汽車電子駐車制動(EPB)控制系統淺析

秦穎，李學楠

（河南省工業科技學校，河南 新鄉 453000）

電子駐車制動控制(EPB)系統是汽車線控制制動系統類型之一，也是汽車駐車制動系統未來的發展方向。電子駐車制動控制系統以電線取代了傳統制動裝置所使用的拉索及傳動機構，利用電子控制單元實現了對駐車制動力大小的控制與駐車制動力在各輪上的分配，同時還具備坡道起步輔助及智能駐車與解除功能，促進了汽車駐車制動系統的發展。

1 汽車EPB系統的結構

汽車EPB系統主要包括傳感器及其信號處理電路程、Philips592單片機與執行機構驅動電路程3部分，其中Philips592單片機為中央控制器，其編程效率較高且運行速度快，具強抗干擾性且性價比較高。控制器可對汽車行駛速度、發動機的轉速、電動機的轉數、駐車制動開關、離合器位置、制動踏板等信號數據進行采集，并通過控制系統將直流電動機的驅動信號進行輸出。EPB系統的結構圖，如圖1。EPB系統執行機構的部件主要包括直流電動機、同步帶傳動機構、少齒差行星齒輪傳動機構、蝸桿傳動機構、制動摩擦塊、制動盤等，如圖2。

圖1 汽車EPB系統的結構圖

2 汽車EPB系統的工作原理

圖2 汽車EPB系統的執行機構結構圖

汽車需行駐車制動時，只需按下EPB按扭，直流電動機的輸出即會通過同步帶傳動機構與少齒差行星齒輪傳動機構進行降速增扭，利用蝸桿傳動機，可將直流電動機輸出的旋轉運動轉化為直線運動；再利用制動摩擦塊，即可給制動盤產生一定壓緊力，實現對車輪的制動；汽車需解除駐車制動時，直流電動機會發生反轉，同時自動摩擦塊也會松開。因減速機構的傳動比較大，電動機在轉動時，蝸桿傳動機構動作所產生的位移較小，因此可通過對電動機的轉速進行控制，從而實現對制動摩擦塊與制動盤間隙的控制，進而實現間隙的自調。

3 汽車EPB系統的功能及其操作

（1）靜態駐車制動功能。以大眾汽車車輛為例進行分析，其車輛中歐冠的EPB系統是否運行在車輛內可以通過儀表指示燈標識，并且能夠通過不同按鈕進行控制。車輛中琥珀色且上面標有字母“P”的為電子駐車開關按鍵；另外按鍵上標識了“AUTO HOLD”的按鈕則為自動電子駐車開關按鍵。不管點火開關是否開啟，只要按下電子駐車開關鍵，EPB系統都可啟動，只是點火開關未開啟時啟動EPB系統，其電子駐車開關鍵上的琥珀色及電子駐車指標燈會同時亮起，但于30s左右后即會自動熄滅；若處點火開關開啟時啟動EPB系統，電子駐車開關鍵的琥珀色及電子駐車指標燈會同時亮起且不會熄滅。若兩燈僅亮一個，或是同時閃爍，則表明EPB系統存在故障，無法實現安全駐車，應盡快進行修理。靜態駐車制動功能的操作方法如下：先以腳自動讓汽車停住，然后按下電子駐車開關鍵，啟動EPB系統，接著將變速桿掛為1檔或是P檔，再關閉發動機，拔下點火鑰匙即可。至此，便實現了靜態駐車制動功能，其可有效控制汽車的兩個后輪，使兩后輪能抱死。

（2）動態自動關閉功能。汽車起步時，EPB系統可自動關閉。即當駕駛人員關好車輛，點火起步，變速器撥到D檔，踩下油門，汽車開始行駛后EPB系統就會自動關閉。若汽車的變速器為手動式，在掛檔起步后，駕駛人員需將離合器踏板踩到底方能使EPB系統關閉，因為只有離合器踏板到底，EPB系統才能識別出駕駛人員的系統關閉意愿。則EPB系統能夠按照汽車行駛的角度與發動機的轉矩來自動關閉EPB系統。EPB系統的動態自動關閉功能可有效輔助駕駛人員的坡道起步，保證汽車能在傾斜的道路上順利起步，避免車輛起步時猛沖或“后溜”，而無需駕駛人員對對汽車的行駛狀態進行識別。

