汽車自動(dòng)駐車制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

胡磊 董良 陳國(guó)三 高波

摘 要：隨著社會(huì)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(dòng)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(dòng)駐車制動(dòng)系統(tǒng)（Autohold）就是隨著汽車電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)（EPB）、車身穩(wěn)定系統(tǒng)（ESC）發(fā)展起來(lái)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(dòng)更加安全可靠。本文從自動(dòng)駐車制動(dòng)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(dòng)駐車制動(dòng)功能的開(kāi)發(fā)提供設(shè)計(jì)參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)是汽車行駛的重要保證，從汽車誕生開(kāi)始，汽車的制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shì)[3]。

傳統(tǒng)的駐車制動(dòng)系統(tǒng)一般要求采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)[4]，其工作原理是駕駛者操縱制動(dòng)拉桿，通過(guò)制動(dòng)拉索傳遞，帶動(dòng)制動(dòng)蹄片張開(kāi)或者制動(dòng)鉗活塞移動(dòng)，以完成駐車制動(dòng)，使車輛臨時(shí)或者長(zhǎng)時(shí)間駐車甚至停在一定的斜坡上。與長(zhǎng)期使用的傳統(tǒng)型手動(dòng)駐車制動(dòng)模式相比，電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)用電線取代傳統(tǒng)駐車制動(dòng)裝置的拉索和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，駕駛員不必費(fèi)力的去拉制動(dòng)拉桿，駐車時(shí)只需操作駐車按鈕，由電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)的ECU控制電機(jī)工作完成駐車制動(dòng)[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(dòng)力的大小，同時(shí)還具備坡道輔助起步、自動(dòng)駐車和解除功能以及緊急制動(dòng)的功能。從技術(shù)升級(jí)看，電子駐車制動(dòng)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(dòng)駐車保持功能（簡(jiǎn)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(lái)的新興電子制動(dòng)線控技術(shù)。

本文針對(duì)汽車自動(dòng)駐車制動(dòng)系統(tǒng)（Autohold）的功能邏輯開(kāi)展研究，基于某車型實(shí)際匹配開(kāi)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(dòng)駐車功能：通過(guò)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(duì)制動(dòng)系統(tǒng)四個(gè)制動(dòng)器進(jìn)行控制，保持駕駛員施加的制動(dòng)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(kāi)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(lái)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(dòng)駐車制動(dòng)系統(tǒng)需要通過(guò)傳感器采集車輛運(yùn)行狀態(tài)信息，再結(jié)合駐車制動(dòng)按鈕及車輛制動(dòng)力情況，如果需要實(shí)施自動(dòng)駐車控制，控制單元ECU對(duì)執(zhí)行器發(fā)出自動(dòng)駐車指令，并點(diǎn)亮自動(dòng)駐車指示燈;當(dāng)自動(dòng)駐車系統(tǒng)需要電子駐車EPB接管時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(guò)CAN總線收取相關(guān)傳感器信號(hào)，對(duì)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(dòng)駐車;當(dāng)駕駛員再請(qǐng)求起步時(shí)，駕駛員踩油門(mén)踏板，達(dá)到足夠的驅(qū)動(dòng)扭矩時(shí)，制動(dòng)壓力自動(dòng)釋放，汽車駛離。

（1） 駕駛員踩制動(dòng)踏板使車輛減速;

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

（3）司機(jī)松開(kāi)制動(dòng)踏板;

（4）持續(xù)管路壓力保持;

（5）駕駛員請(qǐng)求起步時(shí)，駕駛員踩油門(mén)踏板，達(dá)到足夠的驅(qū)動(dòng)扭矩時(shí)， 制動(dòng)壓力自動(dòng)釋放，汽車駛離。

1.3 Autohold輸入/輸出信號(hào)

表1為某車型Autohold功能相關(guān)輸入/輸出信號(hào)。在表1所列信號(hào)中，涉及到整車其他控制系統(tǒng)（如發(fā)動(dòng)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(jiàn)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(guò)組合儀表或自動(dòng)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(duì)國(guó)內(nèi)某車型主客觀測(cè)試所得，并不能表所有車型自動(dòng)駐車制動(dòng)系統(tǒng)功能邏輯。

4 結(jié)束語(yǔ)

電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)正逐漸取代傳統(tǒng)機(jī)械手剎，其優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省空間、響應(yīng)快、智能化 、安全系 數(shù)高[7]，越來(lái)越受到研究人員的重視。本文基于電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)，對(duì)自動(dòng)駐車制動(dòng)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。

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