新能源汽車雙制動開關控制系統及診斷方法研究

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發展的大背景下，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，制動系統信號的準確性和穩定性面臨挑戰。制動開關負責向車載設備傳遞制動意圖，一旦信號異常，會影響車輛基礎功能，甚至引發事故。本文研究的雙制動開關控制系統及診斷方法，采用雙開關方案增加校驗功能，降低安全隱患，提升用戶體驗。

1新能源汽車制動系統現狀與問題分析

1.1新能源汽車制動系統特點

新能源汽車制動系統有獨特之處，配備制動能量回收系統，提高能源利用率，動力系統響應快對制動協調性和精確性要求更高，且需與其他電子控制系統緊密交互以實現高級功能。

1.2 制動開關信號的重要性

制動開關信號控制整車啟動、擋位切換等基礎功能，也是自適應巡航控制（AdaptiveCruiseControl，ACC）正常運行的關鍵輸入信號，其可靠性直接關系到車輛功能實現和行車安全。

1.3傳統制動開關方案存在的問題

傳統單個制動開關方案故障檢測能力有限，開關故障會導致制動系統失效或誤動作，且難以有效診斷區分故障，易誤報，受電磁干擾或機械振動時會產生虛假信號，影響駕駛體驗和安全。

2新能源汽車雙制動開關控制系統架構

2.1 系統組成

如圖1所示，系統主要包括整車控制單元（VehicleControlUnit，VCU）、組合儀表和雙制動開關。VCU與雙制動開關硬線連接采集信號，車載控制器通過CAN網絡通信。每個制動開關有四個PIN腳，內部設計兩路互斥信號，依據制動踏板狀態切換通斷，為系統感知和傳遞信號奠定基礎。

2.2 工作原理

正常工作時，VCU接收雙制動開關共四路信號，先延時過濾噪聲干擾，再分別對兩個制動開關進行信號不一致和不變化故障診斷。若雙開關信號均故障，VCU通過儀表提醒駕駛員并執行安全策略；若單個開關故障則上報故障，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診斷方法

3.1 診斷流程概述

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

3.2具體檢測及診斷邏輯

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

3.3 故障上報與安全策略執行

雙制動開關信號均故障時，VCU通過CAN網絡將故障狀態發給儀表提醒駕駛員，同時執行安全策略，如限制動力輸出、強制停車等，并存儲故障信息方便維修。

4新能源汽車雙制動開關控制系統及診斷方法的實施

4.1硬件設計與安裝

硬件設計要確保雙制動開關選型符合車輛電氣和機械性能要求，引腳定義和電氣參數與VCU接口匹配。安裝時，按裝配工藝要求操作，保證開關安裝牢固，機械連接準確傳遞制動踏板動作。

4.2軟件編程與調試

軟件編程根據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行程序。調試時用專業工具模擬故障情況，檢查診斷功能和安全策略執行情況，測試系統實時性和穩定性。

4.3 實際案例分析

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

5結論與展望

5.1 研究成果總結

本文研究的雙制動開關控制系統及診斷方法，采用雙開關互相校驗，彌補單開關方案不足。闡述系統架構、診斷流程和實施方式，案例分析驗證其有效性和可靠性，能準確檢測故障，降低安全隱患，提升用戶用車便利性和安全感。

5.2未來發展方向展望

未來制動開關控制系統及診斷方法將朝智能化、集成化發展。利用先進傳感器技術和人工智能算法優化診斷算法，提高準確率和響應速度；與其他電子控制系統深度集成，協同控制提升車輛性能；具備遠程診斷和升級功能，提升用戶體驗。新能源汽車雙制動開關控制系統及診斷方法研究意義重大，前景廣闊，技術創新將為新能源汽車發展提供有力支撐。

參考文獻

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

（編輯楊凱麟）