朱寶寅 由佳

摘 要：電子駐車英文縮寫為EPB，是指由電子控制方式實現(xiàn)停車制動的技術(shù)，將行車過程中的臨時制動和停車后的長時制動功能整合在一起，由電子控制方式實現(xiàn)停車制動的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)手剎制動系統(tǒng)相比具備以下優(yōu)勢：舒適方便、節(jié)約空間、可自診斷、安全可靠。本文主要從EPB制動鉗構(gòu)成、功能及設(shè)計方面進行講述。

關(guān)鍵詞：EPB；制動鉗；軟件；硬件；設(shè)計

概述：美國天合汽車集團首先開發(fā)汽車電子駐車制動系統(tǒng)，使車輛駐車控制更加的便捷與安全，同時可以與車輛上的其他電子控制系統(tǒng)相協(xié)同工作，使得汽車更加的智能化。傳統(tǒng)汽車已然不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨?，?yīng)用更多人性化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的汽車將會成為人們關(guān)注的焦點。

1 EPB制動鉗基本構(gòu)成

EPB制動鉗總成由電控傳動總成和鉗體組件總成兩部分組成，其中電控傳動總成主要是為了提供驅(qū)動動力源、實現(xiàn)減速增扭之目的；而鉗體組件則將電機經(jīng)減速機構(gòu)傳遞過來的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，從而推動活塞前進夾緊制動盤實現(xiàn)駐車制動功能，如下圖所示：

2 EPB制動鉗功能

2.1駐車制動

2.1.1此功能與傳統(tǒng)手剎類似：手動模式時，拉起駐車按鈕完成駐車，按下按鈕駐車解除；自動控制模式下，發(fā)動機熄火后，通過整車CAN與該系統(tǒng)電控單元聯(lián)合控制電機，對左右后制動鉗實施制動。

2.1.2駐車制動釋放條件：點火開關(guān)打開并且施加制動力（約10bar），不同廠商標(biāo)定策略略有不同。

2.2動態(tài)緊急制動

如果制動踏板功能發(fā)生故障或制動管路異常，可通過動態(tài)緊急制動功能強力制動住車輛。電子駐車制動系統(tǒng)作為緊急制動時，具備防抱死功能，較傳統(tǒng)手剎更具安全性。

2.3輔助起步

2.3.1先決條件：駕駛員側(cè)車門關(guān)閉； 系好安全帶；發(fā)動機運轉(zhuǎn)。

2.3.2所需參數(shù)：傾斜角度；發(fā)動機扭矩；加速踏板位置；離合器踏板位置；行車方向。

2.3.3釋放制動：前進力矩大于阻礙力矩。

2.3.4當(dāng)啟動電子駐車制動系統(tǒng)時，動態(tài)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。

2.4間隙自調(diào)整

盤片間隙調(diào)整一般在車輛靜止時周期進行。當(dāng)行駛距離每超過1000Km，而且電子駐車制動沒有被應(yīng)用時，間隙調(diào)整自動進行。

3 EPB制動鉗設(shè)計內(nèi)容

3.1運算系統(tǒng)設(shè)計（硬件/軟件）包括數(shù)據(jù)采集、讀取，容錯控制，控制策略識別，電路、軟件設(shè)計。

3.1.1.1 EPB系統(tǒng)中涉及到的傳感器有：車輪速度傳感器、踏板行程傳感器、駐車坡度傳感器等。

3.1.1.2線控系統(tǒng)必須具有容錯能力使之不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效。容錯控制技術(shù)方法包括硬件冗余方法、解析冗余方法。

3.1.1.3總線技術(shù)：CAN總線網(wǎng)絡(luò)用于各電控單元之間的信息交換、車載故障診斷等。

3.2控制策略設(shè)計

①常規(guī)駐車制動控制策略

②輔助應(yīng)急制動控制策略

③智能自動駐車控制策略

④智能自動解鎖控制策略

對于各種不同的狀況，電子控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的控制策略程序來控制駐車系統(tǒng)的工作，從而達到電子手剎系統(tǒng)所需求的功能

