集成式电子驻车控制器设计
自动驻车系统毕业设计论文
自动驻车系统毕业设计论文简介本文旨在介绍一种自动驻车系统的毕业设计方案。
自动驻车系统是一种能够自动控制车辆停车的智能系统，在现代社会中具有重要的实用价值和应用前景。
系统设计我们的毕业设计方案基于以下几个主要组成部分：1. 传感器模块我们将使用高精度的距离传感器模块，例如超声波传感器，来检测车辆周围的障碍物和距离。
该传感器模块能够准确地测量距离，并将数据传输给控制系统。
2. 控制系统我们将设计一个智能控制系统，负责接收传感器模块传输的数据，并根据数据进行判断和决策。
控制系统将根据车辆和障碍物之间的距离，自动调整车辆的速度和方向，以实现安全停车。
3. 执行器我们将安装执行器，例如电动马达和刹车系统，用于控制车辆的加速、刹车和转向。
执行器将根据控制系统的指令，对车辆进行相应的操作。
功能特点我们的自动驻车系统将具有以下主要功能特点：1. 自动检测障碍物：通过传感器模块，系统能够实时检测车辆周围的障碍物，并提供准确的距离数据。
2. 自动调整速度和方向：根据障碍物的距离和位置，控制系统能够智能地调整车辆的速度和方向，以实现安全的停车过程。
3. 安全停车：系统将根据车辆与障碍物的距离，精确控制车辆的刹车系统，以确保车辆能够安全停放。
4. 实时反馈和报警：系统将提供实时的反馈和报警功能，例如声音警报或显示屏上的信息，以提醒驾驶员注意。
应用前景自动驻车系统具有广阔的应用前景。
它可以提高驾驶安全性，避免人为的停车事故。
该系统可以应用于私人汽车、商用车辆以及无人驾驶汽车等各种车型。
随着智能交通系统的发展，自动驻车系统将成为未来汽车行业的重要发展方向。
结论本文介绍了一个自动驻车系统的毕业设计方案，包括传感器模块、控制系统和执行器等主要组成部分。
该系统具有自动检测障碍物、自动调整速度和方向、安全停车以及实时反馈和报警等功能特点，具有广阔的应用前景。
集成式电子驻车系统起步辅助控制策略研究
集成式电子驻车系统起步辅助控制策略研究初亮;马文涛;祁富伟;陈箭;杨小雨【摘要】为了减小汽车起步时对驾驶员驾驶技术的要求和驾驶员误操作造成的驻车制动系统寿命的缩短,在集成式电子驻车制动系统的基础上研究汽车起步时的辅助控制.通过对车辆起步受力工况的详细分析,归纳了车辆起步的工况,同时详细计算得出车辆起步时的阻力,为控制策略的研究提供基础.对集成式EPB系统的结构和工作特点进行研究,分析实现车辆起步控制的可行性.通过实车试验,验证了集成式电子驻车系统起步控制策略的正确性,实现了起步时的辅助控制,解决了车辆起步时对驾驶员技术的依赖,提高了驻车制动系统的寿命.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2016(047)003【总页数】6页(P361-366)【关键词】电子驻车制动;起步辅助;控制策略;实车试验【作者】初亮;马文涛;祁富伟;陈箭;杨小雨【作者单位】吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;苏州萨克汽车科技有限公司,苏州 215000;苏州萨克汽车科技有限公司,苏州 215000【正文语种】中文【中图分类】U463.5车辆行驶工况中的起步过程是驾驶过程中比较难控制的工况之一。
对于装有传统机械拉索式驻车制动系统的车辆存在以下问题：起步前驻车释放，车辆起步时需要离合、制动踏板、油门配合驾驶员，操作繁琐；起步时驻车释放，释放点不容易把握，发动机油耗较高；驻车释放不完全，则会造成制动器在行驶过程中的磨损以及车辆的油耗增加[1-4]。
坡道起步在电子驻车系统中一直是研究的重点，本文基于集成式的电子驻车制动系统(Electronic parking brake，EPB)研究汽车起步时的控制策略[5-7]。
通过分析车辆起步过程的工况以及车辆的受力状况，结合EPB的结构以及原理实现车辆在起步过程中的辅助控制功能[8-10]。
车辆电子驻车制动(EPB)控制系统的硬件设计研究的开题报告
车辆电子驻车制动(EPB)控制系统的硬件设计研究的开题报告一、选题背景及意义随着汽车技术的不断发展，电子驻车制动系统（Electronic Parking Brake，EPB）逐渐替代了传统的机械驻车制动系统。
