汽車自動駐車制動系統(tǒng)簡介

胡磊 董良 陳國三 高波

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人類密不可分的伙伴;與此同時(shí)，有關(guān)汽車主動安全性能的研究和新技術(shù)的應(yīng)用正在發(fā)生日新月異的變化;汽車自動駐車制動系統(tǒng)（Autohold）就是隨著汽車電子駐車制動系統(tǒng)（EPB）、車身穩(wěn)定系統(tǒng)（ESC）發(fā)展起來的電子技術(shù)，其應(yīng)用不但使得汽車的系統(tǒng)布置空間得以優(yōu)化，還使得駐車制動更加安全可靠。本文從自動駐車制動工作原理、功能邏輯及相關(guān)人機(jī)交互等方面進(jìn)行淺析，為自動駐車制動功能的開發(fā)提供設(shè)計(jì)參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：自動駐車系統(tǒng);電子駐車系統(tǒng);車身穩(wěn)定系統(tǒng)

Abstract： With the development of social economy， automobile has become an inseparable parter of human beings. At the same time， the research on the dynamic safety performance of automobile and the application of new technology are undergoing new and different changes. Autohold is the electronic technology developed EPB and ESC. Its application not only optimizes the layout space of the vehicle system， but also makes the parking brake more safe and reliable. This paper analyzes the working principle， function logic and human-computer interaction of Autohold， so as to provide the design reference for the development of Autohold.

Keywords： Autohold; EPB; ESC

引言

制動系統(tǒng)是汽車行駛的重要保證，從汽車誕生開始，汽車的制動系統(tǒng)就與汽車的安全息息相關(guān);隨著電子技術(shù)與控制技術(shù)的逐漸成熟，汽車上傳統(tǒng)的液壓、機(jī)械式拉索等部件正逐步被電子部件所取代[1]。汽車發(fā)展的歷史也是汽車安全性能不斷提供的歷史，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車主動安全技術(shù)更已成為當(dāng)今汽車研發(fā)的重要領(lǐng)域[2] ?，F(xiàn)代汽車主動安全技術(shù)的發(fā)展具有集成化、智能化、系統(tǒng)化、全員化的趨勢[3]。

傳統(tǒng)的駐車制動系統(tǒng)一般要求采用機(jī)械式驅(qū)動機(jī)構(gòu)[4]，其工作原理是駕駛者操縱制動拉桿，通過制動拉索傳遞，帶動制動蹄片張開或者制動鉗活塞移動，以完成駐車制動，使車輛臨時(shí)或者長時(shí)間駐車甚至停在一定的斜坡上。與長期使用的傳統(tǒng)型手動駐車制動模式相比，電子駐車制動系統(tǒng)用電線取代傳統(tǒng)駐車制動裝置的拉索和傳動機(jī)構(gòu)，駕駛員不必費(fèi)力的去拉制動拉桿，駐車時(shí)只需操作駐車按鈕，由電子駐車制動系統(tǒng)的ECU控制電機(jī)工作完成駐車制動[5]，電子控制單元結(jié)合車輛駐車環(huán)境的狀況控制駐車制動力的大小，同時(shí)還具備坡道輔助起步、自動駐車和解除功能以及緊急制動的功能。從技術(shù)升級看，電子駐車制動既節(jié)省了駕駛室空間又大大降低了操作難度，讓汽車駐車變得更加舒適和方便，同時(shí)也提高了汽車的安全性，自動駐車保持功能（簡稱Autohold），是近年剛剛依托于ESC和EPB系統(tǒng)互聯(lián)而發(fā)展起來的新興電子制動線控技術(shù)。

本文針對汽車自動駐車制動系統(tǒng)（Autohold）的功能邏輯開展研究，基于某車型實(shí)際匹配開發(fā)，介紹了該系統(tǒng)的功能邏輯、人機(jī)交互等，為類似產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

1 Autohold結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

Autohold指車輛停車后自動駐車功能：通過車輛上裝配的傳感器判斷車輛狀態(tài)，并根據(jù)功能邏輯對制動系統(tǒng)四個(gè)制動器進(jìn)行控制，保持駕駛員施加的制動壓力使車輛靜止，以實(shí)現(xiàn)短時(shí)駐車功能;可與不同的變速器（MT/AMT/CVT/AT/ DCT等）系統(tǒng)配合，改善坡道起步的難度。同時(shí)具有ESC系統(tǒng)和EPB系統(tǒng)配置的車輛才可以開發(fā)Autohold功能，整車CAN系統(tǒng)也是必備條件之一。

