自動(dòng)駐車功能駕乘感受優(yōu)化策略研究

摘要：汽車主動(dòng)安全功能的日益發(fā)展，不僅豐富了車輛功能，也對(duì)其性能提出了更高的要求。自動(dòng)駐車功能是主動(dòng)安全功能中的一種，它能夠使車輛短暫駐車，但是該功能釋放過程中駕乘用戶會(huì)有頓挫感。分析了自動(dòng)駐車功能釋放過程中駕乘感受的影響因素，設(shè)計(jì)了自動(dòng)駐車功能釋放的優(yōu)化策略，最后在某車型上進(jìn)行了實(shí)車驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果證明，該優(yōu)化策略能改善自動(dòng)駐車功能釋放過程中的駕乘感受。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)駐車；駕乘感受；影響因素

0 前言

隨著汽車工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，越來越多的主動(dòng)安全功能被應(yīng)用在車輛上，這些功能的應(yīng)用不僅豐富了車輛的配置，也對(duì)該功能的實(shí)車驗(yàn)證及性能測(cè)試提出了更高的要求。在主動(dòng)安全系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的車輛配置有電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)和車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)，而自動(dòng)駐車功能是一種依托于電子駐車系統(tǒng)和車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)的新興主動(dòng)安全功能［1］。

在需要臨時(shí)停駛的駕駛場(chǎng)景中，如紅燈、乘客上下車、堵車等情況下，不配備自動(dòng)駐車功能的車輛由于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速功能，需要持續(xù)踩著制動(dòng)踏板使車輛維持靜止?fàn)顟B(tài)；而配備自動(dòng)駐車功能的車輛則無須持續(xù)踩住制動(dòng)踏板，即可使車輛自動(dòng)維持短暫的靜止?fàn)顟B(tài)。自動(dòng)駐車功能被啟動(dòng)后，駕駛員踩制動(dòng)踏板剎停車輛，自動(dòng)駐車功能開始工作，此時(shí)由車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)確定剎車力度，使車輛在短時(shí)間內(nèi)保持靜止?fàn)顟B(tài)［2］；當(dāng)駕駛員希望車輛繼續(xù)行駛時(shí)，只需踩油門踏板到一定程度就可讓車輛前行。但是，采用自動(dòng)駐車功能時(shí)，在車輛從靜止到行進(jìn)的過程中，駕乘用戶有時(shí)會(huì)感受到頓挫感，這種感受極大地降低了駕駛員使用自動(dòng)駐車功能的頻率，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生用車抱怨。本文旨在分析自動(dòng)駐車功能釋放過程中駕乘感受的影響因素，根據(jù)這些影響因素設(shè)計(jì)了自動(dòng)駐車功能釋放的優(yōu)化策略，為后續(xù)自動(dòng)駐車功能的開發(fā)工作提供參考。

1 自動(dòng)駐車功能的軟硬件組成

自動(dòng)駐車功能的本質(zhì)是利用車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的控制，因此自動(dòng)駐車功能屬于車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)的附加功能，自動(dòng)駐車功能的軟件部分集成在車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)中。

自動(dòng)駐車功能的實(shí)現(xiàn)需要控制剎車和判斷油門，因此所涉及的硬件部分較多。其中：制動(dòng)系統(tǒng)硬件包含制動(dòng)踏板、真空助力器、制動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)控制器、制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸、制動(dòng)硬管，以及電子制動(dòng)卡鉗等，自動(dòng)駐車功能工作時(shí)利用這些制動(dòng)系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)整車的增壓和減壓；車身系統(tǒng)硬件包含保險(xiǎn)帶、車門、制動(dòng)踏板、油門踏板；電子電器系統(tǒng)硬件包含儀表、自動(dòng)駐車軟硬件開關(guān)；動(dòng)力系統(tǒng)硬件包含發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱。

在自動(dòng)駐車功能軟件和相關(guān)硬件都正常的情況下，自動(dòng)駐車功能啟動(dòng)后，自動(dòng)駐車軟件首先會(huì)監(jiān)控車速狀態(tài)、整車加速度狀態(tài)、動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)、加速踏板和制動(dòng)踏板狀態(tài)等，并通過計(jì)算得出在當(dāng)前路面上使車輛維持靜止所需要的制動(dòng)壓力，然后控制制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛靜止。當(dāng)駕駛員需要繼續(xù)行駛時(shí)，自動(dòng)駐車軟件同樣會(huì)監(jiān)控上述各部分狀態(tài)，在確保行駛安全的情況下釋放制動(dòng)壓力。自動(dòng)駐車功能的軟硬件組成情況如圖1 所示，圖中細(xì)線為自動(dòng)駐車功能軟件需要關(guān)聯(lián)的相關(guān)控制器情況，粗線是執(zhí)行該功能所需要的制動(dòng)系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)。