EPB具有快速响应、制动力精确控制、实现了自动化等优点，而且能够减少车辆制动时的踏板操作，提高驾驶的舒适性和安全性。
因此，EPB已成为现代化、高端化汽车中非常重要的一个组成部分。
本文拟从硬件设计角度，研究EPB电控制动系统，探究其中的硬件设计原理，结合传感器、执行机构及MCU等设备构成的体系结构进行分析和探讨，旨在深入了解EPB电控制动系统的工作原理和实现方法，同时为该领域的开发和应用提供参考和借鉴。
二、研究内容和思路1. 电子驻车制动系统的基本原理和工作方式讲述EPB的基本概念、原理和工作方式，包括EPB的实现功能、硬件组成、通讯及控制策略，同时对传感器和控制芯片的选型、驱动和接口进行详细讲解。
2. 硬件环境的搭建在介绍EPB的硬件系统接口设计、通信协议设计等基础上，建立一套模拟EPB的硬件环境，包括传感器、执行机构、MCU等设备硬件，为后续的算法调试、控制策略优化等提供技术保障。
3. 电路和PCB设计根据前期建立的硬件环境，基于单片机/MCU平台，设计、开发和实现完整的EPB电控制动系统电路和PCB板。
在电路设计方面，考虑信号采集、信号处理、控制和驱动等问题，同时结合现有的设计规范和标准制定设计方案。
在PCB布线设计方面，需要考虑电路总体结构，尽量实现布线短、布线清晰、降低噪声等设计原则。
4. 系统测试与验证最后，根据前期的硬件设计，测试电控制动系统是否工作正常，并进行调整和细节优化。
同时使用实地测试数据，进行侧向加速测试、制动测试、甩尾测试等测试方案，验证EPB的制动性能和安全性。
最后，总结本文的研究成果和结论。
三、预期研究结果1. 实现EPB电控制动系统硬件系统，并结合现有的设计规范和标准进行设计和验证。
车用集成电子控制系统的设计与应用
车用集成电子控制系统的设计与应用随着现代汽车的不断发展和技术的不断进步，车用集成电子控制系统的应用越来越广泛，并逐渐成为现代汽车的核心部件之一。
那么，什么是车用集成电子控制系统？它的设计和应用又有哪些关键技术和挑战呢？下面将就此展开深入探讨。
一、车用集成电子控制系统的概述车用集成电子控制系统是目前现代汽车最重要的技术之一，其主要作用是控制汽车各个系统之间的信息交流和相互作用，从而实现汽车的功能和性能。
车用集成电子控制系统是由多个子系统组成的，其中包括发动机控制系统、传动系统控制系统、制动系统控制系统、安全气囊控制系统、车身稳定控制系统等等。
这些子系统通过各自的传感器和执行器，向电子控制单元（ECU）发送信号，由ECU进行数据处理，并通过控制输出信号的方式，控制车辆的行驶状态，以达到各种汽车性能和安全的要求。
二、车用集成电子控制系统的技术要求车用集成电子控制系统是一项高复杂性、高可靠性和高安全性的系统。
因此，其设计和应用有着一些特殊的技术要求和挑战。
1. 多网络拓扑结构的设计车用集成电子控制系统需要采用多网络拓扑结构的设计，同时实现网络之间的信息交互和协同工作。
这就要求系统设计必须具备高可扩展性和高可维护性，并且要考虑到多种网络结构的兼容性和互联性。
2. 高精度和高速度的信号传输车用集成电子控制系统的信号传输要求具备高精度和高速度，以满足汽车高速行驶和稳定性控制的需求。
因此，在信号传输的设计和应用中，需要采用高品质和高速度的通信技术，如CAN、LIN、FlexRay等。
3. 多模式控制车用集成电子控制系统需要支持多模式控制，以及对车辆行驶状态的实时监控和调节。
这就要求系统能够智能控制车辆的功率输出、动态转向和制动力度等，以实现汽车的高效和安全行驶。
4. 高可靠性和高安全性的设计车用集成电子控制系统的设计还要求具备高可靠性和高安全性。
在系统设计的各个环节中，都需要考虑到这些问题，如传感器的准确性、执行器的稳定性、控制逻辑的严谨性等。
电子驻车制动EPB控制系统的硬件设计研究
电子驻车制动EPB控制系统的硬件设计研究EPB控制系统的硬件设计是该系统的一个重要组成部分，它包括几个主要的硬件组件，其中最重要的是电子控制单元（ECU），电机执行器，传感器和开关等。
首先，电子控制单元（ECU）是EPB系统的核心部分，它负责控制整个系统的操作。
ECU通过与车辆的其他系统（如ABS和ECM等）进行通信，获取必要的信息，并根据驾驶员的需求来激活或释放制动器。
