新能源汽車雙制動開關(guān)控制系統(tǒng)及診斷方法研究

Irchonthe Dual Brake Switch Control Systemand DiagnosticMethod of NewEnergy Vehicles

Li Tao，Li Xiangjun，Sun Pengcheng（Chery Commercial Vehicle （Anhui）Co.，Ltd.，Wuhu ，China）

【Abstract】Withtherapiddevelopmentof theautomotive industrytowards electrificationand intellgence，in-vehicle functionsare becoming increasinglycomplex，and brake switch signalsare crucial for basic vehicle functions，ADAS functions，and driving safety.This paper studiesa dual brakeswitch controlsystem and diagnostic method fornew energy vehicles.By elaborating on the systemarchitecture，diagnosticprocess，and implementation，andanalyzingcases，it shows the advantages of improving braking safetyand stability，providing technical supportforbraking systemoptimization.

【KeyWords】new energyvehicles;dual brake switch;control system;diagnostic method;braking safety;fault diagnosis

0 引言

在綠色出行和可持續(xù)發(fā)展的大背景下，新能源汽車成為汽車市場主流。但隨著其電動化、智慧化程度提高，制動系統(tǒng)信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。制動開關(guān)負(fù)責(zé)向車載設(shè)備傳遞制動意圖，一旦信號異常，會影響車輛基礎(chǔ)功能，甚至引發(fā)事故。本文研究的雙制動開關(guān)控制系統(tǒng)及診斷方法，采用雙開關(guān)方案增加校驗(yàn)功能，降低安全隱患，提升用戶體驗(yàn)。

1新能源汽車制動系統(tǒng)現(xiàn)狀與問題分析

1.1新能源汽車制動系統(tǒng)特點(diǎn)

新能源汽車制動系統(tǒng)有獨(dú)特之處，配備制動能量回收系統(tǒng)，提高能源利用率，動力系統(tǒng)響應(yīng)快對制動協(xié)調(diào)性和精確性要求更高，且需與其他電子控制系統(tǒng)緊密交互以實(shí)現(xiàn)高級功能。

1.2 制動開關(guān)信號的重要性

制動開關(guān)信號控制整車啟動、擋位切換等基礎(chǔ)功能，也是自適應(yīng)巡航控制（AdaptiveCruiseControl，ACC）正常運(yùn)行的關(guān)鍵輸入信號，其可靠性直接關(guān)系到車輛功能實(shí)現(xiàn)和行車安全。

1.3傳統(tǒng)制動開關(guān)方案存在的問題

傳統(tǒng)單個(gè)制動開關(guān)方案故障檢測能力有限，開關(guān)故障會導(dǎo)致制動系統(tǒng)失效或誤動作，且難以有效診斷區(qū)分故障，易誤報(bào)，受電磁干擾或機(jī)械振動時(shí)會產(chǎn)生虛假信號，影響駕駛體驗(yàn)和安全。

2新能源汽車雙制動開關(guān)控制系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)組成

如圖1所示，系統(tǒng)主要包括整車控制單元（VehicleControlUnit，VCU）、組合儀表和雙制動開關(guān)。VCU與雙制動開關(guān)硬線連接采集信號，車載控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)通信。每個(gè)制動開關(guān)有四個(gè)PIN腳，內(nèi)部設(shè)計(jì)兩路互斥信號，依據(jù)制動踏板狀態(tài)切換通斷，為系統(tǒng)感知和傳遞信號奠定基礎(chǔ)。

2.2 工作原理

正常工作時(shí)，VCU接收雙制動開關(guān)共四路信號，先延時(shí)過濾噪聲干擾，再分別對兩個(gè)制動開關(guān)進(jìn)行信號不一致和不變化故障診斷。若雙開關(guān)信號均故障，VCU通過儀表提醒駕駛員并執(zhí)行安全策略；若單個(gè)開關(guān)故障則上報(bào)故障，不影響正常行駛，依正常信號判斷制動意圖。

