機械式駐車制動系統的智能警報開關裝置研究

張 賀 王占宇*

（東北林業大學 交通學院，黑龍江 哈爾濱150040）

1 研究背景與意義

隨著科技水平發展和汽車行業生產制造態勢良好，人們使用汽車作為主要出行工具，相應的汽車保有量也日漸增多，汽車事故的安全問題及因習慣造成使用方面的缺陷就有所體現。簡單的一個例子，人們在駕駛使用汽車時經常會用到制動系統，而駐車制動（手剎）卻時常被人忽視，因駐車制動造成的一些事故和汽車故障也屢見不鮮，即便儀表指示盤上有相應警示，但不夠明顯，經驗不足駕駛員常常忘記放下手剎就起步，或者一些有經驗的“老司機”因駕駛陋習常常沒有把手剎放徹底，帶剎前行且起步困難，這往往對制動系統有很大磨損傷害，長此以往甚至造成制動失效。另一方面，一些馬虎的駕駛員在停車后沒有及時拉手剎，溜車、追尾事故時有發生。為針對上述因駐車制動系統帶來的一系列問題，本文設計一種針對機械式駐車制動系統的的智能警報開關裝置。

2 機械式駐車制動的認識

傳統的機械式手剎是由操控桿總成和手剎拉索組成的，駕駛員通過拉動手剎操縱桿，帶動手剎拉索使后輪的制動卡鉗或者制動蹄片緊緊鎖住制動盤或制動鼓來實現（如圖1）。操縱桿總成內部為棘輪，拉動操縱桿時，棘爪卡住棘輪輪齒，使手剎操縱鎖止。

隨著電子與電控技術發展，一些汽車以電子駐車制動系統（EPS）取代傳統機械式結構，但經調查研究分析，還是有相當一部分私家車采用以往的機械式手剎，原因是相對于電子設備，機械式裝置往往工作可靠，操縱方式也較為簡單，真正做到拉起來就起作用，只需按住按鈕，施加一定的力，將手剎操縱桿鎖止在制動位置即可。雖然這種機械式的駐車制動方式沒有受到一部分人的青睞，但其本身一直在進行改進與美化，成為一種性價比高性能可觀的駐車制動方式。

圖1

3 系統功能工作原理

下面針對一些考慮的具體情況分別敘述本警報開關裝置的工作原理。

停車起步過程，駐車制動操縱桿未放下，制動卡鉗或者制動蹄片拉緊，鎖住制動盤或制動鼓，同時拉索也存在張力，雖然儀表盤上顯示駐車制動狀態紅色標識，但由于警示作用不夠駕駛員往往忽略，此時給油起步不僅會對制動器有磨損，而且對手剎拉索的疲勞強度也有一定影響，設計流程（如圖2），在駕駛員又起步行車意圖時，踏板位置傳感器及時傳遞給汽車ECU 信號，做出判斷，及時發出警報松開駐車制動。

熄火停車或者臨時停車時，未及時拉起駐車制動可能會造成溜車甚至追尾造成事故，此時中控門鎖及點火鑰匙開關觸點就要及時判斷駕駛員離開車輛的意圖，傳遞信號至車載ECU，ECU 便可給執行器（蜂鳴器）一信號，提示駕駛員拉緊手剎（流程如圖3）。另外，絕大多家用轎車駐車制動是鎖緊后兩輪的制動器，根據良好的駕車習慣，在熄火停車時，手動擋車掛入前進一擋，保證驅動前輪可靠鎖止；自動擋車還應先拉起駐車制動后掛入P 擋，減少變速箱鎖止機構的附加應力，增加變速箱壽命。

圖2

圖3

4 硬件系統選用

4.1 駐車制動操縱桿位置傳感器，車輛自帶，或選用瑞沃康明斯RC3 型手剎氣壓傳感器，用于判斷駐車制動是否為拉緊狀態，儀表盤上駐車制動警示燈也由此狀態工作。

4.2 離合器（或制動）踏板位置傳感器，大部分自帶（離合踏板踩到底打火，制動踏板踏下制動燈亮起都是由傳感器感受信號），或者選用型號科魯茲32323 型，用于本裝置的起步意圖檢測，傳感器信號。

4.3 車門傳感器，車輛自帶，也可選GYTOU 等車門傳感器，判斷駕駛員離車意圖，同時ECU 要求駐車制動傳感器工作信號的反饋。

4.4 點火鑰匙觸點，如車輛在熄火是打開車門會發出車鑰匙未拔警報，本文可用于熄火停車時拔鑰匙后檢測汽車駐車制動狀態，以此來警示駕駛員離車后駐車。

4.5 蜂鳴器，要求有一定的警示作用，還要做到聲音悅耳不帶來噪聲，根據GB 7258-2017《機動車運行安全技術條件》規定，汽車駕駛員耳旁噪聲聲級應不大于90dB(A)，故應選用合適的型號及工作電壓，本文可選用3V HU-12065Y03 型有源蜂鳴器。

5 結論

本文進行了針對車輛機械式駐車制動系統的智能警報開關的系統構架和硬件的設計，進行該警報開關系統的理論流程分析，模擬汽車因駐車制動造成車輛磨損或交通事故的情況，系統基本達到預期的功能，但仍存在可優化的問題，例如在實車應用上如何更好做到人- 機- 環境相互匹配等等。針對機械式駐車制動系統的智能警報開關裝置的下一步完善和優化將使其走向真正的實際應用。