ECU还负责监控系统状态，并在必要时提供故障诊断和故障代码。
其次，电机执行器是EPB系统的关键组件，它用于替代传统的手刹拉紧机构。
该电机执行器通过从ECU接收的指令来操控制动器的操作。
电机执行器通常由一个电机和一个传动机构组成，电机通过传动机构在制动器上施加足够的力来实现制动。
此外，传感器在EPB系统中也起着重要的作用。
传感器用于监测车辆的各种参数，如制动力，车速等。
这些传感器将这些数据传输给ECU，以便系统根据当前驾驶条件做出恰当的反应。
常见的传感器包括制动力传感器，车速传感器和加速度传感器等。
最后，开关是驾驶员与EPB系统之间的接口。
开关通常安装在汽车的中控台上，用于激活或释放电子驻车制动。
开关还可以提供一些辅助功能，如手动释放和电子拖车模式等。
在EPB控制系统的硬件设计过程中，需要考虑多个因素。
首先是系统的安全性和可靠性。
EPB系统是关乎汽车行驶安全的重要系统，因此其硬件设计必须具备高度的可靠性和安全性，以确保在任何情况下都能正常工作并提供足够的制动力。
此外，还需要考虑系统的耐久性和稳定性，确保系统能够在恶劣的环境条件下长时间运行。
其次，还需要考虑系统的兼容性和可扩展性。
由于EPB系统需要与车辆的其他系统进行通信，所以其硬件设计必须与其他系统兼容，并能够接受任何未来的扩展或升级。
另外，还需要考虑成本因素。
硬件设计必须在满足功能和性能要求的前提下，尽量减少成本。
这涉及到选择合适的材料和组件，并进行成本效益分析。
总之，电子驻车制动（EPB）控制系统的硬件设计是保证系统安全性和可靠性的重要一环。
电子驻车系统的工作计划
电子驻车系统的工作计划1. 引言电子驻车系统（Electronic Parking System）是一种汽车驻车系统，通过电子控制单元（ECU）控制车辆的刹车系统，实现自动的驻车和解除驻车功能。
本文将重点介绍电子驻车系统的工作计划，包括项目背景、目标和计划的具体内容。
2. 项目背景随着汽车技术的不断发展，越来越多的汽车制造商开始采用电子驻车系统取代传统的机械驻车制动系统。
电子驻车系统不仅可以提供更加方便和安全的驻车体验，还具有更高的可靠性和稳定性。
因此，研发一套高效且可靠的电子驻车系统对于汽车制造商来说是非常重要的。
3. 目标本项目的主要目标是设计和开发一款先进的电子驻车系统，以满足市场上对于安全、功能和性能方面的需求。
具体目标包括： - 开发一套可靠的电子控制单元，用于控制车辆的刹车系统。
- 实现自动驻车和解除驻车功能，提供更加便捷的驾驶体验。
- 提高系统的安全性和稳定性，确保驻车时不发生误操作。
- 提供用户友好的界面和操作方式，方便驾驶员使用。
4. 工作计划本项目将按照以下步骤进行： ### 4.1 需求分析首先，我们将对市场上现有的电子驻车系统进行调研和分析，了解用户和制造商对于电子驻车系统的需求和期望。
然后，根据市场需求和技术可行性，制定系统的具体功能和性能要求。
4.2 系统设计在需求分析的基础上，我们将进行系统的整体设计。
包括电子控制单元的设计、硬件和软件的选择等。
同时，我们还需要考虑系统的安全性设计，以及界面和操作方式的设计。
4.3 硬件开发根据系统设计的要求，我们将开始进行硬件开发工作。
这将包括电子控制单元的设计和制造，以及其他硬件部件的选取和组装。
在硬件开发过程中，我们需要进行严密的测试和验证，以确保硬件的稳定性和可靠性。
4.4 软件开发除了硬件开发，我们还需要进行软件开发，主要集中在电子控制单元的程序编写。
我们将使用先进的编程语言和开发工具，确保软件的高效和稳定。
此外，我们还需要进行系统集成和调试工作，确保软硬件之间的协同工作。
EPB电子驻车设计指南
电子驻车的原理研究孙建涛（奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院底盘部制动科芜湖，241009）摘 要：汽车电子驻车系统（以下简称EPB）是改善汽车制动方便性和智能化的有效装置，电子驻车制动系统代替了传统的机械杠杆和钢索，能为司机提供更好的帮助。
在国外中高档车已经普遍应用，本文主要介绍EPB系统的控制理论以及工作原理。
