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浅析轿车自动驻车保持功能开发


第 53 卷 第 6 期 No. Vol. 第 55 期 33卷第 66

农业装备与车辆工程
AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING

2015 年 6 月 June 2015

doi:10.3969 / j.issn.1673-3142.2015.

06.015

浅析轿车自动驻车保持功能开发
张岩 ,刘万喜 ,应卓凡 ,王涛
( 230601 安 徽 省 合 肥 市 安 徽 江 淮 汽 车 股 份 有 限 公 司 ) [ 摘要 ] 自动驻车保持功能是一种新兴的汽车电子控制技术 , 目前在欧美汽车市场已得到广泛应用 , 国内汽车 市场现在也开始进入推广阶段 。 针对整车上自动驻车保持功能的开发课题 , 通过对自动驻车保持功能开发进 行介绍 , 以及对工作原理 、 开发要 求 等 方 面 进 行 分 析 , 提 出 了 一 些 自 动 驻 车 保 持 功 能 在 整 车 上 应 用 开 发 时 需 要注意的要点因素 , 为自动驻车保持功能开发设计提供参考 。 [ 关键词 ] 自动驻车 Auto Hold ; 电子驻车 ; 车身稳定性控制 [ 中图分类号 ] U463.6 [ 文献标志码 ] A [ 文章编号 ] 1673-3142(2015)06-0059-04

Investigation of Auto Hold on Passenger Car Application
Zhang Yan, Liu Wanxi, Ying Zhuofan, Wang Tao
(Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Hefei City, Anhui Province 230601, China) [Abstract] Auto Hold is a new automotive electronically -controlled system , which is already widely used in occident

automotive market and generalized in China gradually. Based on the application problem of Auto Hold in the whole car , the investigation of Auto Hold on passenger car application is introduced in this paper. By an analysis of the principle and requirement , the key points of Auto Hold on passenger car application are discussed. A useful reference to design Auto Hold system is given.
[Key words ] Auto Hold ; EPB ; ESC

0

引言
自动驻车保持功能的作用是使已停驶的汽

ECU 控 制 电 机 工 作 完 成 驻 车 ( 制 动 ) [5]。 而 Auto Hold 是通过开关一次性的激活功能 , 然后可以进
行自动驻车保持和自动起步释放 。 在发动机运转 状态下频繁或长时间停车时 ( 例如 , 在坡道上和交 通信号等前停车 , 或在需频繁停车 / 起步的路段上 行驶时 )自动驻车功能可协助驾驶员控制汽车 。 相 比较于 EPB 系统 ,Auto Hold 功能有以下优点 : (1 ) 短 时 间 停 驻 车 辆 , 可 以 通 过 ESC 系 统 进 行保压控制 , 有效提升 EPB 电机使用寿命 ; (2 ) 一次性激活 功能 , 免除后 续操作 , 使驾 驶 更加便捷 ; (3) 紧 急 制 动 时 , 可 以 激 活 ESC 主 动 建 压 功 能 , 提升整车行驶的安全性 。 基于上述优点 , 目前欧美市场新生产或开发 的高端车型 ,Auto Hold 功能已基本成为了标准配 置 , 而国内自主品牌的 Auto Hold 系统开发工作现 在也都开始启动 。 本文以 C 车为例 , 通过对 Auto

车自动可靠停驻在一定位 置甚至斜坡 上 , 并具备 自动帮助汽车在坡路上起步和必要时提供辅助 制动的功能 。 传统的驻车制动系统一般要求采用 机械式驱动机构而不用液压或气压 式系统 [1] 。 但 是随着汽车电子技术的蓬勃发展 , 越 来越多的电 子控制技术被应用到了整车开发中 [2] , 其中 , 电子 驻车制动系 统 ( 简称为 EPB) 和 整车 电 子 稳 定 系 统 [3] ( 简称 ESC ) 等广泛应用于制动控 制系统 。 自 动 驻 车 保 持 功 能 ( 简 称 Auto Hold ), 是 近 年 刚 刚 依 托于 ESC 和 EPB 系统 互联而发展 起来 的 新 兴 电子制动控制技术 。 传统的机械式驻车制动系统是通过驾驶者操 纵驻车手柄 , 带动制动蹄片张开或制动卡钳活塞 移动完成驻车 , 其制动力完全来自驾驶者 [4];EPB 系统则是通过电机施加制动力 , 驻车时驾驶者只 需操作按钮 (EPB 开 关 ), 由电子驻 车制动系统 的

