本文摘要：摘要：為了提高純電動商用車的智能化水平和安全性，研發了氣壓式駐車制動線控技術。對某純電動商用車氣壓式制動系統進行了詳細分析，設計了其駐車制動線控化系統結構，主要由充氣電磁閥、放氣電磁閥、差動繼動閥和氣壓傳感器組成;設計了包括電控硬件、軟件和測試數據采
摘要：為了提高純電動商用車的智能化水平和安全性，研發了氣壓式駐車制動線控技術。對某純電動商用車氣壓式制動系統進行了詳細分析，設計了其駐車制動線控化系統結構，主要由充氣電磁閥、放氣電磁閥、差動繼動閥和氣壓傳感器組成;設計了包括電控硬件、軟件和測試數據采集系統的電控系統;對研發的純電動商用車氣壓式駐車制動線控技術進行了試驗驗證，完成了坡道駐車和起步自動釋放、拔鑰匙自動駐車等典型測試，結果表明，純電動商用車氣壓式駐車制動線控技術實現了預期的設計功能，駕駛性能良好，提升了車輛智能化水平和安全性。
關鍵詞：純電動商用車;駐車制動;線控技術;起步過程
1引言
我國“十三五”新能源汽車試點專項研發計劃的目標之一是，電動汽車智能化水平達到SAE3級，即自動駕駛系統在一定行駛條件下可以完全控制車輛縱向和橫向駕駛任務[1-3]。線控化駐車制動(ElectronicParkingBrake,EPB)技術便是實現該目標的一個重要環節[4-8]。
根據使用場合不同，當前線控化駐車制動通�？煞譃閮煞N實現形式，一種是機械式駐車制動線控技術，主要用于乘用車和輕型商用車;另一種是氣壓式駐車制動線控技術，用于采用氣制動系統的商用車駐車制動。在機械式駐車制動線控方面，德國的天合汽車(ZFTRW)、博世、大陸汽車，韓國的萬都，以及國內的吉林大學等均已研發出相關產品，以提高車輛的主動安全性、降低其駕駛操縱難度[9-14]。為改善商用車的坡道起步性能并實現自動駐車，國外的Wabco和Knorr、國內的南京理工大學和瑞立科密等均對氣壓式駐車制動線控技術進行了研發[15-17]。
目前，乘用車領域機械式駐車制動線控技術的應用已成普及之勢;與之相比，氣壓式駐車制動線控技術的發展還處于發展階段，絕大部分中、重型商用車依然采用手控駐車制動系統。對于現代商用車智能化發展趨勢而言，駐車制動系統線控化是其智能化發展的必由之徑。本文以某純電動商用車為試驗平臺，結合起步工況和駐車操縱的工作特點，研發了氣壓式駐車制動線控技術，以電磁閥為執行元件，制定相應的駐車制動控制策略，開發了控制系統軟硬件，實現了某純電動商用車氣壓式駐車制動系統的智能化以線控制。
2系統氣壓管路布置
試驗車輛為某采用電動機中央驅動和氣壓制動系統的純電動商用車，車輛可自動換擋。后橋采用復合制動氣室，行車制動為充氣制動，放氣解除制動;駐車制動為放氣制動，充氣解除制動。其中，駐車制動系統是以壓縮氣體為工作媒介，以手閥為操控機構，以復合制動氣室為執行機構，以差動式繼動閥為功率放大機構的先導式二級閥控系統。行車制動采用快放閥來縮短解除時間。
為保證車輛制動的可靠性，行車制動系統和駐車制動系統的氣壓回路相互獨立。對于駐車制動系統而言，當復合制動氣室的駐車制動氣室內無壓縮氣體時，制動推桿在彈簧的作用下伸出，促動制動蹄壓緊在制動鼓上，車輛施加駐車制動;當駐車制動氣室充滿壓縮氣體時(氣源額定氣壓為0.8MPa)，彈簧在氣壓作用下壓縮、制動推桿收回，制動蹄張開，車輛駐車制動釋放。差動式繼動閥的兩個控制口41、42分別接受腳閥和手閥的控制氣壓，并根據41、42口的壓力來決定輸出口2的壓力，從而保證行車制動和駐車制動的正確性，并避免行車制動及駐車制動同時施加時產生制動重疊。
對于傳統手控駐車制動而言，差動式繼動閥控制口42的氣壓由手閥控制，不僅無法滿足智能駕駛的使用要求，同時由于手閥布置在駕駛室內，存在控制氣管路長、系統響應偏慢等問題。氣壓式駐車制動系統在管路布置上引入充氣電磁閥、放氣電磁閥和氣壓傳感器，取代傳統手閥控制，實現駐車制動的安全智能控制。為使車輛在不同載荷、不同道路坡度下均能保證車輛平穩起步，此時電磁閥采用脈寬調制(PulseWidthModulation,PWM)驅動來控制充氣壓力，實現駐車制動力的實時調節。
3線控駐車制動的電控系統設計
