汽车电子驻车制动(EPB)控制系统浅析

秦颖，李学楠

（河南省工业科技学校，河南 新乡 453000）

电子驻车制动控制(EPB)系统是汽车线控制制动系统类型之一，也是汽车驻车制动系统未来的发展方向。电子驻车制动控制系统以电线取代了传统制动装置所使用的拉索及传动机构，利用电子控制单元实现了对驻车制动力大小的控制与驻车制动力在各轮上的分配，同时还具备坡道起步辅助及智能驻车与解除功能，促进了汽车驻车制动系统的发展。

1 汽车EPB系统的结构

汽车EPB系统主要包括传感器及其信号处理电路程、Philips592单片机与执行机构驱动电路程3部分，其中Philips592单片机为中央控制器，其编程效率较高且运行速度快，具强抗干扰性且性价比较高。控制器可对汽车行驶速度、发动机的转速、电动机的转数、驻车制动开关、离合器位置、制动踏板等信号数据进行采集，并通过控制系统将直流电动机的驱动信号进行输出。EPB系统的结构图，如图1。EPB系统执行机构的部件主要包括直流电动机、同步带传动机构、少齿差行星齿轮传动机构、蜗杆传动机构、制动摩擦块、制动盘等，如图2。

图1 汽车EPB系统的结构图

2 汽车EPB系统的工作原理

图2 汽车EPB系统的执行机构结构图

汽车需行驻车制动时，只需按下EPB按扭，直流电动机的输出即会通过同步带传动机构与少齿差行星齿轮传动机构进行降速增扭，利用蜗杆传动机，可将直流电动机输出的旋转运动转化为直线运动；再利用制动摩擦块，即可给制动盘产生一定压紧力，实现对车轮的制动；汽车需解除驻车制动时，直流电动机会发生反转，同时自动摩擦块也会松开。因减速机构的传动比较大，电动机在转动时，蜗杆传动机构动作所产生的位移较小，因此可通过对电动机的转速进行控制，从而实现对制动摩擦块与制动盘间隙的控制，进而实现间隙的自调。

3 汽车EPB系统的功能及其操作

（1）静态驻车制动功能。以大众汽车车辆为例进行分析，其车辆中欧冠的EPB系统是否运行在车辆内可以通过仪表指示灯标识，并且能够通过不同按钮进行控制。车辆中琥珀色且上面标有字母“P”的为电子驻车开关按键；另外按键上标识了“AUTO HOLD”的按钮则为自动电子驻车开关按键。不管点火开关是否开启，只要按下电子驻车开关键，EPB系统都可启动，只是点火开关未开启时启动EPB系统，其电子驻车开关键上的琥珀色及电子驻车指标灯会同时亮起，但于30s左右后即会自动熄灭；若处点火开关开启时启动EPB系统，电子驻车开关键的琥珀色及电子驻车指标灯会同时亮起且不会熄灭。若两灯仅亮一个，或是同时闪烁，则表明EPB系统存在故障，无法实现安全驻车，应尽快进行修理。静态驻车制动功能的操作方法如下：先以脚自动让汽车停住，然后按下电子驻车开关键，启动EPB系统，接着将变速杆挂为1档或是P档，再关闭发动机，拔下点火钥匙即可。至此，便实现了静态驻车制动功能，其可有效控制汽车的两个后轮，使两后轮能抱死。

（2）动态自动关闭功能。汽车起步时，EPB系统可自动关闭。即当驾驶人员关好车辆，点火起步，变速器拨到D档，踩下油门，汽车开始行驶后EPB系统就会自动关闭。若汽车的变速器为手动式，在挂档起步后，驾驶人员需将离合器踏板踩到底方能使EPB系统关闭，因为只有离合器踏板到底，EPB系统才能识别出驾驶人员的系统关闭意愿。则EPB系统能够按照汽车行驶的角度与发动机的转矩来自动关闭EPB系统。EPB系统的动态自动关闭功能可有效辅助驾驶人员的坡道起步，保证汽车能在倾斜的道路上顺利起步，避免车辆起步时猛冲或“后溜”，而无需驾驶人员对对汽车的行驶状态进行识别。

