浅谈电子驻车系统

颜培亮 郝大伟

摘要：汽车电子驻车系统是机电技术的发展带来的一个成果，减少了制动系统机械传动的滞后时间。本文对汽车电子驻车制动系统研（EPB）究成果进行分析的基础上，对系统工作原理、功能及优缺点进行探讨。

关键字：汽车制动   电子驻车制动    系统功能

随着科学技术的不断发展和进步，人们对汽车安全性的要求与日俱增，而优异的制动性能以及一体化的底盘综合控制技术是现代汽车安全性的一个重要评价标志。大到传统的拉线式油门、雨刮器等，均被电子油门及随外界雨量大小而自我调节的智能雨刮系统所取代。而传统机械时代为确保车辆不溜车，人们不得不拉起手动制动杆，随着机电技术的发展，电子技术不断渗入到了汽车的制动系统，出现了汽车电子驻车系统，只需按下EPB按钮就能实现驻车制动。

电子驻车系统的工作原理与手动机械驻车系统一样，也是通过制动蹄片及制动毂或摩擦片与制动盘之间的摩擦、夹紧来实现驻车，只不过是把控制方式用电子按钮与电机动作来代替原有的手动操作和机械连接，故该系统全称为电子控制式机械驻车制动系统。目前，在汽车上应用的电子驻车系统技术主要有两种形式，一种是拉线式电子驻车制动系统，另一种是卡钳集成式电子驻车制动系统。拉线式电子驻车制动系统保留了传统的机械驻车制动系统拉线是最早应用的一种过渡产品，在汽车上的应用较少。目前，在汽车上应用最多的是卡钳集成式电子驻车系统。该系统用电子按钮、电机组件替代了传统的驻车制动手拉杆、拉线等控制件。电机组件被集成到了左右制动卡钳上，电子控制单元和电机组件直接通过电气束线进行连接。驻车时，当驾驶员操作电子驻车制动系统的电子按钮后，电子控制单元将控制集成在左右制动卡钳中的电机动作，并带动制动卡钳活塞移动产生机械夹紧力，进而完成驻车。

与传统的手动机械驻车制动系统相比，电子驻车制动系统具有以下优点：一是由于车厢内取消了驻车制动手拉杆，为整车内饰造型的设计提供了更大的发挥空间;二是停车制动由一个按键代替了驻车制动的手柄，简单省力，降低了驾驶员的操作难度;三是随着汽车电子驻车控制技术的不断发展，该系统不仅能够实现静态驻车、静态释放（关闭）、自动释放（关闭）等基本功能，还增加了自动驻车和动态驻车等辅助功能。

下面以大众车系为例，介绍EPB系统可实现的功能：驻车制动功能、动态起步辅助、动态起步辅助、动态起步辅助、动态紧急制动、自动驻车功能。

驻车制动功能当车辆小于30%的坡道上驻车时，电控机械驻车制动可确保制动住车辆。电控机械制动控制单元与ABS控制单元通过专用的CAN数据总线来判断当前车速是否低于7km/h。如果低于7km/h（即为静止状态），则电控机械制动控制单元启动两个后轮驻车制动电机。

动态起步辅助功能当启动电控机械制动系统时，动态起步辅助可以使车辆即使在坡道上起步时也不会震动或溜车。通过电控机械制动控制单元判断车辆的传动扭矩大于车辆的行驶阻力，后车轮的两个驻车制动电机被启动。这样车辆起步时就不会溜车了。

动态紧急制动功能如果制动踏板功能发生故障或制动踏板被卡住了，可通过动态紧急制动功能强力制动车辆。

自动驻车功能当车辆静止和起步车辆起步（前行或倒车）时，自动驻车功能可以用来辅助驾驶员，无论是用什么方式使车辆停止，自动驻车功能可以确保车辆在静止时自动保持驻车状态。

汽车电子驻车制动的台架试验

实验在德国申克贝加索公司（SCHENCKPGASUS CmbH）生产的惯性式制动器测功机型号为：PWD2C/V2752200上进行，如下图所示。

实验对应车型BJ2500，汽车质量2120kg，轮胎滚动半径为350mm，制动盘有效半径126mm，参照汽车驻车制动器台架实验方法进行。下图为EPB在测功机上的安装情况。静态实验中，测功机模拟3km/h的车速运转，实测单轮制动扭矩达750-82最大制动力矩，高于理论计算的730N.m;

动态实验中，测功机分别模拟制动初速度80、30km/h的车速运转，制动平稳，响应快速，制动减速度分别达到317、313m/s2 ，能满足驻车制动要求

电子驻车制动系统的基本要求包括系统安全、可靠性、可维护性、实用性等几个方面：

（1）安全性：在出现突发失效的情况下，系统要具备保持正常工作的能力，而且要保持足够的驻车制动力：

（2）可靠性：线控制动系统至少要能够和现有的机械制动系统具备同样的可靠性：

（3）实用性：具备现有系统的基本功能：

（4）可维护性：维护周期至少要和目前的系统一样长;

（5）寿命：不低于目前的水平;

（6）成本：与传统的系统成本相差不大;

（7）车内空间：占用空间尽可能小。

设计要求

制动系统的结构和性能直接关系着车辆和人员的安全，是汽車重要的安全性，受到普遍重视。在国家强制性标准GB1276.1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》以及GB7258.2004《机动车运行安全条件》中，对制动系统的结构和性能都做出了严格的规定。

市面上常见的拥有电子手刹功能的车型有很多，电子手刹的使用方法也是大同小异，都是通过严格按键来启动/关闭手刹功能。启动电子手刹可以在车辆任何状况下进行启动，即使在行进过程中误按，由于油门还处在工作位置所以电子手刹功能也会关闭，如果在紧急刹车过程中按下，大部分电子手刹系统都会额外提供更强的制动力来辅助，部分车型更具备电子制动力分布以及限速制停的功能。

而当关闭电子手刹时则全部车型均需要在踏下刹车踏板的状态下才能生效，这样对于自动挡车型来说就能避免在塞车蠕动时由于大意造成的事故。但在手动挡车型行也同样加入这样的限制似乎就有点多余了，浪费了手刹对于斜坡起步的帮助这一基本功能。

目前，国内关于电子驻车制动技术的研究成果较小，还处于试验阶段，国际上已经起步，几乎所有大型汽车制造商都在研制开发此类线控技术的相关产品。EPB与传统的驻车制动系统有着极大的差别，其执行和控制机构需要完全的重新设计。其执行机构需要能够把电动机的转速平稳转化为制动蹄块的屏东、需要能够减速增矩、需要能够自行补偿由于长期工作而产生的制动间隙等，而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑，是整个EPB系统中非常重要的组成部分;其控制部分也要求能够精确控制电动机的转速和转角从而快速响应驾驶员。