張立輝， 王法龍

(安徽安凱汽車股份有限公司， 合肥 230051)

電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱EPB[1]，是一種對(duì)電子駐車按鈕進(jìn)行操作，由電子控制單元發(fā)出控制信號(hào)對(duì)制動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，經(jīng)過減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)摩擦塊與摩擦盤對(duì)汽車進(jìn)行制動(dòng)的裝置。它解決了傳統(tǒng)型式的駐車制動(dòng)系統(tǒng)操作費(fèi)力繁瑣、缺乏經(jīng)驗(yàn)的駕駛者不能可靠駐車或不能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)坡道起步、摩擦片與摩擦盤磨損產(chǎn)生制動(dòng)間隙而不能施加足夠制動(dòng)力、制動(dòng)拉桿占用駕駛艙空間等問題[2-3]。

1 一種電動(dòng)客車用電子駐車系統(tǒng)方案

一般乘用車EPB采用機(jī)電一體化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，制動(dòng)力完全由電機(jī)提供，精度要求高，且成本高，制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獨(dú)立控制，緊急制動(dòng)時(shí)不能與整車控制相結(jié)合，也不會(huì)因?yàn)槿藶榭刂贫顺鲋苿?dòng)，可能出現(xiàn)與駕駛員意圖不一致的情況，影響操控性和舒適性。

目前，小微型電動(dòng)客車一般采用油剎提供制動(dòng)力，油剎結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝空間小，但反應(yīng)速度稍慢、剎車柔和、力度較小；大中型電動(dòng)客車基本上全部用氣剎提供制動(dòng)力，反應(yīng)迅速、剎車力度大(氣壓高，可以達(dá)到10個(gè)大氣壓)，提高整車安全性。

本電動(dòng)客車用EPB方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣電一體化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，氣路制動(dòng)力作用在后制動(dòng)蹄，還利用純電動(dòng)客車用直驅(qū)電機(jī)的制動(dòng)扭矩直接作用在傳動(dòng)軸上來(lái)增加整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力。同時(shí)還可與整車控制系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)坡道輔助、自動(dòng)駐車等功能。本方案以氣壓控制技術(shù)和車輛電控技術(shù)為基礎(chǔ)，優(yōu)化電動(dòng)客車EPB的氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[4]，如圖1所示。

圖1 電動(dòng)客車EPB氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

其中整車控制器根據(jù)車輛狀態(tài)、電子駐車開關(guān)信號(hào)、路面坡度信息和駕駛員意圖等信息，在保證絕對(duì)安全的狀態(tài)下發(fā)出控制信號(hào)通過控制駐車氣路電磁閥完成駐車或者釋放駐車動(dòng)作，完成電子駐車功能[5]。

本方案通過電子控制方式實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣制動(dòng)駐車手閥[6]，簡(jiǎn)化駐車手動(dòng)操作中繁瑣及強(qiáng)度大的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)駐車主要?jiǎng)幼髯詣?dòng)化、智能化控制，減少駕駛員工作強(qiáng)度的同時(shí)又保證了汽車的安全性。整車控制器根據(jù)車輛信息自動(dòng)對(duì)車輛進(jìn)行駐車鎖定及解鎖，有效地提高了整車的自動(dòng)化控制水平，同時(shí)又降低了駕駛員的工作強(qiáng)度，極大地提高了行車和駐車的安全性。

2 電子駐車系統(tǒng)控制策略

EPB系統(tǒng)控制策略是其功能實(shí)現(xiàn)的重要組成部分。本方案采用脈寬調(diào)制和脈頻調(diào)制相結(jié)合的控制方式控制電磁閥的通斷，采用時(shí)間最優(yōu)算法的Bang-Bang控制策略，控制系統(tǒng)響應(yīng)快，魯棒性高[7]。EPB系統(tǒng)需要對(duì)駕駛員的操作有準(zhǔn)確的判斷，如果控制單元檢測(cè)到EPB 按鈕被觸發(fā)，系統(tǒng)在接收到EPB 按鈕動(dòng)作信號(hào)的同時(shí)，也會(huì)根據(jù)來(lái)自CAN 網(wǎng)絡(luò)或相關(guān)傳感器信號(hào)判斷當(dāng)前車輛是否可以響應(yīng)按鈕的動(dòng)作信號(hào)[7]。經(jīng)過一定的邏輯與條件判斷，在保證安全的情況下發(fā)出信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇相應(yīng)的動(dòng)作。在工作時(shí)，電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)控制器首先對(duì)駕駛員操作信號(hào)與整車狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析處理，然后通過輸入信號(hào)綜合分析判斷汽車當(dāng)前工況，進(jìn)而選擇相應(yīng)的控制策略[8]。