圖1 為Autohold系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖，概括起來就是由傳感器、電控ECU和執(zhí)行器三大部分組成。

圖2 為Autohold系統(tǒng)總體硬件電路框圖，自動駐車制動系統(tǒng)需要通過傳感器采集車輛運(yùn)行狀態(tài)信息，再結(jié)合駐車制動按鈕及車輛制動力情況，如果需要實(shí)施自動駐車控制，控制單元ECU對執(zhí)行器發(fā)出自動駐車指令，并點(diǎn)亮自動駐車指示燈;當(dāng)自動駐車系統(tǒng)需要電子駐車EPB接管時(shí)，啟動電機(jī)驅(qū)動電路，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，并點(diǎn)亮電子駐車指示燈;當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，點(diǎn)亮相關(guān)故障指示燈或者蜂鳴報(bào)警。

1.2 工作原理

Autohold工作原理：當(dāng)駕駛員按下“Autohold”按鈕之后，控制單元ECU通過CAN總線收取相關(guān)傳感器信號，對車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，并向執(zhí)行器發(fā)出控制指令，車輛停車后持續(xù)管路壓力保持進(jìn)行自動駐車;當(dāng)駕駛員再請求起步時(shí)，駕駛員踩油門踏板，達(dá)到足夠的驅(qū)動扭矩時(shí)，制動壓力自動釋放，汽車駛離。

（1） 駕駛員踩制動踏板使車輛減速;

（2）車輛減速至靜止時(shí)，Autohold工作建立制動壓力使車輛保持靜止;

（3）司機(jī)松開制動踏板;

（4）持續(xù)管路壓力保持;

（5）駕駛員請求起步時(shí)，駕駛員踩油門踏板，達(dá)到足夠的驅(qū)動扭矩時(shí)， 制動壓力自動釋放，汽車駛離。

1.3 Autohold輸入/輸出信號

表1為某車型Autohold功能相關(guān)輸入/輸出信號。在表1所列信號中，涉及到整車其他控制系統(tǒng)（如發(fā)動機(jī)控制單元、變速箱控制單元、車身控制器等），并且與上述控制系統(tǒng)之間的通訊形式一般要求采用CAN線通訊[6]。

2 Autohold功能邏輯

表2為某車型Autohold功能邏輯。Autohold功能分為：功能激活、功能觸發(fā)、功能退出以及故障安全模式，功能邏輯見下表：

3 Autohold人機(jī)交互界面顯示

Autohold功能激活、觸發(fā)、退出以及故障時(shí)，需要通過組合儀表或自動駐車指示燈進(jìn)行圖形、文字或點(diǎn)燈提示進(jìn)行人機(jī)交互。

需要注意的是 ，以上功能邏輯是作者對國內(nèi)某車型主客觀測試所得，并不能表所有車型自動駐車制動系統(tǒng)功能邏輯。

4 結(jié)束語

電子駐車制動系統(tǒng)正逐漸取代傳統(tǒng)機(jī)械手剎，其優(yōu)勢在于節(jié)省空間、響應(yīng)快、智能化 、安全系 數(shù)高[7]，越來越受到研究人員的重視。本文基于電子駐車制動系統(tǒng)基礎(chǔ)，對自動駐車制動系統(tǒng)（Autohold）的功能邏輯、人機(jī)交互進(jìn)行研究，在提高汽車安全、舒適、可靠的同時(shí)，促進(jìn)人與科技之間的良心循環(huán)，進(jìn)一步促進(jìn)汽車往集成化、智能化、系統(tǒng)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐曉芬.車輛電子駐車制動系統(tǒng)輔助坡道起步的研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院，2011.

[2] 楊秀芳，張新，常桂秀，樓嬡媛.汽車主動安全技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2008（4）：15-17.

[3] 惠艷翠.汽車電子駐車制動（EPB）控制系統(tǒng)的研制[D].成都：西華大學(xué)交通與汽車工程學(xué)院，2011.

[4] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001：667-670.

[5] 陳榮興.汽車智能駐車剎車系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)導(dǎo)報(bào)，2012： 107.

[6] Bosch.CAN Speeifieation2.0[S].Sep.1991.

[7] 路中達(dá).汽車電子駐車制動（EPB）系統(tǒng)功能邏輯研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化.2019年第4期：48.