汽车自动驻车制动系统简介

胡磊 董良 陈国三 高波

摘 要：随着社会经济的发展，汽车已经成为人类密不可分的伙伴;与此同时，有关汽车主動安全性能的研究和新技术的应用正在发生日新月异的变化;汽车自动驻车制动系统（Autohold）就是随着汽车电子驻车制动系统（EPB）、车身稳定系统（ESC）发展起来的电子技术，其应用不但使得汽车的系统布置空间得以优化，还使得驻车制动更加安全可靠。本文从自动驻车制动工作原理、功能逻辑及相关人机交互等方面进行浅析，为自动驻车制动功能的开发提供设计参考依据。

关键词：自动驻车系统;电子驻车系统;车身稳定系统

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

制动系统是汽车行驶的重要保证，从汽车诞生开始，汽车的制动系统就与汽车的安全息息相关;随着电子技术与控制技术的逐渐成熟，汽车上传统的液压、机械式拉索等部件正逐步被电子部件所取代[1]。汽车发展的历史也是汽车安全性能不断提供的历史，而随着科学技术的发展，汽车主动安全技术更已成为当今汽车研发的重要领域[2] 。现代汽车主动安全技术的发展具有集成化、智能化、系统化、全员化的趋势[3]。

传统的驻车制动系统一般要求采用机械式驱动机构[4]，其工作原理是驾驶者操纵制动拉杆，通过制动拉索传递，带动制动蹄片张开或者制动钳活塞移动，以完成驻车制动，使车辆临时或者长时间驻车甚至停在一定的斜坡上。与长期使用的传统型手动驻车制动模式相比，电子驻车制动系统用电线取代传统驻车制动装置的拉索和传动机构，驾驶员不必费力的去拉制动拉杆，驻车时只需操作驻车按钮，由电子驻车制动系统的ECU控制电机工作完成驻车制动[5]，电子控制单元结合车辆驻车环境的状况控制驻车制动力的大小，同时还具备坡道辅助起步、自动驻车和解除功能以及紧急制动的功能。从技术升级看，电子驻车制动既节省了驾驶室空间又大大降低了操作难度，让汽车驻车变得更加舒适和方便，同时也提高了汽车的安全性，自动驻车保持功能（简称Autohold），是近年刚刚依托于ESC和EPB系统互联而发展起来的新兴电子制动线控技术。

本文针对汽车自动驻车制动系统（Autohold）的功能逻辑开展研究，基于某车型实际匹配开发，介绍了该系统的功能逻辑、人机交互等，为类似产品设计提供参考依据。

1 Autohold结构组成及工作原理

1.1 结构组成

Autohold指车辆停车后自动驻车功能：通过车辆上装配的传感器判断车辆状态，并根据功能逻辑对制动系统四个制动器进行控制，保持驾驶员施加的制动压力使车辆静止，以实现短时驻车功能;可与不同的变速器（MT/AMT/CVT/AT/ DCT等）系统配合，改善坡道起步的难度。同时具有ESC系统和EPB系统配置的车辆才可以开发Autohold功能，整车CAN系统也是必备条件之一。

图1 为Autohold系统结构组成示意图，概括起来就是由传感器、电控ECU和执行器三大部分组成。

图2 为Autohold系统总体硬件电路框图，自动驻车制动系统需要通过传感器采集车辆运行状态信息，再结合驻车制动按钮及车辆制动力情况，如果需要实施自动驻车控制，控制单元ECU对执行器发出自动驻车指令，并点亮自动驻车指示灯;当自动驻车系统需要电子驻车EPB接管时，启动电机驱动电路，控制电机转动，并点亮电子驻车指示灯;当系统出现故障时，点亮相关故障指示灯或者蜂鸣报警。

1.2 工作原理

Autohold工作原理：当驾驶员按下“Autohold”按钮之后，控制单元ECU通过CAN总线收取相关传感器信号，对车辆的运行状态进行判断，并向执行器发出控制指令，车辆停车后持续管路压力保持进行自动驻车;当驾驶员再请求起步时，驾驶员踩油门踏板，达到足够的驱动扭矩时，制动压力自动释放，汽车驶离。

（1） 驾驶员踩制动踏板使车辆减速;

（2）车辆减速至静止时，Autohold工作建立制动压力使车辆保持静止;

（3）司机松开制动踏板;

（4）持续管路压力保持;

（5）驾驶员请求起步时，驾驶员踩油门踏板，达到足够的驱动扭矩时， 制动压力自动释放，汽车驶离。

1.3 Autohold输入/输出信号

表1为某车型Autohold功能相关输入/输出信号。在表1所列信号中，涉及到整车其他控制系统（如发动机控制单元、变速箱控制单元、车身控制器等），并且与上述控制系统之间的通讯形式一般要求采用CAN线通讯[6]。

2 Autohold功能逻辑

表2为某车型Autohold功能逻辑。Autohold功能分为：功能激活、功能触发、功能退出以及故障安全模式，功能逻辑见下表：

3 Autohold人机交互界面显示

Autohold功能激活、触发、退出以及故障时，需要通过组合仪表或自动驻车指示灯进行图形、文字或点灯提示进行人机交互。

需要注意的是 ，以上功能逻辑是作者对国内某车型主客观测试所得，并不能表所有车型自动驻车制动系统功能逻辑。

4 结束语

电子驻车制动系统正逐渐取代传统机械手刹，其优势在于节省空间、响应快、智能化 、安全系 数高[7]，越来越受到研究人员的重视。本文基于电子驻车制动系统基础，对自动驻车制动系统（Autohold）的功能逻辑、人机交互进行研究，在提高汽车安全、舒适、可靠的同时，促进人与科技之间的良心循环，进一步促进汽车往集成化、智能化、系统化发展。

参考文献

[1] 徐晓芬.车辆电子驻车制动系统辅助坡道起步的研究[D].武汉：武汉理工大学汽车工程学院，2011.

[2] 杨秀芳，张新，常桂秀，楼嫒媛.汽车主动安全技术的发展现状及趋势[J].重庆工学院学报（自然科学），2008（4）：15-17.

[3] 惠艳翠.汽车电子驻车制动（EPB）控制系统的研制[D].成都：西华大学交通与汽车工程学院，2011.

[4] 刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2001：667-670.

[5] 陈荣兴.汽车智能驻车刹车系统的应用[J].科技创业导报，2012： 107.

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

[7] 路中达.汽车电子驻车制动（EPB）系统功能逻辑研究[J].湖北农机化.2019年第4期：48.