2.1 智能駐車策略

智能駐車主要指靜態(tài)模式下駐車，靜態(tài)模式是指汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)或車速很低的情況下，駕駛員按下電子駐車按鈕進(jìn)行駐車制動(dòng)；也指當(dāng)車輛靜止時(shí)駕駛員忘記拉起駐車或者忘記按下電子駐車按鈕，此時(shí)VCU通過控制電磁閥進(jìn)行駐車制動(dòng)[9]，防止溜車。

智能駐車(有駐車效果)進(jìn)入條件(且的關(guān)系)：駐車信號(hào)無(wú)效、油門和制動(dòng)開關(guān)無(wú)效持續(xù)300 ms、電子駐車按鈕信號(hào)有效、車速低于5 km/h或電機(jī)反轉(zhuǎn)。智能駐車流程如圖2所示。

圖2 智能駐車流程圖

2.2 智能駐車釋放策略

智能釋放是指駕駛員有起步意圖，但是沒有進(jìn)行主動(dòng)釋放駐車制動(dòng)動(dòng)作，整車控制器會(huì)采集整車信號(hào)和駕駛員動(dòng)作，并對(duì)駕駛員意圖進(jìn)行判斷，在保證整車安全的情況下控制電子駐車執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行駐車制動(dòng)的釋放。整車處于駐車制動(dòng)狀態(tài)，若此時(shí)駕駛員在整車上高壓完成，擋位掛入前進(jìn)擋位時(shí)，踩下油門踏板，則會(huì)被認(rèn)為具有起步意圖。整車控制器通過整車狀態(tài)分析整車是否處于安全狀態(tài)。整車在安全狀態(tài)下，當(dāng)起步力矩大于行駛阻力矩時(shí)，整車控制器自動(dòng)釋放駐車制動(dòng)。

智能釋放條件(或的關(guān)系)：駐車信號(hào)有效、油門開度大于30%、油門開關(guān)信號(hào)有效持續(xù)300 ms、車速高于5 km/h且未出現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。

2.3 智能駐車功能的坡道輔助起步

智能駐車功能下，當(dāng)車輛在坡道上準(zhǔn)備啟動(dòng)行車時(shí)，整車控制器控制4個(gè)車輪的制動(dòng)壓力繼續(xù)保持，同時(shí)控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩繼續(xù)增加，直至傳動(dòng)系具備足夠的驅(qū)動(dòng)力時(shí)，制動(dòng)壓力解除，實(shí)現(xiàn)車輛順利起步，有效地防止車輛在坡道起步時(shí)后退或電機(jī)起步失效時(shí)后溜的危險(xiǎn)，減少駕駛員在坡道堵車時(shí)對(duì)油門踏板、駐車手閥和腳閥之間的切換使用頻率，降低駕駛強(qiáng)度[10]。

3 結(jié)束語(yǔ)

電動(dòng)客車EPB系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械式駐車制動(dòng)系統(tǒng)相比，操作簡(jiǎn)單省力，小巧的按鈕代替?zhèn)鹘y(tǒng)的駐車制動(dòng)器拉桿，車內(nèi)更加美觀、空間得到更好的利用。同時(shí)EPB系統(tǒng)與整車控制系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)智能制動(dòng)和駐車功能,在保證汽車與駕駛員安全的情況下，根據(jù)整車控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)行制動(dòng)力的施加與釋放，方便駕駛員操作，提升了整車的舒適性和操控性。