3.3網(wǎng)絡(luò)和硬件設(shè)計

3.3.1網(wǎng)絡(luò)硬件根據(jù)CAN（控制器局域網(wǎng)協(xié)議）將EPB控制節(jié)點與ECU節(jié)點進行布線設(shè)計。

3.3.2CAN網(wǎng)絡(luò)上的采集節(jié)點ECU采集車速脈沖、發(fā)動機轉(zhuǎn)速脈沖、離合器輸入、行車制動踏板等輸入信號，并計算車速及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)。

3.4硬件電路設(shè)計

3.4.1各傳感器節(jié)點電路設(shè)計、電源電路設(shè)計、復(fù)位電路設(shè)計、CAN總線接口電路設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計等。

3.4.2硬件電路以模塊化的方式進行開發(fā)設(shè)計，避免各采集電路之間相互干擾，可提高整體抗干擾能力和系統(tǒng)可維修性，易于日后系統(tǒng)功能擴展，利于更好的與ESP系統(tǒng)兼容。

3.5軟件程序設(shè)計

3.5.1過程可以通過兩種途徑實現(xiàn)：手工編程和仿真測試。

3.5.2軟件程序主要包括兩大部分：系統(tǒng)主程序和CAN通訊程序；編程工具：C語言、MATLAB軟件等。

3.6制動鉗設(shè)計

矩形槽設(shè)計是制動鉗的核心技術(shù)，矩形槽的尺寸大小、倒角設(shè)計以及矩形圈與活塞過盈量大小決定了制動鉗活塞回位量的大小、需液量大小、拖滯力大小及密封效果和使用壽命。矩形槽的加工均為制動鉗生產(chǎn)商設(shè)計的成型刀具，無法在直接刀具制作企業(yè)購買。

3.7執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計

執(zhí)行機構(gòu)一般有3種類型：

①行星齒輪式執(zhí)行器，基本結(jié)構(gòu)：大齒輪、行星輪、太陽輪；優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕；缺點：中心軸磨損較大、系統(tǒng)在駐車時存在輕微的齒輪嚙合轉(zhuǎn)動聲音。

②少齒差斜盤式執(zhí)行器，基本結(jié)構(gòu)：大齒輪、斜盤、輸出齒輪；優(yōu)點：傳動比較大、結(jié)構(gòu)簡單；缺點：系統(tǒng)受力不均勻、振動大、存在嘎嘎異響、齒面接觸面積小、齒輪易磨損。

③蝸輪蝸桿式執(zhí)行器，基本結(jié)構(gòu)：蝸輪、滾珠絲杠；優(yōu)點：傳動比大、傳動效率高傳動平穩(wěn)、噪聲?。蝗秉c：系統(tǒng)復(fù)雜、成本高。

在確保減速機構(gòu)與推動機構(gòu)可靠性、噪聲控制前提下，綜合考慮與制動鉗的匹配是設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)控制的關(guān)鍵。

3.8試驗設(shè)計與實施

試驗是制動鉗研發(fā)過程中的重要工具，也是生產(chǎn)和質(zhì)量問題分析的關(guān)鍵驗證手段，在制動鉗開發(fā)過程中需要對制動鉗樣件進行大量的試驗驗證。EPB制動鉗試驗設(shè)計主要參考虛擬環(huán)境策略觸發(fā)、模擬硬件/軟件的功能和性能試驗。

4結(jié)束語

電子駐車制動系統(tǒng)是車輛系統(tǒng)應(yīng)用中人性化、智能化的又一體現(xiàn)， EPB系統(tǒng)正在汽車行業(yè)逐步推廣和應(yīng)用。自動化、智能化、新能源、無人駕駛等技術(shù)創(chuàng)新已然成為眾多車企產(chǎn)品的賣點，汽車是人們“移動的家”，為更好的滿足人性化需求，需要諸如EPB、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)去填充我們的“家”。