汽車電子與技術論文(2)
汽車電子與技術論文
汽車電子與技術論文篇二
淺談汽車電子駐車制動系統
摘要：汽車電子駐車制動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。本文在對汽車電子駐車制動系統(EPB)研究成果進行分析的基礎上，對EPB系統工作原理、功能及優缺點進行了探討。
關鍵詞：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與進步，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，均被電子油門及能隨外界雨量大小而自我調節的智能雨刮器系統所取代。而傳統機械制動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制動系統(EPB)，只需按下EPB按鈕就能實現駐車制動。EPB系統是指將行車過程中的臨時性緊急制動和停車后的長時性駐車制動功能整合在一起，并且由電子控制方式實現停車制動的技術。
1.電子駐車制動系統(Electrical Park Brake，EPB)定義及特性
電子手剎也就是電子駐車制動系統。電子駐車制動系統(Electrical Park Brake，EPB)是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停車制動的技術。
EPB系統中主要由電控機械制動控制單元、ABS控制單元、后輪制動執行器、離合器位置傳感器、電控機械駐車制動按鈕等部件組成。駕駛者在車輛停下時不需要長時間剎車。啟動自動電子駐車制動的情況下，能夠避免車輛不必要的滑行。
EPB系統采用車載電源，可連續堵轉的力矩電機。其電控機械制動控制單元的作用是執行電控機械駐車制動的所有控制和診斷任務。由接收制動踏板傳感器發出的信號，控制制動器制動;接收車輪傳感器信號，識別車輪是否抱死、打滑等。
它的作用不僅僅是輔助駐車。由于它的智能化制動干預系統，可以實現安全制動以及在坡道起步時提供所需要的制動力。所謂汽車電控機械制動系統就是把原來液壓或者壓縮空氣驅動的部分改為電動機驅動，借以提高響應速度，增加制動效能,同時大大簡化了結構，降低了裝配和維護的難度。
2.EPB系統工作原理
當需要駐車制動時，EPB按鈕被按下，按鈕操作信號反饋給電控單元，電控機械制動控制單元啟動電機。電機通過皮帶和斜盤式齒輪機構驅動絲桿。通過絲桿的旋轉運動，止推螺母沿著絲桿螺紋向前移動。止推螺母與制動器活塞接觸并按壓制動摩擦片。制動摩擦片壓到制動盤上。當發生上述情況后，朝向制動摩擦片的密封圈被擠壓變形。此壓力使得電機的電流升高。在整個制動過程中，電控機械制動控制單元測量電機的電流。如果電流超過了某一特定值，控制單元切斷通往電機的供給電流。當要解除駐車制動時，止推螺母就沿著絲桿自轉旋回。制動器活塞釋放壓力。密封圈的復原而引起制動盤可能的失衡促使制動器活塞回退。制動摩擦片脫離制動盤。后輪制動執行器EPB系統中，電控機械制動控制單元通過一條專用的CAN數據總線與ABS控制單元相聯接。數據通過CAN高電平導線和CAN低電平導線行傳輸。電控機械駐車制動的CAN數據總線是不能單線傳輸的。如果一條CAN導線發生故障，就無法進行數據傳輸。
3.EPB系統功能
下面以大眾車為例，介紹EPB系統可實現的功能有：駐車制動功能、動態起步輔助、動態緊急制動、自動駐車功能。
3.1 駐車制動功能當車輛在小于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。
3.2 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。
3.3 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住車輛。
3.4 自動駐車功能當車輛靜止和車輛起步(前行或倒車)時，自動駐車功能可以用來輔助駕駛員。不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。
4.優缺點探討
EPB系統只會鎖緊后輪，除需甩尾外筆者真想不到在行駛中有拉手剎的需要。而現在行駛過程中如果需要緊急制動，按下手剎按鈕，EPB系統會根據車速選擇適當的制動力保證行駛的安全性，這樣就更加提高了主動的安全性能。電子手剎特別是AUTO HOLD的功能，大大減低了右腳和右手在塞車時的負擔，杜絕了由于力量不夠拉不緊手剎而造成的不便。
EPB系統剎除了在車輛停止時可以啟動外，如果車輛在行駛中長按電子手剎按鈕也可以被啟動。主要是考慮了車輛出現在駕駛員失去控制車輛的能力后無法控制車輛以及剎車失靈等極限狀態。車輛行駛中啟動EPB系統后，車輛可以按照原行駛路線緩慢的減至6km/h，以保證車輛和車內乘客安全。
相比傳統手剎，EPB系統有較高的誤碰率，車輛在行駛過程中短時誤碰電子手剎按鈕，也會對車輛的駕駛產生部分不良影響，造成后輪的短時抱死。但在駕駛中人的腳多數都放在油門上，而當車主踩油門的時候電子手剎會被解除，因此不會對駕駛造成很大的影響。另外由于在車輛行駛中啟動電子手剎可在車輛發生極限情況下保證車輛行駛的安全，因此將電子手剎按鈕設計在一個可以被副駕駛或者后排乘客接觸到的地方也在一定程度上提高車輛的行駛安全性。
EPB系統是一個機電系統，可以與其他電子控制系統一起由一個電控單元集中統一控制，實現各種不同要求的控制功能。在汽車安全性或舒適度方面，EPB在泊車、駐車(尤其是坡道起步包括下坡)的時候對駕駛員都有很大的幫助，在提高汽車安全性、可靠性和集成度方面有很大優勢。EPB會成為以后的發展趨勢。但是車輛裝載EPB系統在我國剛剛處于起步階段，也有其自身需要解決的問題，只有解決了一些制約EPB制動器發展的關鍵性問題，才能得到越來越廣泛的發展和應用。
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