3.1電控系統硬件設計
綜合考慮整車特點，以及氣壓式線控駐車制動功能、性能和試驗測試等的要求，按照模塊化設計思維，開發氣壓式駐車制動電子控制系統硬件。
1)CAN模塊支持CAN2.0A和2.0B，通過CAN總線讀�。候寗与姍C的轉矩、轉速和加速踏板信號，變速器的擋位信號，車輛的車速、電池SOC和制動踏板信號等。2)模擬電路處理氣壓測量信號。
3)驅動電路將MCU的控制指令輸出，控制駐車制動系統電磁閥的動作。4)電源模塊為電控單元提供穩定電壓并起保護作用。5)安全員的駐車制動意圖通過開關操控體現，開關分為手動和自動兩種模式，開關動作通過開關電路處理后輸入MCU。
6)電控單元內部還集成了坡度測量、程序存儲、診斷存儲等功能模塊。電控系統的正常工作電壓為24V，正常工作電流≤0.5A，休眠狀態電流≤10mA。為滿足實車使用要求，并保證工作過程的環境適應性和可靠性，電控系統還通過了高/低溫、振動等環境試驗和輻射發射、瞬態傳導發射、輻射抗擾度等電磁性能試驗的驗證，符合我國相關標準要求。
3.2電控系統軟件設計
與電子控制系統硬件相匹配，功能模塊化設計的氣壓式線控駐車制動系統軟件架構。氣壓式線控駐車制動系統通過CAN總線與車輛電控系統互聯，并與上位機采集與調試軟件相連實現數據采集和實車調試測試。內部控制程序主要包括以下幾種功能模塊：
1)測試功能。當通過上位機采集界面向下位機發送測試指令時，系統進入測試功能模塊，主要用于電磁閥等零部件功能的測試。2)休眠功能。若車輛處于熄火狀態，則電控系統進入休眠功能模塊，減少系統能耗。3)標定功能。當上位機發送參數標定指令時，系統進入控制參數的初始標定功能模塊。4)安全員手動操控功能。ECU運行過程中不斷檢測開關狀態，如果檢測到開關手動操作，系統進入手動操控功能模塊，此時駐車及其釋放通過手動操控開關來完成。
5)自動控制功能。若ECU運行過程中無開關干預動作，則系統按照自動控制功能運行，此時氣壓式駐車系統自動控制車輛駐車及釋放。6)應急制動功能。若行車過程中，安全員發現臨時突發情況無法保證車速的安全可控，此時通過操控開關，系統進入人工接管應急制動功能模塊，提高行車安全性。7)故障診斷功能。系統運行過程中，不斷檢測軟硬件工作情況，實現故障診斷與存儲，并在故障模式下進行安全降級，以保證車輛“跛行回家”。
3.3試驗數據采集與分析系統
為了實時監測車輛氣壓式線控駐車制動系統在實車運行過程中的狀態，同時，便于參數標定、系統調試、控制改進、實驗數據的存儲和分析等，基于VB語言設計開發了試驗數據采集與分析系統。
4試驗
針對所開發的氣壓式線控駐車制動系統，在完成零部件測試與臺架測試之后，進行某純電動商用車搭載道路試驗，試驗主要參照GB12676-2014《商用車輛和掛車制動系統技術要求及試驗方法》的要求進行。氣壓式線控駐車制動系統充氣電磁閥、放氣電磁閥和氣壓傳感器在車輛底盤的安裝。
電控單元、安全員操縱開關和CAN數據通訊采集，滿載工況坡道(道路坡道8°)手動駐車/起步自動釋放多次試驗結果。氣壓式線控駐車制動系統能正確迅速響應安全員的手動駐車指令，將車輛可靠停穩;通過對車輛狀態信息的綜合判定，能正確實現車輛的起步意圖而無需安全員操作，且車輛起步平穩，無溜車或前沖現象�？梢姡瑲鈮菏今v車制動系統線控技術實現了駐車制動智能化控制，為整車智能化提供支撐，同時還改善了車輛坡道起步時的平穩性。
結論
1)在對某純電動商用車氣壓制動系統工作特性研究的基礎上，完成了氣壓式駐車制動系統線控化設計，開發了氣壓式線控駐車制動的軟硬件和實驗數據采集分析系統;2)實車試驗結果表明，氣壓式駐車制動線控技術能夠良好實現該純電動商用車駐車制動系統的自動控制，能夠提升車輛安全性，滿足商用車智能化發展的技術需求。
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作者：李春1，王爾烈1,2，聶石啟1，王洪亮2，譚福倫1，皮大偉2
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