Hold 功能开发在工作原理 、 功能特点等方面进行 分析 , 简述 Auto Hold 技术在整车开发过程上的应
用研究 。

收稿日期 :2015-03-06

修回日期 :2015-03-13

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农业装备与车辆工程

2015 年

1

工作原理及功能特点
图 1 为 C 车 Auto Hold 的系统框架示意图 。 从

( 续表 )
序号 功能 功能说明 备注

1.1 设定系统框架
图中可以看到 , 同时具有 ESC 系统和 EPB 系统配 置的车辆才可以开发 Auto Hold 功能 , 整车 CAN 系统也是必备条件之一 。 Auto Hold 可以综合 ESC 系统和 EPB 系统的优势 , 灵活分配动作指令 , 使 C 车制动性能与安全性能得到最优化的分配 。
执行电机 前制动器 仪 表

4

当车辆静止时,激活条件有任 安全功能 何改变 ,Auto Hold 功能退出 , 直接命令驻车制动器打开。 当 使 用 应 急 制 动 时 ,EPB 系 统 可 以 通 过 Auto Hold 功 能 应 急 制 动 为 手 拉 紧急辅助 与 ESC 互联 , 驱动 ESC 系统 EPB 开 关 进 行 紧 提 供 制 动 力 , 使 车 辆 制 动 距 急制动 。 离更短 、 更稳定 。

5

2
C A N EPB控
制器

设定 Auto Hold 工作逻辑
以 C 车为例 , 介绍 Auto Hold 在整车开发过

C A N ESC 控制器

E M S

T C U

后制动器

EPB 开关

BCM

程所设定的工作逻辑 [7]。

2.1 设定自动驻车工作逻辑
自动驻车逻辑示意图如图 2。
系紧安全带 发动机为运转状态 关紧驾驶员侧车门

AUTO HOLD
开关 前制动器 后制动器 执行电机

图 1 C 车 Auto Hold 的系统框架示意图

按下 Auto Hold 开关 踩下制动踏板使车辆停止 ,然后释放踏板

Fig.1 The frame sketch of vehicle C ’s Auto Hold system

1.2 设定 Auto Hold 功能激活条件
(1 )驾驶员侧车门已关闭 。 (2)驾驶员已系好安全带 。 (3 )发动机处于运转状态 。 满足激活条件 , 按下 Auto Hold 开关 , 组合仪 表内的指示灯 随之点亮 , 功能被激活 。
发出驻车指令 点亮制动灯

<3 min ESC 主动建压 >3 min

请求打开驻车制动器

仪表点亮指示灯

打开驻车制动器

1.3 设定 Auto Hold 功能 表 1 为 C 车 Auto Hold 功能列表 。 在表 1 所
列功能中 ,其功能均需得到整车其他控制系统 ( 如 发动机控制单元 、 变速箱控制单元 、 电子制动控制 单元 、 车身控制器等 ) 的信号支持和响应才能实 现 。 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]。
表 1 C 车 Auto Hold 功能列表

Auto Hold 状态变为待命
注 : 其 中 3 min 是 以 C 车 为 例 说 明 , 具 体 时 间 可 以 协 商 确 定 。 图 2 自动驻车逻辑示意图

Fig.2 The logic sketch of Auto Hold

2.2 设定自动释放及坡道辅助工作逻辑
自动释放有坡道辅助逻辑示意图如图 3 。
Auto Hold 为触发状态 发动机为运转状态 制动灯为点亮状态
判断是否为坡道

Tab.1 The function of vehicle C ’s Auto Hold system
序号 功能 自动驻车 功能说明 备注 挡位信息

1

3 min 内 为 ESC 当车辆处于静态 模 式 时 ,车 系统保压之后转 辆自动转为驻车状态 。 为 EPB 电机驻车
当判断车辆有行驶的意图 时 , 可以自动释放驻车 。



