某新能源商用車電子駐車制動開發系統研究

摘要：結合新能源商用車的實際情況，從電子駐車制動開發系統架構、電子駐車制動開發系統開發流程，以及電子駐車制動開發系統性能評價及驗收幾方面，對某新能源商用車電子駐車制動開發系統展開研究，旨在為電子駐車制動開發系統的后續發展提供參考與幫助。

關鍵詞：新能源商用車；電子駐車制動開發系統；EPB控制

中圖分類號：U469.7 收稿日期：2023-03-20

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.008

1 前言

電子駐車制動開發系統作為一種具有智能化與自動化特征的制動系統，對于改善車輛內部空間利用率、簡化裝配過程、提高車輛行駛安全性與舒適性皆有著重要的促進作用。目前，新能源商用車對電子駐車制動開發系統的應用越發廣泛，對新能源商用車電子駐車制動開發系統展開研究，對于系統的進一步發展、提高整車試驗評價、加強新能源商用車與系統的適配度也有著很重要的現實意義。

2 某新能源商用車電子駐車制動開發系統架構

2.1 結構式樣

電子駐車制動系統EPB（Electrical Parking Brakesystem）是繼ABS、ESC等系統之后的新型制動控制技術之一，也是目前新能源商用車智能化、自動化發展的全新趨勢。從系統ECU和執行機構的結構形式差異角度考慮，EPB系統可分為拉索式、獨立式、集成式三種結構樣式。a.拉索式EPB系統。該類結構與傳統的腳踏板式駐車制動系統的差別不大，主要是保留了左右兩根駐車拉索，將EPB開關替代了原有的機械式駐車手柄，在新能源商用車后輪左右后IPB機械卡鉗連接。但是因為該系統搭載車型較少，動態響應速度較慢、夾緊力較小等問題已逐步被市場淘汰。b.獨立式EPB系統。該系統主要采用了一個單獨的ECU作為系統的控制模塊，取消了駐車拉索并將EPB電機集成在后卡鉗上。ECU可以直接控制卡鉗的制動，因此實現了駐車制動或解除的自動功能。c.集成式EPB系統[1]。與獨立式EPB系統相比，這類系統不僅取消了獨立的EPB系統ECU控制模塊，整個系統的線束布置更加簡潔、系統失效概率更加高效，通信效率更強，ESC與EPB系統的協作能力更加凸顯。

目前，新能源商用車電子駐車制動開發系統應用最廣泛的是ESCi模塊化產品，此類系統也廣泛應用在各大主機廠的量產車型上。

2.2 系統組成

電子駐車制動開發系統主要由輸入模塊、控制模塊以及執行機構三部分組成。其中，控制系統主要負責對車輛開關狀態的接收，通過車輛啟動、制動以及正式運行等因素的整合判斷駕駛員意圖。控制模塊在結合車速、制動狀態以及當前壓力的情況下進行邏輯計算，利用電控方式控制閥體來進行充氣或排氣。在邏輯計算以及電控方式有效推動的過程中，駐車與解除效果更加快速。與此同時，利用增加人機交互接口的方式向駕駛員提示當前操作動作或電子駐車狀態。

a.輸入模塊。EPB控制系統輸入模塊是對車輛運動與其他系統的信息進行整合接收的系統模塊，模塊主要包括傳感器信息轉換以及開關類信息采集等。駕駛員可通過開關的操作表明當前駕駛意圖，輸入模塊通過接收傳感器信息判斷車輛狀態。

b.控制模塊。該模塊的主要功能是判斷車輛當前工況，利用邏輯控制軟件程序對擬量/數字量采集模塊進行編寫從而進行消抖處理。這一模式對模擬量按照相關公式對電壓值進行轉換，其他ECU參數能夠在轉換過程中被模塊接收，系統得以進行相應的操作信息輸出。

c.執行機構。EPB系統執行機構主要功能是對車輛指示燈以及儀表顯示進行控制。系統控制器向執行機構進行信號輸出的同時，電磁閥能夠對信號進行接收，車輛排氣、放氣以及保壓等動作能夠在系統的持續控制下完成。在指示燈對硬線信號加以接收后控制器發送相關信息給儀表系統，駕駛員通過對儀表系統的觀察來判斷EPB系統當前狀態。

