电子驻车制动系统对整车油耗的影响

宁忠麟

（上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西 柳州545007）

电子驻车制动系统对整车油耗的影响

宁忠麟

（上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西 柳州545007）

随着人们对汽车舒适性和操纵方便性要求的提高，电子技术在汽车领域的应用越来越广泛，而电子驻车制动系统使驾驶员驻车操纵更方便、稳定和安全。其在微车上的应用是符合微车发展方向的，对其研究增加技术储备，并为电子驻车制动系统在微车上的应用提供技术支撑和依据。

驻车制动；阻滞力；油耗

电子驻车制动系统（EPB：Electrical Parking Brake）是指由电子控制方式实现驻车制动的技术。它是驻车制动系统的一类，也是汽车驻车制动系统的发展方向。本文介绍了电子驻车制动系统的结构、原理以及其对整车油耗的影响。

与传统驻车制动系统相比，EPB具有驻车方便、可靠，可以防止意外的释放，操作轻便，而且响应迅速，占用车内空间较小的特点，更方便其他功能模块的布置。作为紧急制动时可靠稳定，可防止车轮抱死而出现车轮甩尾的情况等优点。除了以上所述，还有一点较易被忽略，那就是EPB系统对整车油耗的影响。本文从EPB的工作原理和某车型的实车测试验证，分析EPB系统对整车油耗的影响。

1 EPB和传统驻车系统的结构和工作原理

1.1 EPB系统构成

如图1所示，EPB主要包括驻车制动开关、电控单元（ECU）和执行机构（EPB卡钳）。电控单元主要是指电子驻车制动系统ECU，它通过CAN总线传输信号，对各传感器采集来的驻车开关信号、制动踏板信号、点火开关信号、挡位信号、离合位置信号等进行处理并输出指令给驻车执行机构。按布置分，电控单元可分为独立式和集成式（与ESC模块集成）。

图1 EPB系统构造示意图

1.2 EPB执行机构的结构及工作原理

如图2所示，EPB执行机构主要由常规制动卡钳部分（包括卡钳缸体、卡钳支架、活塞和摩擦片等）和电机齿轮驱动机构（包括驱动电机、齿轮减速机构和传动机构）组成。常规卡钳部分实现行车制动器的功能，而电机齿轮驱动机构则代替传统的机械拉臂式结构驱动活塞实现驻车功能。

图2 EPB执行机构示意图

当EPB执行机构接收到EPB系统ECU发出的驻车信号时，驱动电机工作，通过齿轮减速机构和传动机构后，推动活塞向前运动，从而推动摩擦块向前运动直至摩擦块压紧制动盘达到足够驻车制动力后，传动机构自锁最终实现驻车。当EPB执行机构接收到EPB系统ECU发出的解除驻车信号时，驱动电机反转，通过齿轮减速机构和传动机构带动活塞往后运动，解除驻车。

1.3 传统驻车系统的结构及工作原理

如图3所示，传统的驻车制动系统由驻车制动手柄、驻车拉索和驻车制动器组成[1-2]。当驾驶员有驻车示意图，操纵驻车制动手柄，通过驻车拉索将力传递到驻车制动器，使车辆驻车。当驾驶员解除驻车时，释放驻车制动手柄，在回位弹簧作用力下，拉索及驻车制动器回到原位，解除驻车。

图3 传统驻车系统构造示意图

GB 7258-2012《机动车运行安全技术条件》中对驻车制动系统的要求如下：

（1）车辆最大驻车坡度不小于20%.

（2）驾驶员手操纵驻车手柄的力不大于400 N.

（3）操纵装置应有足够的储备行程，一般应在操纵装置三分之二内产生规定的制动效能，驻车机构装有自动调节装置时允许在全行程的四分之三以内达到规定制动效能[3]，即L≥LS.