关键词：EPB 电子驻车 即时起步Abstract：Electronic Parking Brake is an effective equipment to improve vehicle braking conveniency and to be intelligentized, which substitutes for traditional machine lever and type tightwire, can provide better helpfor drivers. EPB has been commonly used in middle and top grade cars in foreign countries. Control theoryand work principle of EPB system is mainly introduced in this paper.Key words：EPB Electronic Parking Brake Drive Away Release1.前言随着中国汽车工业的飞速发展和道路交通设施的不断完善，汽车已逐渐成为人们的代步工具，人们在享受汽车带来的舒适和便捷的同时，也对汽车行驶的安全性能提出了更高的要求，改善汽车的制动性能始终是汽车设计和制造部门的重要任务。
作为手刹的换代产品，有更多手刹不能比拟的优点，使人们在保证安全的前提下，享受到更多的便捷和驾驶的乐趣。
2.EPB比传统手刹的优点2.1EPB将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起，并且由电子控制方式实现停车制动的技术，从技术升级上看，比长期使用的传统型手驻车制动模式推进了一大步。
汽车整合式电子驻车制动钳(MOC)驻车设计研究浅谈
Automobile Parts 2021.04089收稿日期:2020-10-18作者简介:别晓樵(1991 ),男,本科,工程师,主要从事汽车㊁全地形车制动系统产品研发设计㊂E-mail:bie.xiaoqiao@㊂DOI :10.19466/ki.1674-1986.2021.04.021汽车整合式电子驻车制动钳(MOC )驻车设计研究浅谈别晓樵(湖北航特装备制造股份有限公司,湖北荆门448000)摘要:介绍汽车整合式电子驻车制动钳(MOC)驻车原理与驻车结构设计,包括电子驻车制动钳驻车结构简介㊁制动钳驻车工作过程㊁制动钳驻车机构受力分析㊁电机输出扭矩计算及校核,并对驻车工作电流进行了校核,为汽车整合式电子驻车制动钳(MOC)的驻车正向设计提供参考㊂关键词:电子驻车制动系统(EPB);整合式电子驻车制动钳(MOC);电机输出扭矩中图分类号:TH12Discussion of Automotive Integrated Electronic Parking Brake Caliper (MOC )Parking DesignBIE Xiaoqiao(Hubei Hangte Equipment Manufacturing Co.,Ltd.,Jingmen Hubei 448000,China)Abstract :The principle of parking and the parking structure design of motor integrated electronic parking brake caliper (MOC)were in-troduced,including the brief introduction of the parking structure of the electronic parking brake caliper,the parking working process of the brake caliper,the force analysis of the parking mechanism of the brake caliper,the calculation and check of the motor output torque,and the check of the parking working current,which provided a reference for the parking forward