（3）靜態駐車關閉功能。EPB系統除了擁有動態自動關閉功能外，需要可以在其他兩種情況下對系統進行關閉除了。一是發動機不運轉的情況，在此情況下，按下點火開關，并且始終按住電子駐車開關，并且腳踩制動踏板，指導電子駐車開關鍵上的車燈以及電子駐車狀態指示燈都熄滅，則代表EPB系統已關閉。要注意的是，若蓄電池片虧電狀態，此方法是無法將EPB系統進行關閉的，而需利用到專業工具。另一種情況為發動機運轉的情況，在此情況下，只需用力按住電子駐車開關，并且腳踩車輛制動踏板，使得電子駐車開關鍵上的燈及電子駐車的紅色指標燈都熄滅，則表明EPB系統已關閉。這一方法可以在汽車行駛前手動關閉系統，與傳統車輛手動駐車的操作原理接近。若汽車所配備的變速器為手動式，還可采取以下方法關閉EPB系統，即于不掛檔狀態下踩下加速踏板，同時輕踏離合器踏板并立即松開，則可將EPB系統關閉。

（4）動態緊急制動功能。若腳制動踏板失靈或是被鎖住，利用EPB系統的動態緊急制動能夠讓汽車在行駛中減速或停車。具體來說，汽車處于行駛狀態下，按住電子駐車開關鍵，EPB系統的控制單元可利用CAN數據總線對ABS或ESP系統進行控制，使管路中的油壓持續增加，對車輛的車輪進行動態緊急制動，降低汽車的行駛速度，直至最終停止。在汽車減速的過程當中，汽車的ABS或ESP系統會依汽車的行駛情況自行調節制動過程。相比于傳統的手動駐車制動控制系統，其動態緊急制動是作用于四個車輪上而不是傳統的只對汽車的后輪進行制動，并且具有一定的防抱死效果。

（5）自動駐車功能。為加強汽車使用的安全系數以及駕駛人員的人性化操作，大眾汽車的大部分車系均在原有的EPB系統上拓展了AUTO HOLD功能，此功能是基于EPB系統而發展起來的，并不是一套獨立的系統。利用數據總線，可將AUTO HOLD功能與汽車原有的EPB系統進行連接，通過EPB系統的電控單元，可正確識別并確認AUTO HOLD功能的激活信息。在此過程當中，EPB系統與動態穩定控制系統的配合必不可少，其中EPB系統可于AUTO HOLD功能關閉或出現失效情況下，通過EPB系統模式實現汽車的駐車制動；而動態穩定控制系統的功能則主要是在汽車的減速與停車過程當中為汽車的車輪提供制動力矩。AUTO HOLD功能可使汽車能在處暫時等待或是坡道停車時仍可實現四輪制動的啟動，此時不管汽車的變速器是否掛到D檔或是N檔，在沒有踩住制動踏板或沒有開啟駐車制動器的狀態下，車輛依然處于靜止狀態。汽車AUTO HOLD功能激活的操作方法如下：按下AUTO HOLD開關鍵，相應指示燈亮起，即表明此功能被激活，自動控制開始實施。要注意的是，AUTO HOLD功能的激活需具備以下條件：一是車輛必須處于所有車門關閉狀態；二是駕駛員必須要系好安全帶；三是車輛已經打火處于工作狀態，當車速小于7km/h的時候，汽車AUTO HOLD自動開啟工作。而在激活AUTO HOLD功能后，其制動壓力的控制主要由汽車的ABS或ESP控制單元負責，利用功能電磁閥，可對汽車四個車輪的制動壓力進行控制，而非EPB系統需靠汽車兩個后輪的駐車電動機對制動壓力進行控制。若僅是短暫停車，則只需踩下加速踏板，AUTO HOLD主動判斷發動機轉矩、加速踏板位置以及離合器的工作狀態。如果汽車驅動轉矩相對駐車制動控制單元計算得出的阻力矩更大，則駐車制動會自動解除。若需長時間停車但不熄火，則AUTO HOLD會維持3min的自動駐車功能，之后即會自動轉變為EPB系統工作模式。若停車熄火，系統則會直接處EPB系統工作模式。

4 結語

總之，EPB系統是繼ABS、EBD及ESP之后廣泛應用于汽車駐車制動控制的重要技術之一。伴隨科學技術的不斷發展，電子科技將會更多地應用于汽車上，促進汽車的電子化發展。EPB系統是汽車駐車制動系統電子化發展的表現之一，隨著科技的不斷成熟，EPB系統的操作將會越來越簡便，在汽車方面的應用也會越來越廣泛，以有效提高汽車駐車制動的安全性和可靠性。