3新能源汽車雙制動開關(guān)診斷方法

3.1 診斷流程概述

雙制動開關(guān)控制及診斷流程圖（圖2）為理解雙制動開關(guān)診斷方法提供了直觀的流程指引。先檢測制動開關(guān)1信號是否故障，若故障，再檢測制動開關(guān)2信號。若制動開關(guān)2信號正常，用其判斷制動意圖；若故障，則上報(bào)故障并執(zhí)行安全策略。

3.2具體檢測及診斷邏輯

以制動開關(guān)1為主，制動開關(guān)2為輔。VCU檢測制動開關(guān)1信號不一致或不變化故障。信號不一致故障診斷需滿足制動開關(guān)2信號正常、制動開關(guān)1信號無不變化故障且不一致次數(shù)為N；信號不變化故障診斷需滿足制動開關(guān)2信號正常、制動開關(guān)1信號無不一致故障且相比制動開關(guān)2信號出現(xiàn)M次不變化。根據(jù)制動開關(guān)1不同故障及制動開關(guān)2信號狀態(tài)，決定采用制動開關(guān)2信號判斷制動意圖還是上報(bào)故障執(zhí)行安全策略。

3.3 故障上報(bào)與安全策略執(zhí)行

雙制動開關(guān)信號均故障時(shí)，VCU通過CAN網(wǎng)絡(luò)將故障狀態(tài)發(fā)給儀表提醒駕駛員，同時(shí)執(zhí)行安全策略，如限制動力輸出、強(qiáng)制停車等，并存儲故障信息方便維修。

4新能源汽車雙制動開關(guān)控制系統(tǒng)及診斷方法的實(shí)施

4.1硬件設(shè)計(jì)與安裝

硬件設(shè)計(jì)要確保雙制動開關(guān)選型符合車輛電氣和機(jī)械性能要求，引腳定義和電氣參數(shù)與VCU接口匹配。安裝時(shí)，按裝配工藝要求操作，保證開關(guān)安裝牢固，機(jī)械連接準(zhǔn)確傳遞制動踏板動作。

4.2軟件編程與調(diào)試

軟件編程根據(jù)診斷邏輯和控制策略編寫信號采集、處理、故障診斷和安全策略執(zhí)行程序。調(diào)試時(shí)用專業(yè)工具模擬故障情況，檢查診斷功能和安全策略執(zhí)行情況，測試系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

4.3 實(shí)際案例分析

對某款新能源汽車實(shí)際測試，模擬制動開關(guān)1信號不一致和制動開關(guān)2信號不變化故障。系統(tǒng)能準(zhǔn)確檢測并按邏輯處理，保證制動功能正常和車輛安全，驗(yàn)證了系統(tǒng)及診斷方法的有效性和可靠性。

5結(jié)論與展望

5.1 研究成果總結(jié)

本文研究的雙制動開關(guān)控制系統(tǒng)及診斷方法，采用雙開關(guān)互相校驗(yàn)，彌補(bǔ)單開關(guān)方案不足。闡述系統(tǒng)架構(gòu)、診斷流程和實(shí)施方式，案例分析驗(yàn)證其有效性和可靠性，能準(zhǔn)確檢測故障，降低安全隱患，提升用戶用車便利性和安全感。

5.2未來發(fā)展方向展望

未來制動開關(guān)控制系統(tǒng)及診斷方法將朝智能化、集成化發(fā)展。利用先進(jìn)傳感器技術(shù)和人工智能算法優(yōu)化診斷算法，提高準(zhǔn)確率和響應(yīng)速度；與其他電子控制系統(tǒng)深度集成，協(xié)同控制提升車輛性能；具備遠(yuǎn)程診斷和升級功能，提升用戶體驗(yàn)。新能源汽車雙制動開關(guān)控制系統(tǒng)及診斷方法研究意義重大，前景廣闊，技術(shù)創(chuàng)新將為新能源汽車發(fā)展提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]孫朋程，李濤.一種新能源汽車雙制動開關(guān)控制系統(tǒng)及診斷方法：中國，CN113997923B[P].2024-04-09.

（編輯楊凱麟）