（3）静态驻车关闭功能。EPB系统除了拥有动态自动关闭功能外，需要可以在其他两种情况下对系统进行关闭除了。一是发动机不运转的情况，在此情况下，按下点火开关，并且始终按住电子驻车开关，并且脚踩制动踏板，指导电子驻车开关键上的车灯以及电子驻车状态指示灯都熄灭，则代表EPB系统已关闭。要注意的是，若蓄电池片亏电状态，此方法是无法将EPB系统进行关闭的，而需利用到专业工具。另一种情况为发动机运转的情况，在此情况下，只需用力按住电子驻车开关，并且脚踩车辆制动踏板，使得电子驻车开关键上的灯及电子驻车的红色指标灯都熄灭，则表明EPB系统已关闭。这一方法可以在汽车行驶前手动关闭系统，与传统车辆手动驻车的操作原理接近。若汽车所配备的变速器为手动式，还可采取以下方法关闭EPB系统，即于不挂档状态下踩下加速踏板，同时轻踏离合器踏板并立即松开，则可将EPB系统关闭。

（4）动态紧急制动功能。若脚制动踏板失灵或是被锁住，利用EPB系统的动态紧急制动能够让汽车在行驶中减速或停车。具体来说，汽车处于行驶状态下，按住电子驻车开关键，EPB系统的控制单元可利用CAN数据总线对ABS或ESP系统进行控制，使管路中的油压持续增加，对车辆的车轮进行动态紧急制动，降低汽车的行驶速度，直至最终停止。在汽车减速的过程当中，汽车的ABS或ESP系统会依汽车的行驶情况自行调节制动过程。相比于传统的手动驻车制动控制系统，其动态紧急制动是作用于四个车轮上而不是传统的只对汽车的后轮进行制动，并且具有一定的防抱死效果。

（5）自动驻车功能。为加强汽车使用的安全系数以及驾驶人员的人性化操作，大众汽车的大部分车系均在原有的EPB系统上拓展了AUTO HOLD功能，此功能是基于EPB系统而发展起来的，并不是一套独立的系统。利用数据总线，可将AUTO HOLD功能与汽车原有的EPB系统进行连接，通过EPB系统的电控单元，可正确识别并确认AUTO HOLD功能的激活信息。在此过程当中，EPB系统与动态稳定控制系统的配合必不可少，其中EPB系统可于AUTO HOLD功能关闭或出现失效情况下，通过EPB系统模式实现汽车的驻车制动；而动态稳定控制系统的功能则主要是在汽车的减速与停车过程当中为汽车的车轮提供制动力矩。AUTO HOLD功能可使汽车能在处暂时等待或是坡道停车时仍可实现四轮制动的启动，此时不管汽车的变速器是否挂到D档或是N档，在没有踩住制动踏板或没有开启驻车制动器的状态下，车辆依然处于静止状态。汽车AUTO HOLD功能激活的操作方法如下：按下AUTO HOLD开关键，相应指示灯亮起，即表明此功能被激活，自动控制开始实施。要注意的是，AUTO HOLD功能的激活需具备以下条件：一是车辆必须处于所有车门关闭状态；二是驾驶员必须要系好安全带；三是车辆已经打火处于工作状态，当车速小于7km/h的时候，汽车AUTO HOLD自动开启工作。而在激活AUTO HOLD功能后，其制动压力的控制主要由汽车的ABS或ESP控制单元负责，利用功能电磁阀，可对汽车四个车轮的制动压力进行控制，而非EPB系统需靠汽车两个后轮的驻车电动机对制动压力进行控制。若仅是短暂停车，则只需踩下加速踏板，AUTO HOLD主动判断发动机转矩、加速踏板位置以及离合器的工作状态。如果汽车驱动转矩相对驻车制动控制单元计算得出的阻力矩更大，则驻车制动会自动解除。若需长时间停车但不熄火，则AUTO HOLD会维持3min的自动驻车功能，之后即会自动转变为EPB系统工作模式。若停车熄火，系统则会直接处EPB系统工作模式。

4 结语

总之，EPB系统是继ABS、EBD及ESP之后广泛应用于汽车驻车制动控制的重要技术之一。伴随科学技术的不断发展，电子科技将会更多地应用于汽车上，促进汽车的电子化发展。EPB系统是汽车驻车制动系统电子化发展的表现之一，随着科技的不断成熟，EPB系统的操作将会越来越简便，在汽车方面的应用也会越来越广泛，以有效提高汽车驻车制动的安全性和可靠性。