顏培亮 郝大偉

摘要：汽車電子駐車系統(tǒng)是機電技術(shù)的發(fā)展帶來的一個成果，減少了制動系統(tǒng)機械傳動的滯后時間。本文對汽車電子駐車制動系統(tǒng)研（EPB）究成果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)工作原理、功能及優(yōu)缺點進(jìn)行探討。

關(guān)鍵字：汽車制動? ?電子駐車制動? ? 系統(tǒng)功能

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們對汽車安全性的要求與日俱增，而優(yōu)異的制動性能以及一體化的底盤綜合控制技術(shù)是現(xiàn)代汽車安全性的一個重要評價標(biāo)志。大到傳統(tǒng)的拉線式油門、雨刮器等，均被電子油門及隨外界雨量大小而自我調(diào)節(jié)的智能雨刮系統(tǒng)所取代。而傳統(tǒng)機械時代為確保車輛不溜車，人們不得不拉起手動制動桿，隨著機電技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)不斷滲入到了汽車的制動系統(tǒng)，出現(xiàn)了汽車電子駐車系統(tǒng)，只需按下EPB按鈕就能實現(xiàn)駐車制動。

電子駐車系統(tǒng)的工作原理與手動機械駐車系統(tǒng)一樣，也是通過制動蹄片及制動轂或摩擦片與制動盤之間的摩擦、夾緊來實現(xiàn)駐車，只不過是把控制方式用電子按鈕與電機動作來代替原有的手動操作和機械連接，故該系統(tǒng)全稱為電子控制式機械駐車制動系統(tǒng)。目前，在汽車上應(yīng)用的電子駐車系統(tǒng)技術(shù)主要有兩種形式，一種是拉線式電子駐車制動系統(tǒng)，另一種是卡鉗集成式電子駐車制動系統(tǒng)。拉線式電子駐車制動系統(tǒng)保留了傳統(tǒng)的機械駐車制動系統(tǒng)拉線是最早應(yīng)用的一種過渡產(chǎn)品，在汽車上的應(yīng)用較少。目前，在汽車上應(yīng)用最多的是卡鉗集成式電子駐車系統(tǒng)。該系統(tǒng)用電子按鈕、電機組件替代了傳統(tǒng)的駐車制動手拉桿、拉線等控制件。電機組件被集成到了左右制動卡鉗上，電子控制單元和電機組件直接通過電氣束線進(jìn)行連接。駐車時，當(dāng)駕駛員操作電子駐車制動系統(tǒng)的電子按鈕后，電子控制單元將控制集成在左右制動卡鉗中的電機動作，并帶動制動卡鉗活塞移動產(chǎn)生機械夾緊力，進(jìn)而完成駐車。

與傳統(tǒng)的手動機械駐車制動系統(tǒng)相比，電子駐車制動系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：一是由于車廂內(nèi)取消了駐車制動手拉桿，為整車內(nèi)飾造型的設(shè)計提供了更大的發(fā)揮空間;二是停車制動由一個按鍵代替了駐車制動的手柄，簡單省力，降低了駕駛員的操作難度;三是隨著汽車電子駐車控制技術(shù)的不斷發(fā)展，該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)駐車、靜態(tài)釋放（關(guān)閉）、自動釋放（關(guān)閉）等基本功能，還增加了自動駐車和動態(tài)駐車等輔助功能。

下面以大眾車系為例，介紹EPB系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能：駐車制動功能、動態(tài)起步輔助、動態(tài)起步輔助、動態(tài)起步輔助、動態(tài)緊急制動、自動駐車功能。

駐車制動功能當(dāng)車輛小于30%的坡道上駐車時，電控機械駐車制動可確保制動住車輛。電控機械制動控制單元與ABS控制單元通過專用的CAN數(shù)據(jù)總線來判斷當(dāng)前車速是否低于7km/h。如果低于7km/h（即為靜止?fàn)顟B(tài)），則電控機械制動控制單元啟動兩個后輪駐車制動電機。

動態(tài)起步輔助功能當(dāng)啟動電控機械制動系統(tǒng)時，動態(tài)起步輔助可以使車輛即使在坡道上起步時也不會震動或溜車。通過電控機械制動控制單元判斷車輛的傳動扭矩大于車輛的行駛阻力，后車輪的兩個駐車制動電機被啟動。這樣車輛起步時就不會溜車了。

