種路況下的實驗驗證.實車驗證結果表明：所提出的動態制動控制策略滿足企業和國家相關標準要求.

關鍵詞： 集成式電子駐車制動（EPBi）系統; 動態制動; 滑移率; 控制策略; 實車驗證

中圖分類號： TP 27? 文獻標志碼： A? 文章編號： 10005137（2019）04038706

Abstract： In order to avoid the dangerous circumstances of the rear wheel antilocking tail and rollover when the vehicle braked using the parking brake （EPBi） system after the active brake system failed，a dynamic braking control strategy based on EPBi system was proposed in this paper.By determining the related parameters of the EPBi system caliper，the control method of the caliper was defined.Whats more，combining with the actual road conditions，the intelligent braking method was realized.At the same time，the experimental strategy under various road conditions was verified on the experimental vehicle equipped with EPBi system.The results of the experiments showed that the dynamic braking control strategy proposed can satisfy enterprise standards and national standards.

Key words： integrated electronic parking break （EPBi） system; dynamic braking; slip ratio; control strategy; real vehicle verification

0 引 言

傳統的電子駐車制動（EPB）系統利用獨立的EPB控制器進行控制制動操作，集成化程度較低，安裝成本較高，占用車空間較大，開發周期較長.對此，本文作者將EPB控制器整合到車身電子穩定性控制（ESC）系統中，提出一套集成式電子駐車制動（EPBi）系統，以此實現駐車功能.

EPBi系統將行車過程中的臨時性制動和停車后的長時性制動功能整合在一起，并用電子控制方式實現停車制動[1].本文作者根據后輪滑移率的算法、卡鉗執行器的工作特性和相關滑移率的限值，設計了車輛動態制動的控制策略，并通過各路面的實車實驗，使得主要的制動參數達到GB 7258—2017的要求.

2 集成式電子駐車系統（EPBi）動態制動控制策略

對動態制動功能所需的制動力控制可轉換為對相應的電機電流的控制[3].為了應對不同路況動態制動的要求，提出自動識別不同附著系數路面的動態制動控制算法，主要包含兩個方面：1） 第一次快加壓后一定時間內，將車輛滑移率與不同路面的滑移率限值作比較，判斷車輛處于哪種附著系數的路面，并標識該限值;2） 識別結果經一段時間后失效，通過比較當前車輛減速度與不同路面的減速度限值，獲得下一路面的識別結果，該限值由后期標定獲得[4].動態制動控制策略步驟如下.

1） 左、右后輪卡鉗電機同時進行第一次快加壓，并實時計算兩輪的滑移率，直到一側滑移率超過第一次快加壓滑移率限值，或者電機電流超過第一次快加壓截止電流限值，同時進入保壓模式，目的是在低附路面（冰面、雪面或濕滑瓷磚路面等）條件下，保證車身穩定.

2） 第一次快加壓結束后，進入保壓模式，但保壓時間不得超過第一次快加壓結束后最大保壓時間限值，并實時監測左、右后輪的滑移率.如果滑移率超過第一次路面識別的低附路面滑移率限值，則該側輪處于低附路面;如果滑移率一直小于第一次路面識別的高附路面滑移率限值，則該側輪處于高附路面（柏油馬路或水泥路面等）;如果滑移率處于高附路面和低附路面限值之間，則為中附路面.如果滑移率小于第一次快加壓結束限值，則緩慢加壓.第一次保壓過程中，滑移率超過第一次快加壓減壓滑移率限值，立即減壓，直到輪速越過最小值開始重新加壓;滑移率小于減壓滑移率限值，停止減壓，進入保壓模式.

3） 第一次快加壓結束一定時間后，進入動態制動過程，路面識別依據車輛減速度判斷，高附路面減速度限值為2 m·s-2，低附路面減速度限值為0.5 m·s-2.

4） 第一次路面識別完成后，按照當前識別路面參數進行控制[5].每次減壓、保壓后，當滑移率低于增壓滑移率限值時，要快速增壓一次，快速增壓步長可根據最近一次的減壓時間確定.

3 實驗結果與分析

在安裝了EPBi系統的某款1.5T自動檔SUV車輛上進行動態制動實驗，利用DEWESOFT軟件采集制動初速、制動時間和平均減速度（MFDD），將電腦與車身內的車載自動診斷系統（OBD）接口相連.當駕駛員在一定速度的情況按下EPB開關，并打開配置好參數的軟件，車身控制器局域網（CAN）會發送車身輪速和橫擺角速度傳感器信號到控制器中，再通過信號采集軟件采集上述信號[6].實驗車輛荷載為空載或滿載，檔位為空檔，依據企業標準和整車廠標準進行實驗，具體的實驗項目如表1所示.

在此標定參數的基礎上，分別在高附柏油路面及黑河寒區實驗基地的中附雪直道和低附冰直道下，對車輛進行動態制動功能測試，圖1～3分別顯示了高、中、低附路面上滿載情況下，實驗車輛在制動初速為30 km·h-1左右的動態制動效果.

從圖1～3中可以看出，實驗車速在各類路面動態制動過程中都呈線性遞減趨勢，后輪輪速的增減呈現出周期性，且未出現車輪抱死情況.根據本實驗所采集的數據，計算車輛在高附路面下的MFDD為3.10 m·s-2，大于整車廠規定的2.50 m·s-2要求;車輛在中附路面下的MFDD為1.42 m·s-2，大于整車廠規定的0.80 m·s-2要求;車輛在低附路面下的MFDD為0.61 m·s-2，大于整車廠規定的0.50 m·s-2要求;且在各類路面下，車輛穩定性良好，未沖出車道.

對比電機電流曲線可知：車輛在動態制動過程中，成功識別了路況，并按相應的控制策略完成車輛的動態制動.詳細的實驗報告如表3所示.

4 結 論

對EPBi的動態制動功能的控制策略進行了設計，并根據在各類附著系數的路面下實車實驗的結果，分析了動態制動中車速與后輪輪速的變化過程，以及卡鉗電機電流的變化規律，證明了該控制策略能夠達到企業和整車廠規定的標準和要求.

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（責任編輯：包震宇）