2.3 EPB系統功能

電子駐車制動開發系統的控制功能包含緊急制動、制動釋放以及駐車制動，對其進行了智能化升級與改進，不僅能夠結合駕駛員反饋的問題進行實時的人機交互，也能根據車輛實施情況與車輛配置情況進行自動的駐車安全輔助與行車輔助減速等。這種新增的功能一方面增加了安全感，另一方面增強了駕駛的舒適度，駕駛員的體驗感與駕駛感受更加深刻。

a.駐車制動。一般情況下，新能源商用車啟動電源時系統的初始狀態就是駐車制動狀態。當車輛處于停泊狀態時，駕駛員可通過駐車安全輔助按鈕或開關，對車輛的制動力以及安全性進行檢測，確保車輛不會出現溜車問題。

b.AutoHold。駕駛員在遇到突發狀況需要頻發啟動車輛時，可以通過開啟AutoHold功能，駕駛員只需要輕點油門就能啟動車輛，不需要重新啟動。如果車輛停泊在坡路之上，那么系統電控單元就能自動獲取坡路坡度并判斷車輛當時情況，從而防止溜坡現象。在此過程中，系統能夠自動施加制動力或釋放駐車制動，保障車輛的安全運行。如果車輛啟動時駕駛員忘記釋放手制動，則電控單元就能自動判斷駕駛員意圖，自動釋放駐車制動[2]。

c.緊急制動。當車輛處于高速行駛狀態且遇到近期情況需要強制停泊時，駕駛員可通過上拉駐車開關的方式使車輛進入緊急制動狀態，車輛的制動減速度與駐車開關的開度呈正相關關系。行車制動進入減速狀態下，行車制動力可通過駐車開關進行調節。當車輛速度降到駐車制動安全閾值后再進行駐車制動。

d.駐車解除及防誤觸。當車輛氣室氣壓處于非正常狀態下，為了保障駕駛員能夠有意識地進行制動結束操作，在駕駛員按下駐車開關解除制動的過程中可同時踩下制動踏板，車輛制動的安全性與保障性進一步提升。當車輛處于下長坡狀態時，可通過車輛自重勢能轉化引起的制動力進行輔助減速，這一功能還能夠幫助車輛進行減速開關的開啟或關閉，對于規避制動片磨損也有一定的作用。

e.自動駐車。當車輛熄火下電后駕駛員沒有進行拉手制動時，車輛有可能因外力作用產生溜車危險。EPB系統針對性增加了下電自動駐車功能，駕駛員在下電停車時駐車的可靠性進一步增強。考慮到行車過程中車輛會遇到一定的故障，因此需要開發拖車功能。

f.人機交互接口。當車輛處于AutoHold、駐車制動等各種狀態下時，EPB系統電控電源輸入模塊可對車輛當前狀態信息進行輸出，人機交互接口主要負責對這類信息的接收。當信息通過CAN總線上傳至人機交互接口時，駕駛員可通過觀察儀表系統顯示圖表對車輛轉臺進行判斷。如果出現駕駛員誤操作、誤判斷的情況，儀表盤也會發送相關的文字提醒進行糾錯，確保駕駛人員能夠進入正確的操作狀態［2-3］。

3 電子駐車制動開發系統開發流程

3.1 功能開發

EPB系統的控制功能制定以及開發，主要是以駕駛員意圖以及車輛電子駐車制動需求為前提，實現車輛不同工況、開發功能的不同驗證，電子駐車制動系統對車輛的控制能夠更加科學全面。當車輛處于不同工況下時，電子駐車制動開發系統的功能實現主要是控制模塊對功能的分析驗證[3]。在系統控制功能的針對性開發前提下，電子駐車制動開發系統的可移植性與開發程度大大加強，且后續的功能實施能夠進一步減少總線使用并降低成本。電子駐車制動開發系統的功能主體主要包括AutoHold、自動駐車、車制動、制動解除幾部分，上述功能主要是對車輛當前狀態以及處于不同工況狀態下的一種模式切換。通過對工況以及車輛本身情況的判斷，系統能夠隨即進行工作狀態并控制驅動相應閥體進行自動調節或主動制動。

3.2 功能驗證

對新能源商用車電子駐車制動開發系統的開發功能進行仿真驗證，對系統內部進行相關構件與部位進行信號輸入，從而判斷系統的輸入信息狀態。這部分輸入信號主要包括制動踏板、加速踏板以及開關傳感器等方面。通過信息的輸入，對EPB系統的運行狀態以及功能狀態進行檢測，從而判斷EPB系統在接收輸入信號或輸入信號產生變化后的狀態是否與預期狀態一致。預期狀況如圖1所示。

由圖1可知，當車輛處于初始狀態向駐車制動狀態的轉化過程時，排氣閥受到驅動而工作。此過程中，將駐車指示燈信號置1；當信號置0時則代表車輛進入駐車制動解除狀態。這一狀態下如果需要進行AutoHold制動，就需要保障充氣閥與排氣閥處于初始狀態，信號置0并調用行車制動。當駕駛員上拉駐車開關時，則車輛會進入駐車制動狀態，如果在車輛高速行駛狀態時需要進入緊急制動狀態，則可通過上拉駐車開關的方式操控[4]。如果緊急制動車速較大，則可通過駐車開關復位來進入制動解除狀態。自動駐車模式下，不同系統與模塊的信號狀態與初始駐車狀態相一致，進入駐車制動狀態可以在緊急制動車速較小下進行［5］。