design of the integrated electronic parking brake cali-per (MOC).Keywords :Electrical park brake;Integrated electronic parking brake caliper;Motor output torque0㊀引言当今机电产品技术被广泛应用于汽车产品中,例如:电子驻车制动系统EPB (Electrical Park Brake )㊁防抱死刹车系统ABS (Anti-lock Brake System )㊁电子制动分配力系统EBD (Electrical Brake Distribution )等,其中电子驻车制动系统以驻车制动钳结构分类有两种,一种是整合式制动钳电子驻车制动系统,另一种为拉索式电子驻车制动系统㊂作为电子驻车产品的过渡衍生物,拉索式电子驻车制动系统沿用了原拉索传动结构驱动机械式制动钳进行驻车㊂整合式制动钳电子驻车制动系统是由电子驻车按钮㊁电子控制单元ECU (Electronic Control Unit )㊁整合式电子驻车制动钳MOC ㊁CAN 总线系统等组成,因为其高效㊁可靠等优点,作为现电子驻车产品的主流,而被广泛应用[1]㊂随着电子驻车产品技术的不断创新,较新型的电子驻车系统通过传感器等信号传递㊁分析和测算,进而电控部分及电机通过控制电流大小,提供给车辆实时需要的制动力,从而极大地提高了驾驶员操纵车辆的舒适性和安全性㊂一般而言,EPB 电子驻车制动系统和手动拉线式驻车制动系统都是对车辆后轮进行制动㊂针对整合式电子驻车制动钳(MOC )驻车原理简介㊁驻车设计㊁计算及验证如下㊂1㊀整合式电子驻车制动系统简介(EPB )汽车制动系统包括:行车制动系统㊁驻车制动系统㊁紧急(应急)制动系统,3个系统不是相互独立,而是相互联系,并紧密配合,制动系统简图如图1所示㊂图1㊀整合式电子驻车制动系统简图2㊀整合式电子驻车制动钳(MOC )结构简介及驻车工作过程2.1㊀整合式电子驻车制动钳(MOC )结构简介整合式电子驻车制动钳(MOC )包括:传统制动钳(钳体㊁摩擦块㊁安装支架㊁活塞等)㊁传动机构(EPB2021.04 Automobile Parts090整合式电子驻车制动钳(MOC )驻车设计及计算车辆整车参数输入以航特配套车企中某车型整车参数为例,详见表1㊂表1㊀某车型整车参数项目代号数值满载质量/kgG1825满载前轴荷百分比/%48.82满载重心高度/mm h g520满载前轴荷/kg G 1891满载后轴荷/kg G 2934空载质量/kgG ᶄ1450空载前轴荷百分比/%54.10空载重心高度/mm h ᶄg495空载前轴荷/kg G ᶄ1784空载后轴荷/kg G ᶄ2666轴距/mmL2500轮滚动半径/mmr e307后制动有效半径/mmR r123.2(1)(2)(3)坡度倾角x 为:式中地面制动力高度附着系数㊂“中7.10.3条规定[3]:在空载状态下,驻车制动装置应能保证机动车在坡度为20%(11.3ʎ)㊁轮胎与路面间的附着系数不小于0.7的坡道上正㊁反两个方向保持不动,其时间不应小于2min ㊂车辆极限驻坡角度的计算为检验车辆整车参数设计合理性等㊂Automobile Parts 2021.04091图5㊀车轮受力分析根据受力分析及力矩平衡定律可得mg sin θ4F μ㊃r )/r w㊃ξ为制动片与制动盘的摩擦力;F N 为制动钳活ξ为制动片与制动盘摩擦因数;r 为车轮半径㊂整理得:F N =(mg sin θ㊃r w )/(4ξ㊃r )根据车辆空载㊁满载条件,在20%和30%驻坡夹紧力(在1.1倍安全系数下)见表3㊂0.424542.996662.425717.908385.460.434437.346507.485584.938190.450.444336.496359.595458.008004.310.454240.126218.265336.717826.432021.04 Automobile Parts 092图6㊀螺纹牙型简图图7㊀螺纹受力分析螺纹输入力矩计算:T1=(d/2)㊃F N㊃tan(ϕ+ρ)(4)当量摩擦因数fᶄ=f/cosβ=0.167545当量摩擦角0.40 4.37 