2 自動(dòng)駐車功能的基本控制策略

自動(dòng)駐車功能的控制策略是在保證車輛安全的情況下，按照內(nèi)部狀態(tài)機(jī)的邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駐車功能的控制。

首先，自動(dòng)駐車功能會(huì)利用主駕車門和主駕保險(xiǎn)帶的狀態(tài)判斷駕駛員是否在車上，從而確認(rèn)是否開啟自動(dòng)駐車功能。如果系統(tǒng)判斷駕駛員不在車上，則系統(tǒng)不會(huì)開啟自動(dòng)駐車功能。該策略可以防止駕駛員不在主駕時(shí)打開該功能，同時(shí)有助于提醒駕駛員檢查車輛狀態(tài)。滿足上述條件后，按下自動(dòng)駐車功能開關(guān)按鈕，則啟動(dòng)了自動(dòng)駐車功能，此時(shí)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，在該狀態(tài)下滿足特定條件后自動(dòng)駐車功能則會(huì)被激活。

當(dāng)車輛處于前進(jìn)檔狀態(tài)，車子在行駛過程中，駕駛員希望短暫停車踩下制動(dòng)踏板并且車輛停止后，自動(dòng)駐車功能會(huì)被激活，為了保證車輛能夠在平地或者坡道上都不溜車，自動(dòng)駐車功能會(huì)計(jì)算合適的制動(dòng)壓力以達(dá)到該目的；在達(dá)到最長停駛時(shí)間后，自動(dòng)駐車系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行接管，啟動(dòng)電子手剎。當(dāng)駕駛員希望車輛繼續(xù)向前行駛時(shí)，正常踩油門踏板，自動(dòng)駐車功能會(huì)釋放制動(dòng)，車輛可以正常向前行駛，而自動(dòng)駐車功能也返回到待機(jī)狀態(tài)。自動(dòng)駐車系統(tǒng)狀態(tài)主要包括關(guān)閉、待機(jī)、激活、電子手剎接管等，各狀態(tài)下的功能狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件如圖2 所示。

3 考慮駕乘感受影響因素的自動(dòng)駐車釋放控制策略

為了實(shí)現(xiàn)車輛短暫停駛，并在短暫停駛后能按照駕駛員的需求起步，起步時(shí)無頓挫的實(shí)車感受，優(yōu)化的自動(dòng)駐車功能需要滿足安全性、穩(wěn)定性，以及舒適性的要求。

為了達(dá)到上述需求，本文設(shè)計(jì)了一種考慮駕乘感受影響因素的自動(dòng)駐車功能釋放控制策略。該控制策略是將自動(dòng)駐車功能的駕乘感受影響因素按照安全性、穩(wěn)定性，以及舒適性量化到具體的性能指標(biāo)，即車輛停駛時(shí)的整車狀態(tài)、車輛需要行駛時(shí)的制動(dòng)釋放時(shí)間（該參數(shù)可通過油門踏板開度進(jìn)行調(diào)整）、車輛需要行駛時(shí)的動(dòng)力加速響應(yīng)時(shí)間，其中動(dòng)力加速響應(yīng)時(shí)間又可分為經(jīng)濟(jì)模式、運(yùn)動(dòng)模式及標(biāo)準(zhǔn)模式3 種，以滿足不同駕駛場(chǎng)景，通常運(yùn)動(dòng)模式下動(dòng)力扭矩輸出更大。自動(dòng)駐車功能釋放時(shí)需要盡可能快地釋放制動(dòng)壓力，同時(shí)動(dòng)力扭矩在制動(dòng)壓力維持過程中不能過大，否則會(huì)使得駕乘用戶有車輛頓挫的實(shí)車感受。

