2. 商用车基础

商用车 AEB 与 ACC 的系统设计,第一步不是写控制算法,而是把“车”本身看清楚。乘用车的电子电气相对统一,而商用车覆盖轻卡、中卡、重卡、客车、专用车等多种形态,其底盘、制动、动力与总线差异极大。同一套 AEB 逻辑,装在 4.5 吨轻卡和 49 吨半挂牵引车上,参数、执行机构与安全边界完全不同。本节从分类、底盘制动、动力总成、电气架构到 CAN 与 J1939,建立后续功能开发所需的车辆基础认知。

一、商用车分类:先确定“被控对象”

商用车通常按总质量、用途和结构划分。按总质量可分为轻型(<4.5t)、中型(4.5~12t)、重型(>12t);按用途可分为载货车、牵引车、自卸车、客车、专用作业车(环卫、消防、混凝土泵车等)。对 AEB/ACC 而言,最关键的分类维度是制动形式与动力形式:气压制动还是液压制动,柴油、天然气还是纯电/混动。这直接决定执行器接口、响应时间和控制精度。

  • 轻型商用车:多为液压制动,12V/24V 电气,常与乘用车平台共线,AEB 可借鉴乘用车方案。
  • 中重型卡车:气压制动为主,24V 电气,J1939 网络成熟,制动响应存在气路延迟。
  • 客车:气压制动、24V,对舒适性和制动平顺性要求高,ACC 跟车策略更保守。
  • 专用车:上装与底盘解耦,取力器、上装控制器会占用总线资源,需单独评估。

二、底盘与制动系统:AEB 的“手脚”

商用车制动系统以气压制动为主。典型链路为:制动踏板→制动阀→储气筒→继动阀/ABS 电磁阀→制动气室→制动器。AEB 要主动建压,通常通过EBS/ABS 控制器接收外部减速度请求,再由电磁阀调节各轮制动气室压力。与液压制动相比,气压制动存在明显的气路延迟和压力建立时间,AEB 的 TTC 阈值必须为此留出余量。

底盘方面,转向系统、悬架、ABS/EBS、缓速器、发动机缸内制动共同构成纵向与横向控制基础。ACC 的减速优先使用发动机缸内制动和缓速器,不足时再请求行车制动,这样可减少制动器磨损并提升平顺性。

AEB 执行链:感知目标 → 决策减速度 → EBS/ABS 请求 → 电磁阀调压 → 制动气室 → 车轮制动力。任一环节延迟都会压缩安全余量。

三、动力总成:ACC 的“加速与减速源”

商用车动力总成包括发动机/电机、离合器、变速箱、传动轴、驱动桥。ACC 的加速请求通常通过发动机扭矩控制或电机扭矩控制实现,减速则优先使用发动机制动、缓速器和能量回收。对 AMT 车辆,还需与变速箱控制器协调换挡,避免加速请求与换挡过程冲突。

ACC 扭矩请求示例(J1939 语义):
TSC1 扭矩/转速控制:请求扭矩 = 60%,限制模式 = 最高优先
EEC1 发动机状态:当前扭矩 = 35%,转速 = 1400 rpm
结论:控制器需做扭矩仲裁,避免与驾驶员踏板冲突

四、电气架构与 CAN/J1939:AEB 的“神经”

商用车电气架构以 24V 为主,包含蓄电池、发电机、配电盒、车身控制器、仪表、网关及多条 CAN 总线。典型拓扑为:动力 CAN(发动机、变速箱、EBS)、车身 CAN(灯光、门控)、诊断 CAN(OBD/诊断口),通过中央网关隔离与路由。AEB/ACC 控制器一般挂在动力 CAN 或专用 ADAS CAN 上,通过网关获取整车状态。

J1939 是商用车 CAN 应用层协议,核心概念包括 PGN(参数组编号)、SPN(可疑参数编号)和源地址。它规定了 29 位扩展帧、多包传输、地址声明与请求机制。开发 AEB 时,读取车速、制动状态、发动机扭矩、EBS 状态等,均通过 J1939 报文完成。

对象典型协议/接口AEB/ACC 关注点
发动机/电机J1939 EEC1、TSC1扭矩请求与仲裁、转速
EBS/ABSJ1939 制动相关 PGN减速度请求、制动状态反馈
变速箱J1939 ETC1/ETC2挡位、换挡过程协调
网关CAN 路由跨网段信号可用性与延迟
诊断口CAN/J1939 诊断故障码、标定与刷写
商用车电气架构与 AEB/ACC 信号链 感知层 毫米波雷达 / 摄像头 目标距离、速度、TTC ADAS 控制器 AEB 决策 / ACC 跟车 扭矩与减速度请求 执行层 EBS/ABS 气压制动 · 发动机/电机扭矩 缓速器 · 缸内制动 · AMT 目标信息 控制请求 整车 CAN 总线 / J1939 应用层 PGN · SPN · 源地址 · 29 位扩展帧 · 多包传输 · 地址声明 发动机/电机 EEC1 · TSC1 EBS / ABS 制动请求与反馈 变速箱 AMT ETC1 · 挡位协调 网关 跨网段路由 诊断口 故障码/刷写 关键约束:气压制动延迟 · 24V 电气 · J1939 报文周期与超时 · 网关路由延迟 · 扭矩仲裁优先级 AEB/ACC 的实时性与安全性,取决于上述链路的端到端时延与信号可信度

五、典型场景与常见误区

场景:一辆 6×4 牵引车在高速上以 80 km/h 行驶,ACC 请求 0.3g 减速。控制器先请求发动机缸内制动,再请求缓速器,最后才请求 EBS 行车制动。若此时 EBS 反馈气压建立延迟 400ms,而 AEB 的 TTC 阈值按乘用车经验设为 1.5s,就可能出现“算得准、刹不住”的问题。

常见误区一:把乘用车 AEB 参数直接移植到重卡,忽略气压制动延迟与质量差异。误区二:只读 J1939 报文而不校验超时与无效值,导致使用过期车速。误区三:忽略网关路由延迟,跨网段信号可能比同网段慢数十毫秒。误区四:ACC 扭矩请求与驾驶员踏板冲突时未做仲裁,造成加速突兀。

复盘要点:先确认车辆分类与制动形式,再梳理电气架构与总线拓扑,最后核对 J1939 报文的 PGN、周期、超时与仲裁规则。只有把“车”的物理与电子边界摸清,AEB 与 ACC 的控制策略才有可靠的落地基础。