6.40 5.508.06 0.41 4.26 6.25 5.367.86 0.42 4.16 6.10 5.237.68 0.43 4.06 5.96 5.117.50 0.44 3.97 5.82 5.007.33 0.45 3.88 5.69 4.897.17Automobile Parts 2021.040930.4049.9173.1962.8292.120.4148.6971.4161.2889.880.4247.5369.7159.8387.740.4346.4368.0958.4385.700.4445.3766.5457.1183.750.4544.3665.0655.8481.89空载转速N o /(r ㊃min -1)9615空载电流I o /A0.605堵转扭矩T s /(mN ㊃m)380堵转电流I s /(r ㊃min -1)34.82021.04 Automobile Parts 09491216-4010.6710.7110.75-2011.0011.0511.09011.3611.4211.462511.8411.9111.964512.2712.3412.406512.7212.8112.878513.2213.3113.38图9㊀20%坡度上坡满载驻坡Automobile Parts 2021.04095电桩功不可没㊂不可否认,除了政策的扶持,欧洲市场国土面积小,通行半径短,充电桩部署难度低㊂同时,纯电车的续航里程普遍不高,不像中国,车辆续航里程不够500km 都不好意思拿出来见人㊂不能否认,过去几年我国在充电桩建设数量㊁选址优化㊁充电功率有效提升等方面成效显著,在一定程度上解决了新能力电池回收利用体系㊂今年政府工作报告中短短一句话,指向了与新能源汽车发展息息相关的纵深结构,传达出疏通汽车消费后市场基础设施建设瓶颈,提升消费者选购新能源车信心的关键信息㊂新能源汽车私人购置比重上升,意味着消费者上场㊂优化使用环境的考验不比 造车 难度低㊂(来源‘科技日报“)。
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104 AUTO TIME
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计
时代汽车
图2 驻车控制器电控方案框图
+12V 蓄电池电源
电源滤波
电压转换
+5V Reset
失效保护
点火控制
状态检查
CAN 通讯
9550
（1）
T 减速机 =T 电机 *α*η
（2）
9550*P
T 减速机 =
*α*η
n
（3）
其 中：P 电 机 功 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 单 位 KW，T 电机 电 机
输出扭矩单位 N·m，n 电机输出转速单位
RPM，T 减速机 蜗轮蜗杆减速机构输出扭矩单 位 N·m，α 减速比 60，η 传动效率 0.5~0.9， 此处取 0.5。由公式（3）可知，蜗轮蜗杆减
图4 工作流程
单 片 机 NXP 公 司 的 S32K118 系 列 芯 片 作 为 核 心 处 理 器， 该 芯 片 采 用 稳 定 可 靠 的 Arm Cortex -M0+ 内 核， 具 备 256kB FLASH、25kB RAM、2K EEPROM、1 路 CAN、8 路 PWM、3 路 SPI、12 路 10 位 AD 等基本外设资源，具有信号处理能力强和高 可靠性的优点，广泛应用于汽车电子控制器 领域。
关键词：电动车；集成式；电子驻车控制器
1 引言
目前新能源汽车市场上主要存在混合动 力汽车 HEV、插电式混动 PHEV、纯电动车 EV 及燃料电池汽车 FCV 等车型，从汽车安 全角度出发，新能源汽车停车时都应该具备 驻车控制器。随着汽车电子技术的发展，驻 车控制器逐渐从传统的手动式向电子式演变。 电子驻车控制器 GCU（又称 P 档控制器）是 纯电动汽车用于驻车时控制电机作用于汽车 减速器的锁止机构，保证停车的安全可靠。 电子驻车控制机构可分为分体式和集成式， 分体式即电子驻车控制器与其执行机构及 电机安装在不同位置；集成式即控制器与 其执行机构及电机三合一都安装在汽车减 速器表面。
