浅谈汽车电子驻车制动系统

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　　摘要：汽车电子驻车制动系统是机电技术的发展带来的一个成果，减少了制动系统机械传动的滞后时间。本文在对汽车电子驻车制动系统（EPB）研究成果进行分析的基础上，对EPB系统工作原理、功能及优缺点进行了探讨。
　　关键词：汽车制动；电子驻车制动；系统功能
　　
　　随着科学技术的不断发展与进步，人们对汽车安全性的要求与日俱增，而优异的制动性能以及一体化的底盘综合控制技术是现代汽车安全性的一个重要评价标志。大到传统的拉线式油门、雨刮器等，均被电子油门及能随外界雨量大小而自我调节的智能雨刮器系统所取代。而传统机械制动时代为确保车辆不溜车，人们不得不拉起手动制动杆，随着机电技术的发展，电子技术不断渗入到了汽车的制动系统，出现了汽车电子驻车制动系统（EPB），只需按下EPB按钮就能实现驻车制动。EPB系统是指将行车过程中的临时性紧急制动和停车后的长时性驻车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。
　　
　　1.电子驻车制动系统（Electrical Park Brake，EPB）定义及特性
　　电子手刹也就是电子驻车制动系统。电子驻车制动系统（Electrical Park Brake，EPB）是指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。
　　EPB系统中主要由电控机械制动控制单元、ABS控制单元、后轮制动执行器、离合器位置传感器、电控机械驻车制动按钮等部件组成。驾驶者在车辆停下时不需要长时间刹车。启动自动电子驻车制动的情况下，能够避免车辆不必要的滑行。
　　EPB系统采用车载电源，可连续堵转的力矩电机。其电控机械制动控制单元的作用是执行电控机械驻车制动的所有控制和诊断任务。由接收制动踏板传感器发出的信号，控制制动器制动；接收车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等。
　　它的作用不仅仅是辅助驻车。由于它的智能化制动干预系统，可以实现安全制动以及在坡道起步时提供所需要的制动力。所谓汽车电控机械制动系统就是把原来液压或者压缩空气驱动的部分改为电动机驱动，借以提高响应速度，增加制动效能,同时大大简化了结构，降低了装配和维护的难度。
　　
　　2.EPB系统工作原理
　　当需要驻车制动时，EPB按钮被按下，按钮操作信号反馈给电控单元，电控机械制动控制单元启动电机。电机通过皮带和斜盘式齿轮机构驱动丝杆。通过丝杆的旋转运动，止推螺母沿着丝杆螺纹向前移动。止推螺母与制动器活塞接触并按压制动摩擦片。制动摩擦片压到制动盘上。当发生上述情况后，朝向制动摩擦片的密封圈被挤压变形。此压力使得电机的电流升高。在整个制动过程中，电控机械制动控制单元测量电机的电流。如果电流超过了某一特定值，控制单元切断通往电机的供给电流。当要解除驻车制动时，止推螺母就沿着丝杆自转旋回。制动器活塞释放压力。密封圈的复原而引起制动盘可能的失衡促使制动器活塞回退。制动摩擦片脱离制动盘。后轮制动执行器EPB系统中，电控机械制动控制单元通过一条专用的CAN数据总线与ABS控制单元相联接。数据通过CAN高电平导线和CAN低电平导线行传输。电控机械驻车制动的CAN数据总线是不能单线传输的。如果一条CAN导线发生故障，就无法进行数据传输。
　　
　　3.EPB系统功能
　　下面以大众车为例，介绍EPB系统可实现的功能有：驻车制动功能、动态起步辅助、动态紧急制动、自动驻车功能。
　　3.1 驻车制动功能当车辆在小于30%的坡道上驻车时，电控机械驻车制动可确保制动住车辆。电控机械制动控制单元与ABS控制单元通过专用的CAN数据总线来判断当前车速是否低于7km/h。如低于7km/h（即为静止状态），则电控机械制动控制单元启动两个后轮驻车制动电机。
　　3.2 动态起步辅助功能当启动电控机械制动系统时，动态起步辅助可以使车辆即使在坡道上起步时也不会震动或溜车。通过电控机械制动控制单元判断车辆的传动扭矩大于车辆的行驶阻力，后车轮的两个驻车制动电机被启动。这样车辆起步时就不会溜车了。
　　3.3 动态紧急制动功能如果制动踏板功能发生故障或制动踏板被卡住了，可通过动态紧急制动功能强力制动住车辆。
　　3.4 自动驻车功能当车辆静止和车辆起步（前行或倒车）时，自动驻车功能可以用来辅助驾驶员。不论是用什么方式使车辆停止，自动驻车功能可以确保车辆在静止时自动保持驻车状态。
　　4.优缺点探讨
　　EPB系统只会锁紧后轮，除需甩尾外笔者真想不到在行驶中有拉手刹的需要。而现在行驶过程中如果需要紧急制动，按下手刹按钮，EPB系统会根据车速选择适当的制动力保证行驶的安全性，这样就更加提高了主动的安全性能。电子手刹特别是AUTO HOLD的功能，大大减低了右脚和右手在塞车时的负担，杜绝了由于力量不够拉不紧手刹而造成的不便。
　　EPB系统刹除了在车辆停止时可以启动外，如果车辆在行驶中长按电子手刹按钮也可以被启动。主要是考虑了车辆出现在驾驶员失去控制车辆的能力后无法控制车辆以及刹车失灵等极限状态。车辆行驶中启动EPB系统后，车辆可以按照原行驶路线缓慢的减至6km/h，以保证车辆和车内乘客安全。
　　相比传统手刹，EPB系统有较高的误碰率，车辆在行驶过程中短时误碰电子手刹按钮，也会对车辆的驾驶产生部分不良影响，造成后轮的短时抱死。但在驾驶中人的脚多数都放在油门上，而当车主踩油门的时候电子手刹会被解除，因此不会对驾驶造成很大的影响。另外由于在车辆行驶中启动电子手刹可在车辆发生极限情况下保证车辆行驶的安全，因此将电子手刹按钮设计在一个可以被副驾驶或者后排乘客接触到的地方也在一定程度上提高车辆的行驶安全性。
　　EPB系统是一个机电系统，可以与其他电子控制系统一起由一个电控单元集中统一控制，实现各种不同要求的控制功能。在汽车安全性或舒适度方面，EPB在泊车、驻车（尤其是坡道起步包括下坡）的时候对驾驶员都有很大的帮助，在提高汽车安全性、可靠性和集成度方面有很大优势。EPB会成为以后的发展趋势。但是车辆装载EPB系统在我国刚刚处于起步阶段，也有其自身需要解决的问题，只有解决了一些制约EPB制动器发展的关键性问题，才能得到越来越广泛的发展和应用。
　　

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