該自動(dòng)駐車功能釋放控制邏輯是在不同模式下，根據(jù)制動(dòng)和動(dòng)力的具體實(shí)車表現(xiàn)狀態(tài)，盡可能縮短制動(dòng)釋放時(shí)間并減小怠速下的制動(dòng)壓力，從而達(dá)到讓車輛能夠同時(shí)滿足安全性、穩(wěn)定性和舒適性的要求，減少自動(dòng)駐車功能在車輛起步時(shí)所產(chǎn)生的頓挫感。

4 實(shí)車調(diào)試驗(yàn)證

為了驗(yàn)證該控制策略既能保證車輛安全停穩(wěn)，又能使自動(dòng)駐車功能釋放制動(dòng)壓力時(shí)整車不產(chǎn)生頓挫感，使用某燃油車型在實(shí)際道路試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行實(shí)車針對(duì)性調(diào)試，并通過駕駛員及乘客的實(shí)車評(píng)價(jià)感受來確定合適的制動(dòng)壓力范圍和制動(dòng)壓力釋放時(shí)刻。

當(dāng)自動(dòng)駐車釋放時(shí)，只有制動(dòng)及時(shí)釋放制動(dòng)壓力，并且動(dòng)力系統(tǒng)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間增加扭矩才能使駕乘用戶不感受到頓挫感。如上所述，動(dòng)力系統(tǒng)包含3 種模式，分別是經(jīng)濟(jì)模式、運(yùn)動(dòng)模式及標(biāo)準(zhǔn)模式，每種模式下發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)速度和影響范圍均不相同，因此對(duì)3 種模式均進(jìn)行了調(diào)試測(cè)試。

在制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)均為默認(rèn)參數(shù)時(shí)，進(jìn)行了實(shí)車駕乘感受的測(cè)試，結(jié)果駕乘用戶均感受到車輛有頓挫感，具體的實(shí)車狀態(tài)如圖3 所示。從圖中可以看出，在油門踏板為2.8% 左右，自動(dòng)駐車功能關(guān)閉，制動(dòng)壓力釋放，驅(qū)動(dòng)扭矩為31～36 N·m，加速度變化早于車輛開始行駛的時(shí)間，因此駕乘用戶會(huì)有頓挫感。

為了優(yōu)化自動(dòng)駐車功能的駕乘感受，消除自動(dòng)駐車功能關(guān)閉時(shí)的頓挫感，首先將油門踏板調(diào)整為2% 以下時(shí)自動(dòng)駐車系統(tǒng)關(guān)閉，再將2% 以下油門踏板的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降低，盡可能在自動(dòng)駐車制動(dòng)壓力釋放時(shí)，使車輛能夠維持在平衡靜止?fàn)顟B(tài)，動(dòng)力及制動(dòng)標(biāo)定參數(shù)更改后的實(shí)車狀態(tài)如圖4 所示。

如圖4 所示，在減小自動(dòng)駐車關(guān)閉閾值之后，可以在油門踏板lt;2% 時(shí)使得自動(dòng)駐車系統(tǒng)釋放制動(dòng)壓力，縮短了制動(dòng)釋放時(shí)間；同時(shí)油門踏板lt;2%時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩狀態(tài)為16.9～29.0 N·m，該狀態(tài)有利于發(fā)動(dòng)機(jī)逐步增加扭矩使車輛平穩(wěn)起步而不會(huì)產(chǎn)生令駕乘用戶感到頓挫的感受。

5 結(jié)語

本文提出的考慮駕乘感受影響因素的自動(dòng)駐車功能釋放控制策略邏輯可以實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)駐車功能釋放時(shí)車輛滿足安全、穩(wěn)定和舒適性的要求；通過對(duì)制動(dòng)和動(dòng)力進(jìn)行一同標(biāo)定和實(shí)車驗(yàn)證，縮短了制動(dòng)壓力釋放時(shí)間的同時(shí)減小了制動(dòng)壓力，消除了自動(dòng)駐車功能釋放時(shí)所產(chǎn)生的頓挫的駕駛感受，為后續(xù)自動(dòng)駐車系統(tǒng)的用戶駕乘感受優(yōu)化提供參考。

參考文獻(xiàn)

［ 1 ］ 王麾. 純電動(dòng)轎車自動(dòng)駐車制動(dòng)系統(tǒng)控制策略研究[J]. 上海汽車，2022（1）：34-36.

［ 2 ］ 邵作業(yè)， 魏宏， 李敬東. 電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)（EPB）的控制策略與試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法[J]. 技術(shù)導(dǎo)向，2018（8）：30-36.