轎車電子駐車制動系統(tǒng)工作模式分析

楊開新

轎車電子駐車制動系統(tǒng)工作模式分析

楊開新

電子駐車制動系統(tǒng)是駐車制動系統(tǒng)的發(fā)展方向，在越來越多的車型上得到應(yīng)用，與傳統(tǒng)手剎相比，提高了駕駛的舒適性與方便性，降低了操縱的難度。文章分析電子駐車制動系統(tǒng)的基本工作模式及融合ESP等模塊后的擴(kuò)展工作模式。

電子；駐車制動；結(jié)構(gòu)；工作模式

電子駐車制動EPB（Electrical Park Brake）指將行車過程中的臨時性制動和停車后的長時性制動功能整合在一起，并且由電子控制方式實現(xiàn)停車制動的技術(shù)。越來越多的車型開始配備電子駐車制動的功能，從高檔豪華級別開始普及到了20萬元之內(nèi)的車型，在歐洲全部車輛中的30%已用電子駐車制動系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的機(jī)械式手制動系統(tǒng)。和傳統(tǒng)手剎相比，電子駐車制動系統(tǒng)使用小巧的按鈕取代了傳統(tǒng)的手剎拉桿，操作更為簡單，減輕了駕駛?cè)藛T的操作負(fù)擔(dān)，讓車內(nèi)前排座間空間得到更好的利用，也能減少碰撞時的人員傷亡。電子駐車制動系統(tǒng)配合各種電控單元及機(jī)構(gòu)（比如ESP、ABS等），可以實現(xiàn)在多種工作狀態(tài)下的剎車和駐車，獲得更加理想的制動效果。并且由于電子駐車制動系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只接受電信號指令，駐車制動系統(tǒng)的控制單元集成到防盜系統(tǒng)中可實現(xiàn)最為可靠的防盜功能。

一、電子駐車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

（一）拉索式電子駐車制動系統(tǒng)

圖1 東風(fēng)標(biāo)致拉索式電子駐車制動系統(tǒng)示意圖

拉索式電子駐車制動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)手剎無異，同為制動蹄式或卡鉗式，只是把拉索由手動改為電動形式。圖1為東風(fēng)標(biāo)致的拉索式電子駐車制動系統(tǒng)FSE（EPB），圖中FSE單元包括一個電機(jī)單元和一個電子駐車制動系統(tǒng)ECU。

圖2 東風(fēng)標(biāo)致駐車制動電機(jī)單元結(jié)構(gòu)圖

圖2為東風(fēng)標(biāo)致駐車制動電機(jī)單元結(jié)構(gòu)圖，包含1個電機(jī)和1個蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)。其工作原理是當(dāng)通過車內(nèi)的駐車按鈕發(fā)出駐車指令后，電機(jī)帶動蝸桿套和蝸桿旋轉(zhuǎn)，通過主拉索及分配器拉緊2個次拉索，拉緊制動器上的彈簧，實現(xiàn)制動。解除駐車制動時，電機(jī)帶動蝸桿套和蝸桿反向旋轉(zhuǎn)，松開次拉索，松開彈簧。

日產(chǎn)聆風(fēng)拉索式電子駐車制動的執(zhí)行元件采用了與上述東風(fēng)標(biāo)致不同的結(jié)構(gòu)。電機(jī)產(chǎn)生的扭矩通過減速機(jī)構(gòu)及離合器傳遞到螺紋軸上，螺紋軸的轉(zhuǎn)動帶動螺母軸向移動從而通過拉索平衡器拉緊控制左右后輪上的駐車制動拉索，實現(xiàn)后輪制動功能。

（二）集成卡鉗式電子駐車制動系統(tǒng)

集成卡鉗式電子駐車制動系統(tǒng)的執(zhí)行部件均位于后輪制動卡鉗上，信號通過電線傳導(dǎo)，沒有了傳統(tǒng)的手剎拉索，系統(tǒng)變得更加簡單。圖3為奧迪集成卡鉗式電子駐車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3 奧迪電子駐車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為奧迪電子駐車制動系統(tǒng)執(zhí)行元件（伺服電機(jī)）結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)施加駐車制動時由伺服電機(jī)通過齒形皮帶減速機(jī)構(gòu)和擺動輪盤傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動制動卡鉗。

圖4 奧迪電子駐車制動系統(tǒng)伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

二、電子駐車制動系統(tǒng)工作模式

就電子駐車制動系統(tǒng)的工作模式而言，大部分車型均有手動制動、自動制動和緊急制動這些模式，有些車型還有坡道輔助起步等模式。雖然車型不同工作模式的激活與解除的條件不同，但都能達(dá)到相類似的功能。車型不同，手動模式以及緊急模式下的速度的設(shè)定值不同，一般均在10km/h以下?，F(xiàn)以各車型為例，詳細(xì)分析電子駐車制動的工作模式。東風(fēng)標(biāo)致車型在任何情況下（即使點火開關(guān)OFF）電子駐車制動的施加都是可能的，但點火開關(guān)關(guān)閉時，解除駐車制動是不可能的。