油门信息



发动机信息

判断释放时机 自动关闭驻车制动器 图 3 自动释放及坡道辅助逻辑示意图

2

自动释放

3

当判断车辆停驻在坡道上 坡起辅助 时 , 可 以 自 动 选 择 释 放 时 机 , 防止车辆后溜 。

Fig.3 The logic sketch of Auto release and Hill Assistant

第 53 卷第 6 期

张岩 等 : 浅析轿车自动驻车保持功能开发

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2.3 设定安全功能工作逻辑
安全功能逻辑示意图如图 4。
Auto Hold 为触发状态

(2) 搭载整车 CAN 网络 , 具备详细的 CAN 通 讯故障策略[8],整车电磁兼容性测试满足 GB 18655。 (3) 一组能够满足进行车辆状态判断和各项 指令执行的信号列表 。

3.2 布置与造型
安全带解开 或 门开启 或 熄灭发动机 或 按下 Auto Hold 开关

Auto Hold 功能需要一个单独的开关 [9]进行激
活 , 其开关就成为内饰的一个组成部分 。 既需要考 虑其美观 , 造型要与内饰整体风格一致 , 同时也要 考虑其功能 属性 , 对 其 操 作 的 人 机 工 程 [10] 进 行 校 核 。 以 C 车为例 :开关为黑色方块状 , 与周边内饰 风格统一 , 背景灯与周边件保持同一个色调和亮 度 , 开关布置在换挡面板上的 EPB 开关正前方 , 醒目且便于操作 。

请求驻车制动器打开 驻车制动器打开

Auto Hold 功能关闭

图 4 安全功能逻辑示意图

Fig.4 The logic sketch of safety

2.4 设定紧急辅助功能逻辑
紧急辅助逻辑示意图如图 5。
整车为行驶状态

3.3 人机交互 Auto Hold 功 能 有 一 系 列 的 激 活 条 件 和 工 作
状态 , 这些需要通过仪表或制动尾灯来进行人机 交互 。 以 C 车为例 ,人机交互界面的设定如表 2。
表 2 人机交互控制逻辑

Auto Hold 功能正常

拉起驻车开关 (EPB 开关 ) 请求 ESC 系统介入动态制动 点亮制动尾灯

Tab.2 The logic control of human-computer interaction
项目名称 车速为 0 驻车制动器打开 仪表驻车指示灯点亮 图 5 紧急辅助逻辑示意图 制动尾灯熄灭 激活 Auto Hold 仪表界面内容 点亮 颜色 绿色 显示及 控制逻辑 仪表指示灯 常亮 ( 绿色 ) 仪表指示灯 闪烁 ( 绿色 ) 仪表指示灯 常亮 ( 红色 ) 仪表指示灯 关闭 制动尾灯 状态

/

Fig.5 The logic sketch of emergency assistant

Auto Hold 工作

绿色

点亮

由 Auto Hold 功 能 工 作 逻 辑 可 以 看 到 , Auto

Hold 功能对 CAN 系统的依赖性很大 ,为了保证其
安全性和便捷性 , 故在开发过程中 ,C 车加强了整 车 EMC ( 电 磁 兼 容 性 测 试 ) 的 管 控 , 制 定 了 CAN 系统失效策略, 并要求各个节点严格执行。 当

Auto Hold 失效

红色

/

关闭 Auto Hold

/

/

/

Auto Hold 功能收 集 很 多 关 于 整 车 状 态 的 信 息 并
对这些信息进行综合判断后 , 灵活发出适应性的 动作指令 。 以 C 车为例 , 收集 、 判断和发出指令均 在 ESC 系统内进行 , 而执行指令需要 ESC 系统和

3.4 标定与验收
作为一种电子制动控制系统 ,Auto Hold 功能 需要进行必要的整车标定才能确保其功能准确响 应驾驶者的驾驶意图 。 现以 C 车为例 , 简单介绍下 其标定和验收工况 : (1) 高附标定 : 包含自动驻车功能的运行情 况 , 紧急动态制动的稳定性 , 正常起步及坡起时的 平顺性等 。 (2)低附标定 : 包含在对开 、 对接 、 冰圆和雪圆 紧急动态制动的稳定性 , 在对接坡上的驻车表现 及起步平顺性等 。