4 電子駐車制動開發系統性能評價及驗收

電子駐車制動開發系統的功能運行與功能開發是一種實車標定的兩階段開發模式，包括性能評價與驗收評價。上述兩EcoppuSnJKLq0gDt3zdzOQoGidJGJo7aVq2q6+NS2Bs=部分的系統評價是從“功能”和“性能”兩方面進行考慮的結果。其中，在對電子駐車制動開發系統進行功能檢車時需要確定系統靜態功能（手動釋放、手動駐車、自動釋放、開關再夾緊、AutoHold、溜坡再夾緊）、動態功能（ESC聯動、降級制動、后輪防抱死），以及輔助功能（間隙調整、轉鼓檢測、系統診斷），通過上述幾方面內容的功能判斷，確定系統功能控制邏輯和動作是否符合規范。EPB系統的性能描述則主要以功能評價為基礎，對以下幾方面的性能指標要求進行判定。

4.1 靜態坡道駐車性能評價

EPB系統的靜態駐坡能力需要受幾個強制性法規的限制，目前來說涉及的主要法律法規內容包括《乘用車制動系統技術要求及試驗方法的要求》《 機動車運行安全條件》，以及《商用車輛和掛車制動系統技術要求及試驗方法》等。

因此，在對電子駐車制動開發系統驗收評價進行標準確定時，相關人員可在10%坡度、20%坡度、30%坡度等不同工況下按照上述法律標準與法規要求來確定電子駐車制動開發系統靜態坡道駐車性能評價標準，以此確定車輛最大駐車坡度以及不同材質路面下的靜態坡道駐車性能[5]。評價人員可將車輛車頭分別設置在上下坡方向，并確定車輛配重滿狀態按照冷態與熱態分別驗證電子駐車制動開發系統的坡道駐車能力。

4.2 自動釋放性能評價

電子駐車制動開發系統自動釋放性能要求如下：選擇干瀝青路面或混凝土路面作為評價路面，按照平坦路面、20%坡道、30%坡道或車輛最大駐坡度作為坡度設定標準。在平坦路面上按照滿載載荷進行D/R擋的擋位設定，駕駛員保持車輛靜置的狀態下按下EPB開關并踩下油門，評定標準為EPB釋放時機恰當，無強烈拖拽感。在20%坡道、30%坡道或車輛最大駐坡度狀態下，按照滿載載荷進行D/R擋的擋位設定保持車輛靜止，按下EPB開關并踩下油門，評定標準為EPB 釋放時機恰當，無強烈拖拽感。動態緊急制動性能評價主要是對車輛在干瀝青路面、濕瀝青路面、冰面、雪面、對開路面、對接路面等不同路面下，進行空載的車輛進行動態緊急制動評價。總的說來，對電子駐車制動開發系統的要求具體為，制動減速≥0.15 g，偏航率小于等于±5 °/s，后輪無抱死現象。在冰面、雪面、對開路面、對接路面路面的性能要求為制動減速≥0.05 g，偏航率小于等于±5 °/s，后輪無抱死現象[6]。

5 結語

縱向比較來看，電子駐車制動開發系統相較于以往的制動系統來說，在舒適性、集成化、線控化等方面的優勢更加明顯。橫向比較來看，電子駐車制動開發系統相較于機械式駐車制動系統來說優勢更加明顯。目前該系統在新能源商用車中已經得到了廣泛應用，也是目前線控底盤駐車制動系統的主要發展趨勢。本文結合實際情況，闡述了電子駐車制動開發系統的組成與功能實現，對于電子駐車制動開發系統的研究具有一定的指導意義。

參考文獻：

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[3]胡飛.2006款捷豹S-Type車電子駐車制動功能失效[J].汽車維護與修理，2019（13）：25-27.

[4]張晶.淺談電子駐車制動——東風雪鐵龍C4L電子駐車制動原理分析[J].時代汽車，2018（10）：143-145.

[5]張曉健.R020集式成卡鉗式電子駐車制動系統（EPB）[J].汽車維修，2022（5）：30-34.

[6]藍尚景.如何拆檢或更換帶電子駐車制動系統的后輪制動摩擦片——以2021款奇瑞EQ1（小螞蟻）車為例[J].汽車維護與修理，2022（19）：58-59.

作者簡介：

黃榕，男，1994年生，助理講師，研究方向為機械電子。