速机构输出扭矩为公式（4）。
T 减 速 机 = 9550*0.095 *60*0.5=10.45N·m
2600
＞ 10N·m
（4）
（2）控制器响应时间：
对于响应时间要求小于 t：500ms，控制
器设计驻车或解锁时涡轮旋转：60-80°，此
处取 70°，由最大功率时转速 2600RPM，可
知：
n 电机 =n 减速机 *60
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计
集成式电子驻车控制器设计
刘强 胡艳 向继全 蔡敬敏 重庆金美通信有限责任公司 重庆市 400030
摘 要：为保障电动汽车停车时可靠驻车，设计了一种集电机、减速执行机构和控制电路为一体的电子驻车控制器， 介绍了控制器机械机构组成、电控设计方案和软件控制流程。其中电控方案包含 MCU 单片机及电机驱动模 块、电源电压转换模块、CAN 通信模块和磁性位置检测模块。
控制器采用 ST 意法半导体 H 桥直流电 机芯片 VNH5019 控制驻车电机正反转，芯片 内部集成 4 个 NMOS 管，具备电流检测及过 压过热短路保护等功能，具有成本低、可靠 性高等优点。
3.2 电源电压转换模块 电源电压转换模块主要功能是把车载电 源 12V 电压转换为板内 5V 电压，为单片机 及 CAN 芯片提供电源。电源芯片可采用德州 仪器 TI 公司 TPS7A6150，具备低电压差线 性转换能力，具有电源使能管脚（高电平有 效），控制芯片是否输出 5V 电源。电源芯片 EN 使能管脚控制来源有：IGN 点火信号和单 片机 GPIO 输出信号，两个信号经双通二极 管 BAV70 连接到 EN 管脚。 3.3 CAN 通信模块 CAN（Controller Area Network） 控 制器局域网为串行通信协议，能有效支持安 全要求较高的分布实时控制。控制器中 MCU 单片机内集成 CAN 控制器，可通过 CAN 总 线与整车控制器 VCU 进行通信，波特率适 应 动 力 CAN 要 求 采 用 500Kbps。 控 制 器 选 择 NXP 公 司 TJA1050 作 为 CAN 收 发 器，
32 位 MCU
+12V
MOSFET 驱动
电流检测及驱 动保护
信号采集 磁性角度位置传感
器位置信号
M
马达位置 信号
4 控制策略 控制器 MCU 软件开发采用分层架构，
参照 AUTOSAR 体系开发。为避免产生误驻 车故障，系统工作要满足一定输入条件。驻 车锁止时要求：车速低于 2km/h，档位杆在 P 档，踩下刹车。解锁时要求：GCU 收到整 车控制器 CAN 总线解锁命令，控制器处于锁 止状态。控制器工作流程如图 4 所示。
2 控制器结构方案
集成式电子驻车控制器结构主要由三部 分组成：直流电机、电子控制器和减速执行 机构组成，如图 1 所示。
减速执行机构端面输出扭矩大小和转动 响应时间要结合电动车减速器内部锁止机构 要求而确定。为广泛适应乘用和商用电动汽 车需求，本控制器设计输出扭矩大于 10N·m， 转动响应时间小于 500ms，电机通过蜗杆蜗 轮减速直接驱动减速器锁止机构动作，实现
图1 控制器结构组成
直流电机
电子控制器
减速执行机构
驻车或解锁功能。因控制器仅在停车或启动
时工作，平均动作次数少，每次工作时间短，
所以电机选取汽车级直流有刷电机即可。电
机选用德昌 700 型，额定电压 12VDC，参考
最大功率 95W 时转速 2600RPM。减速机构
蜗杆蜗轮设计常规减速比 60。
（1）控制器终端输出扭矩： P= T 电机 *n
（5）
控制器终端旋转一圈时间 t1，单位 S：
t1=1/( n 减速机 ) 60*60
（6）
70 t= *t1*1000=270ms ＜ 500ms （7）
360
3 控制器电控方案
集成式电子驻车控制器通过接收整车控 制系统 VCU 指令，驱动驻车电机正转或反转， 通过磁性位置角度传感器采集蜗轮旋转角度， 从而间接判断电机执行机构行进位置。该控 制器具备电机驱动、电机位置检测、CAN 通 讯、故障诊断、外围电路短路保护等功能。 该控制器方案设计示意图如图 2 所示，主要 由 MCU 单片机、电源模块、电机驱动、位 置检测及 CAN 通信模块。