EPB 系统共同完成 。

3

Auto Hold 整车开发要点
以 C 车为例 , 简述 Auto Hold 在整车开发过

程中需要关注的要点 。

3.1 需求
(1)Auto Hold 功 能 需 要 具 有 ESC 和 EPB 配 置 , 并且双方需要互相开放指令响应端口 。

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农业装备与车辆工程

2015 年

(3)失效标定 : 针对 Auto Hold 失效情况 ,设定 其功能残留必须要能满足法规安全性能要求 。

来越多地得到整车厂与驾驶者的推动和认同 。
参考文献

4

结束语
经过一个多世纪的发展 , 汽车已经成为物质

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文明的一种象征和人类生活中不可或缺的一部 分 , 自上个世纪中后期以来 , 面对能源危机与环境 破坏等一系列问题的挑战 , 为了适应越来越快的 社会节奏和满足驾驶者对安全 、 舒适 、 方便等性能 越来越高的要求 , 越来越多的汽车设计者在汽车 上广泛地采用了各种先进技术 , 特别是电子技术 。 这些电子技术的应用 , 一方面使许多传统的机械 系统被取代 , 另一方面也使现代汽车越来越呈现 出自动化 、智能化 、 信息化的特征 。

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Auto Hold 作为一种新兴的电子控制技术 , 具
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(2) 满足社会需求 :提升科技 、减少意外 ; (3) 促动了人 、社会 、科技之间的良性循环 ; 综上所述 ,Auto Hold 功能在整车的应用 ,将越

业大学机械 设 计 及 其 自 动 化 专 业 , 现 就 职 于 江 淮 汽 车 。 E-mail :

robin1924@163.com

上汽发布 “芯动战略 ”两大技术品牌
近日 , 上汽集团宣布 , 率先响应国家 《 节能与 新能源汽车产业发展规划 》 中提出的 “ 到 2020 年 , 当 年 生 产 的 乘 用 车 平 均 燃 料 消 耗 量 降 至 5.0 升 / 百公里 ” 的目标 , 发布 “ 芯动战略 ”, 承诺 2020 年平 均油耗降至 5.0 L / 100km 。 三大指标实现三个 “超 20% ” 上 汽 的 “ 芯 动 战 略 ” 包 含 两 大 技 术 品 牌 “Net动机和变速箱 。 到 2020 年 , 上汽乘用车的产品整 体将在碳排放减少量 、 动力性提升 、 经济性提升三 大指标上实现三个 “ 超过 20% ”。 实现新能源产品的 “全覆盖 ” 作为在纯电动 、 插电强混 、 燃料电池三大领域 均拥有全球领先技术和自主知识产权的自主品牌 车企 ,未来上汽新能源产品矩阵将实现从 A0 级到

Blue 蓝芯 ”和 “NetGreen 绿芯 ”, 分别专注于传统动
力和新能源科技 ,“ 蓝芯 ” 和 “ 绿芯 ” 是支撑上汽未 来发展的后劲 。 其中 , 蓝芯专注于传统动力领域 , 主打高效动力科技 , 力求打造具有国际竞争力的 动力总成产品 。 上汽 2014 年发布了全新一代高效动力总成 , 包括 MGE 系列 、SGE 系列缸内直喷发动机 ,TST 6 速 、TST 7 速双离合变速器 , 以及新一代发动机启 停系统 。 从 “ 蓝芯 ” 的规划上看 , 上汽将在 2017 年 推出自主开发的新一代小排量发动机 SGE 1.5T , 相比现在的 SGE 1.5T 油耗下降 7% , 百公里油耗 仅为 5.0 L ;2020 年 , 上汽将投产下一代 “ 蓝芯 ” 发

B+级 、从轿车到 SUV 的全覆盖 。
目前 , 上汽在新能源汽车领域已发布了三款 车型 : 插电式混合动力轿车荣威 550 PLUG-IN 、 纯 电动汽车荣威 E50 和燃料电池汽车荣威 950 。 按 照 “ 绿芯 ” 的规划 , 上汽还将在未来两年推出多款 插电混动产品 , 包括荣威 950 、 荣威 SUV 车型的插 电混合动力车; 在电动汽车领域, 上汽计划在

2017 年推出新一代高性能纯电动汽车 , 可实现超 长续驶里程 。 到 2020 年 , 上汽将开发出第 二 代 EDU 技术 , 为消费者提供性能优越又 “ 买得起 ” 的
新能源汽车 。


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