淺談電子駐車系統

顏培亮 郝大偉

摘要：汽車電子駐車系統是機電技術的發展帶來的一個成果，減少了制動系統機械傳動的滯后時間。本文對汽車電子駐車制動系統研（EPB）究成果進行分析的基礎上，對系統工作原理、功能及優缺點進行探討。

關鍵字：汽車制動? ?電子駐車制動? ? 系統功能

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

電子駐車系統的工作原理與手動機械駐車系統一樣，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，故該系統全稱為電子控制式機械駐車制動系統。目前，在汽車上應用的電子駐車系統技術主要有兩種形式，一種是拉線式電子駐車制動系統，另一種是卡鉗集成式電子駐車制動系統。拉線式電子駐車制動系統保留了傳統的機械駐車制動系統拉線是最早應用的一種過渡產品，在汽車上的應用較少。目前，在汽車上應用最多的是卡鉗集成式電子駐車系統。該系統用電子按鈕、電機組件替代了傳統的駐車制動手拉桿、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行連接。駐車時，當駕駛員操作電子駐車制動系統的電子按鈕后，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生機械夾緊力，進而完成駐車。

與傳統的手動機械駐車制動系統相比，電子駐車制動系統具有以下優點：一是由于車廂內取消了駐車制動手拉桿，為整車內飾造型的設計提供了更大的發揮空間;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的不斷發展，該系統不僅能夠實現靜態駐車、靜態釋放（關閉）、自動釋放（關閉）等基本功能，還增加了自動駐車和動態駐車等輔助功能。

下面以大眾車系為例，介紹EPB系統可實現的功能：駐車制動功能、動態起步輔助、動態起步輔助、動態起步輔助、動態緊急制動、自動駐車功能。

駐車制動功能當車輛小于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數據總線來判斷當前車速是否低于7km/h。如果低于7km/h（即為靜止狀態），則電控機械制動控制單元啟動兩個后輪駐車制動電機。

動態起步輔助功能當啟動電控機械制動系統時，動態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。

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

自動駐車功能當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。

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）生產的慣性式制動器測功機型號為：PWD2C/V2752200上進行，如下圖所示。

實驗對應車型BJ2500，汽車質量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行。下圖為EPB在測功機上的安裝情況。靜態實驗中，測功機模擬3km/h的車速運轉，實測單輪制動扭矩達750-82最大制動力矩，高于理論計算的730N.m;

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

電子駐車制動系統的基本要求包括系統安全、可靠性、可維護性、實用性等幾個方面：

（1）安全性：在出現突發失效的情況下，系統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：線控制動系統至少要能夠和現有的機械制動系統具備同樣的可靠性：

（3）實用性：具備現有系統的基本功能：

（4）可維護性：維護周期至少要和目前的系統一樣長;

（5）壽命：不低于目前的水平;

（6）成本：與傳統的系統成本相差不大;

（7）車內空間：占用空間盡可能小。

設計要求

制動系統的結構和性能直接關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。在國家強制性標準GB1276.1999《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》以及GB7258.2004《機動車運行安全條件》中，對制動系統的結構和性能都做出了嚴格的規定。

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，都是通過嚴格按鍵來啟動/關閉手剎功能。啟動電子手剎可以在車輛任何狀況下進行啟動，即使在行進過程中誤按，由于油門還處在工作位置所以電子手剎功能也會關閉，如果在緊急剎車過程中按下，大部分電子手剎系統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。

而當關閉電子手剎時則全部車型均需要在踏下剎車踏板的狀態下才能生效，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，國內關于電子駐車制動技術的研究成果較小，還處于試驗階段，國際上已經起步，幾乎所有大型汽車制造商都在研制開發此類線控技術的相關產品。EPB與傳統的駐車制動系統有著極大的差別，其執行和控制機構需要完全的重新設計。其執行機構需要能夠把電動機的轉速平穩轉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生的制動間隙等，而且由于體積的限制其結構也必須巧妙和緊湊，是整個EPB系統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速和轉角從而快速響應駕駛員。