（一）手動駐車制動工作模式

以東風(fēng)標(biāo)致為例，當(dāng)車輛速度小于設(shè)定值、自動模式不作用的狀態(tài)下，若操作電子駐車制動開關(guān)（按鈕或拉桿），則根據(jù)車輛所處坡度的大小，施加不同的制動力。坡度小于設(shè)定值，則施加較小的制動力，若坡度大于設(shè)定值，則施加最大的制動力。在手動制動的模式下，駕駛?cè)藛T可以通過踩下制動踏板、踩下加速踏板、操作電子駐車制動開關(guān)的方式來解除駐車制動。

若需要阻止車輛在坡面上倒滑，而希望施加最大制動力時，可以在滿足車輛速度和加速踏板位置分別小于設(shè)定值，并且按住電子駐車制動裝置按鈕5秒的情況下實現(xiàn)。

（二）緊急制動工作模式

當(dāng)車速大于設(shè)定值，主制動系統(tǒng)（腳剎車）失靈的情況下，緊急操作電子駐車制動控制開關(guān)，可以激活緊急制動工作模式，此時通過ESP功能執(zhí)行四輪制動而非僅2后輪制動。此時施加的制動力與駕駛?cè)藛T按壓在按鈕上的時間成比例。如果此時ESP系統(tǒng)也出現(xiàn)故障，則駐車制動ECU發(fā)出駐車制動指令，使制動力施加于2后輪上。

（三）自動駐車制動模式

自動駐車模式是電子駐車制動功能的擴(kuò)展，由ESP部件實現(xiàn)4輪制動控制。若激活自動模式，當(dāng)車輛速度小于0.7km/h、并且在5秒內(nèi)無再次啟動的趨勢時，則根據(jù)車輛所處坡度的大小，施加不同的制動力。坡度小于設(shè)定值，則施加較小的制動力，若坡度大于設(shè)定值，則施加最大的制動力。如果用戶車速大于0.7km/h時，停止發(fā)動機(jī)，則ESP ECU會等待車速降到此值以下后，再向駐車制動ECU發(fā)出施加制動指令。在自動模式下，ESP ECU會根據(jù)離合器位置傳感器和自動變速箱的信息、加速踏板位置傳感器以及車輛方向發(fā)出解除駐車自動的指令。

（四）坡道輔助起步工作模式

以斯巴魯車型為例，車輛停在坡度大于5%的坡道時，自動模式激活，由于VDC模塊的作用液壓制動會保持一定時間，同時電子駐車制動也起作用。在此時間內(nèi)松開腳制動、加速，車輛不會發(fā)生后退現(xiàn)象。車輛坡道起步的扭矩達(dá)到規(guī)定值后，液壓制動逐漸減壓，駐車制動也自動解除。

三、監(jiān)控調(diào)整功能

有些車型除了具有上述的工作模式外，還開發(fā)了一些附加功能。比如，邁騰車帶有制動蹄片間隙的調(diào)整功能，每行駛1000km，在電子駐車制動系統(tǒng)沒有被使用時，間隙調(diào)整自動進(jìn)行。東風(fēng)標(biāo)致電子駐車制動系統(tǒng)在手動制動和自動制動兩種模式下施加制動時能實時監(jiān)控制動力大?。杭词裹c火開關(guān)OFF后，電子駐車制動仍可在一定時間保持ESP功能，當(dāng)監(jiān)測到車輛移動距離大于6cm或拉索力減少量超過200N時，電子駐車制動ECU會對制動卡鉗施加附加制動力，確保駐車可靠。

四、結(jié)語

電子駐車制動系統(tǒng)提供的多種工作模式以及擴(kuò)展功能可以滿足在多種狀況下的車輛駐車制動要求，以提高車輛駕駛操縱的利便性以及駐車制動的可靠性。高速行駛時，在液壓制動系統(tǒng)突然失靈的場合，與傳統(tǒng)機(jī)械式手制動相比，使用與ESP系統(tǒng)融合的電子駐車制動系統(tǒng)，可以大大降低手剎緊急制動導(dǎo)致車輛甩尾造成事故的危險。

［1］東風(fēng)標(biāo)致培訓(xùn)教材［Z］.2010.

［2］楊月海.電子駐車制動技術(shù)簡介［J］.汽車運用，2010，（1）.

楊開新，福建船政交通職業(yè)學(xué)院講師，研究方向：汽車整形技術(shù)、汽車發(fā)動機(jī)，福建福州，350007

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