式中：L为驻车制动操纵机构总行程；LS为驻车拉索总行程。

拉索总行程：LS=S1+S2+S3

上式中：α为操纵手柄转角；R1为导线圈半径；R2为拉索钢丝半径；S1为前段拉索变形量；S2为后段拉索变形量；S3为驻车制动器拉杆移动量。

为了满足上述要求，传统驻车制动系统必须在装配后调节整个系统的松紧，一般情况下为了满足行程要求，拉索调节到预张紧状态。

2 EPB对整车油耗的影响

2.1 制动阻滞力对整车油耗的影响

制动阻滞力，又名车轮阻滞力，是指行车和驻车制动装置处于完全释放状态，变速器处于空挡时，驱动车轮所需的作用力。而整车油耗的影响因素包括发动机的消耗、整车重量和车辆阻力，其中车辆阻力包括风阻、制动阻滞力等。制动阻滞力越大，车辆阻力越大，整车油耗也会随之上升[4-6]。考核制动阻滞力目的是了解制动器是否拖滞，导致整车油耗上升，制动阻滞力大小取决于轮毂总成、制动器总成和半轴总成等，国家标准要求各车轮的制动阻滞力必须小于等于该轮轮荷的10%，为了提高整车的经济性，某些主机厂的内控要求甚至比国标更严格。

2.2 EPB和传统驻车系统对制动阻滞力的影响

由上述EPB工作原理得知，EPB执行机构的工作和回位是由ECU控制，电机驱动的。所以无论是在初始位置，还是解除制动后的回位，都能精准控制，使摩擦片与制动盘完全分离，尤其是在车辆行驶了一段时间，摩擦片磨损后，摩擦片与制动盘之间的间隙调整也由ECU精准控制，排除了制动器对制动阻滞力的影响，降低了整车油耗。传统的驻车系统，驻车制动器与驻车拉索、驻车制动手柄机械连接，摩擦片与制动盘初始位置是由调整驻车制动手柄上的调整螺母，从而使驻车拉索预张紧后决定的，为了保证驻车手柄的空行程尽量小，避免松垮问题，一般都要调整到驻车制动器的拉臂稍微抬起，但是这一系列工作是在总装车间调整的，每台车都会存在调整偏差，导致摩擦片与制动盘的间隙不能精准控制，间隙过小时则制动阻滞力增大，导致整车油耗上升。

2.3 实车阻滞力对比

为了进一步确认两种驻车制动系统对阻滞力的影响，从而确认其对整车油耗的影响，抽取同一车型，装配不同驻车制动系统的各50台车作为样本，测试各轮阻滞力，如图4所示，EPB车轮阻滞力平均值为3.215%，而传统驻车制动系统车轮阻滞力平均值为5.2%，两者相差2%.

3 结束语

电子驻车制动系统操作轻便，可以节省车内布置空间，作为紧急制动时具有较强稳定性，通过本文分析，还可知道电子驻车制动系统可以精确控制卡钳活塞回位量，使摩擦片和制动盘完全分离，降低轮端制动阻滞力，从而降低整车燃油消耗。

[1]陈家瑞 ．汽车构造（下）[M]．北京：机械工业出版社，2000

[2]李春明．现在汽车底盘技术[M]．北京：北京理工大学出版社，2008.

[3]GB 7258-2012.机动车运行安全技术条件[S].北京：中国标准出版社，2012.

[4]Formentin，Simone，Novarra，Carlo，Sergio M.A.New Brake Control System Design and Test[J].IEEE-ASME TRANSAC TIONS ON ECHATRONICS，2015：126-130.

[5]Harris T A.Rolling Bearing Analysis[M].New York：John Wiley and Sons，1984.

[6]赵志勇，朱坤玉.汽车手制动护套与拉杆之间的装配力测量[J].客车技术与研究，2010，32（5）：53-55.

Electical Parking Brake System’s Impact on Vehicle Fuel Consumption

NING Zhong-lin
（Technical Development Center，SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

As people improve the requirement of comfort and convenience for manipulation，more and more widely applied in the field of electronic technology in the car，and electrical parking brake system is handy to control，and more immobile，and more safty.It’s conform to the develop direction of minicars，so if we study it，we can accumulation technology and provide technical support and basis when widely applied in the car.

parking brake；wheel drag；oil weal

U467.4

A

1672-545X（2017）08-0211-03