苑庆泽，郇 钲，张 轶，张 玲

（1.浙江万安科技股份有限公司技术中心，浙江 诸暨 311835；2.南京理工大学，江苏 南京 210094）

汽车驻车制动系统是汽车制动系统一部分，是在车辆停止后用于车辆长期稳定停车，及行车制动失效时实施紧急制动的系统。汽车电子驻车系统EPB（Electrical Park Brake）是优于传统机械式手制动的智能装置，现已在欧美日韩等高端车上作为标配，并逐步有往中低端车型蔓延趋势。

随着民族汽车零部件的多年发展，开发独立自主知识产权的EPB产品并国产化的时机逐渐成熟。电机驱动电路作为该装置的核心部件之一，科学经济匹配将是产品开发中的重要一环。

车辆采用由按键控制的EPB系统实施驻车、解除及紧急制动时，需智能采集转速、转向、限位等信号来控制电机的正／反转，否则将导致执行结构卡死或损坏。下面详述电机驱动电路设计，及所涉及的转速、转向、限位信号电路设计匹配与研究。

所述车辆匹配主要是硬件、软件、台架仿真和实车验证4方面进行验证的过程。硬件方面:当配置到某一整车时，是与组成该车各部件空间位置合理分配，彼此预留装配接口，如安装尺寸、外形结构、合理的驻车力、工作电源、信号来源、开关、指示灯、报警等；软件方面:是按商榷的控制策略对来自产品内部信号和外部硬线信号、CAN信号等进行原代码程序编写；台架仿真:是对产品的力、电流等进行台架仿真测试；实车验证:是把经台架仿真验证合格的产品装配到车上，按预设的各种工况进行验证。新车型需重新重复上述匹配过程。

1 驱动电路设计

电机驱动电路必须能实现电机正反转，采用H桥式电路，以继电器作为控制元件隔离控制电路与电机电路，实现以小电流控制大电流的目的［1］。

继电器选用NAIS车载电磁式双功率ACT212，输入原边以线圈形式，电路呈现感性特征，原边断电的瞬间需要对原边续流，增加普通二极管1N4148即可解决。

直流电机必须配续流电路，防止电机在断电时过高的电动势损坏电子设备。选续流二极管B2545G，其正向工作电流IF为30A，正向不重复峰值电流 （浪涌电流）IFSM达1060 A。设计电机驱动电路如图1所示。

1）电机停转 电机两端短路且同时搭铁。

2）电机正转 只对ACT212继电器2-3号引脚之间通电，7号引脚转换到NO侧，对电机Motor++施加DC12V电压，继电器4-5号引脚之间无电流，8号引脚保持NC侧，Motor--搭铁，电机端电流如图1所示由上向下流，电机正转。

3）电机反转 只对继电器4-5号引脚之间通电，8号引脚转换到NO侧，对电机Motor--施加DC12 V电压，继电器2-3号引脚之间无电流，7号引脚保持NC侧，Motor++搭铁，电机端电流如图1所示由下向上流，电机反转。

4）限位保护 为使驻车拉索机构在电机正反转时不超出极限位置，在执行机构两端增加一对开关量的限位开关，以数字输入形式连接到控制器。其电路原理如图2所示。

2 电机转速及转向电路设计

在EPB总体设计时，驻车力、电机堵转等是基于转速的高低来确定的；驻车或解除是通过电机转向实现的［1］。

用霍尔电磁式测速方法，选产生一定的相位差的A、B双路开关型霍尔传感器SS111A输出，只需鉴相就可以分辨电机的旋转方向。霍尔元件工作示意如图3所示。

对于鉴相电路，采用冗余设计，可用

74HC74双上升沿带预置位SD（PR）和预复位RD（CLR）的D边沿触发器来实现，D边沿触发器有两路输入CP和D，两路输出Q和Q，将预置位和预复位接高电平。其鉴相的两种工作波形如图4、图5所示。

由此仅需查询Q端电平，可辨别霍尔传感器A和霍尔传感器B的相位差，即能确定电机的转向。设计电机转速传感器原理如图6所示。注:7、14号引脚分别与单片机的GND、VDD脚相连。

3 测试及验证

在搭建的汽车电子驻车系统性能测试平台上，对总成电机正／反转工作的驻车及解除状态进行了驻车力验证，满足设计要求［2-3］。图7为实测驻车拉力及解除拉力情况。即总成件满足开发要求，其相应的驱动电路也满足设计要求。

该EPB系统在某自主品牌中档乘用车上匹配试验成功。以上研究完全适合于较大电流驱动的汽车零部件产品开发。同时也可在其他领域推广。

［1］李小攀，苑庆泽，钟焕祥，等.一种智能手刹装置及控制方法［P］.中国专利:201210172026.5，2012-5-30.

［2］GB12676—1999，汽车制动系统结构、性能和试验方法［S］.

［3］GB7258—2012，机动车运行安全技术条件［S］.