動態(tài)緊急制動功能如果制動踏板功能發(fā)生故障或制動踏板被卡住了，可通過動態(tài)緊急制動功能強力制動車輛。

自動駐車功能當(dāng)車輛靜止和起步車輛起步（前行或倒車）時，自動駐車功能可以用來輔助駕駛員，無論是用什么方式使車輛停止，自動駐車功能可以確保車輛在靜止時自動保持駐車狀態(tài)。

汽車電子駐車制動的臺架試驗

實驗在德國申克貝加索公司（SCHENCKPGASUS CmbH）生產(chǎn)的慣性式制動器測功機型號為：PWD2C/V2752200上進(jìn)行，如下圖所示。

實驗對應(yīng)車型BJ2500，汽車質(zhì)量2120kg，輪胎滾動半徑為350mm，制動盤有效半徑126mm，參照汽車駐車制動器臺架實驗方法進(jìn)行。下圖為EPB在測功機上的安裝情況。靜態(tài)實驗中，測功機模擬3km/h的車速運轉(zhuǎn)，實測單輪制動扭矩達(dá)750-82最大制動力矩，高于理論計算的730N.m;

動態(tài)實驗中，測功機分別模擬制動初速度80、30km/h的車速運轉(zhuǎn)，制動平穩(wěn)，響應(yīng)快速，制動減速度分別達(dá)到317、313m/s2 ，能滿足駐車制動要求

電子駐車制動系統(tǒng)的基本要求包括系統(tǒng)安全、可靠性、可維護(hù)性、實用性等幾個方面：

（1）安全性：在出現(xiàn)突發(fā)失效的情況下，系統(tǒng)要具備保持正常工作的能力，而且要保持足夠的駐車制動力：

（2）可靠性：線控制動系統(tǒng)至少要能夠和現(xiàn)有的機械制動系統(tǒng)具備同樣的可靠性：

（3）實用性：具備現(xiàn)有系統(tǒng)的基本功能：

（4）可維護(hù)性：維護(hù)周期至少要和目前的系統(tǒng)一樣長;

（5）壽命：不低于目前的水平;

（6）成本：與傳統(tǒng)的系統(tǒng)成本相差不大;

（7）車內(nèi)空間：占用空間盡可能小。

設(shè)計要求

制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能直接關(guān)系著車輛和人員的安全，是汽車重要的安全性，受到普遍重視。在國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB1276.1999《汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法》以及GB7258.2004《機動車運行安全條件》中，對制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能都做出了嚴(yán)格的規(guī)定。

市面上常見的擁有電子手剎功能的車型有很多，電子手剎的使用方法也是大同小異，都是通過嚴(yán)格按鍵來啟動/關(guān)閉手剎功能。啟動電子手剎可以在車輛任何狀況下進(jìn)行啟動，即使在行進(jìn)過程中誤按，由于油門還處在工作位置所以電子手剎功能也會關(guān)閉，如果在緊急剎車過程中按下，大部分電子手剎系統(tǒng)都會額外提供更強的制動力來輔助，部分車型更具備電子制動力分布以及限速制停的功能。

而當(dāng)關(guān)閉電子手剎時則全部車型均需要在踏下剎車踏板的狀態(tài)下才能生效，這樣對于自動擋車型來說就能避免在塞車蠕動時由于大意造成的事故。但在手動擋車型行也同樣加入這樣的限制似乎就有點多余了，浪費了手剎對于斜坡起步的幫助這一基本功能。

目前，國內(nèi)關(guān)于電子駐車制動技術(shù)的研究成果較小，還處于試驗階段，國際上已經(jīng)起步，幾乎所有大型汽車制造商都在研制開發(fā)此類線控技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品。EPB與傳統(tǒng)的駐車制動系統(tǒng)有著極大的差別，其執(zhí)行和控制機構(gòu)需要完全的重新設(shè)計。其執(zhí)行機構(gòu)需要能夠把電動機的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)轉(zhuǎn)化為制動蹄塊的屏東、需要能夠減速增矩、需要能夠自行補償由于長期工作而產(chǎn)生的制動間隙等，而且由于體積的限制其結(jié)構(gòu)也必須巧妙和緊湊，是整個EPB系統(tǒng)中非常重要的組成部分;其控制部分也要求能夠精確控制電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角從而快速響應(yīng)駕駛員。