浅析电控机械驻车制动系统

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为了提高驻车制动的响应速度，防止溜车，确保驻车安全，以及为汽车提供坡道起步时所需的制动力，汽车电控机械驻车制动系统（EPB）的应用日渐普及。该系统将行车过程中的临时紧急制动和停车后的长时驻车制动功能整合在一起，把传统的驻车系统改为电机驱动，驾驶员只需按下按钮就能实现驻车制动。对于这一新技术，很多维修工还不太了解，本文将以大众汽车为例对电控机械驻车制动系统的组成及工作原理进行介绍，并对电控机械制动系统的应用前景（EMB）做了展望。

一、电控机械驻车制动系统的组成

电控机械驻车制动系统主要由电控机械制动控制单元、ABS控制单元、后轮制动执行器、离合器位置传感器、电控机械驻车制动按钮等部件组成（见图1）。

1 电控机械驻车制动控制单元

电控机械驻车制动控制单元J540位于车内的中央通道上，电控机械驻车制动系统的所有控制和诊断任务都在此处进行。该控制单元有2个处理器，并通过一条专用的CAN数据总线与ABS控制单元相连接。在该控制单元中还集成了一个传感器单元，它由横向加速度传感器、纵向加速度传感器以及偏转率传感器组成。来自传感器单元的信号被应用于电控机械驻车制动和电子车身稳定装置（ESP）控制功能，同时该传感器单元还利用纵向加速度传感器信号来计算倾斜角度。

2 后轮制动执行器

后轮制动执行器是电控机械定位单元，其集成在后轮的制动钳上，借助一个电机、一套多级齿轮机构和一个丝杆传动装置运行，将“启动驻车制动”的指令转化为所需要的力，从而使制动摩擦片与制动盘接触。制动钳电机丝杆是一个自动锁止结构，一旦启动电控驻车制动系统，即使没有供给电流，制动钳电机丝杆也会保持锁止。

3 离合器位置传感器

手动挡车上装有离合器位置传感器（见图2），该传感器用于监测离合器踏板的动作。离合器位置传感器的信号被用于启动发动机和关闭巡航控制系统，以短暂地减少燃油喷射量，并在换挡过程中计算驻车制动的最佳解除点以及防止发动机振动

4 电控驻车制动按钮和自动驻车按钮

电控驻车制动系统通过电控驻车制动按钮来启动和关闭电控驻车制动功能。在驾驶员关闭车门，系好安全带，启动发动机后才可以使用自动驻车按钮来启动和关闭自动驻车功能。

5 电控机械驻车制动系统指示灯

组合仪表和相应按钮上的指示灯用于显示电控机械驻车制动系统的工作状态。

（1）电控机械驻车制动按钮指示灯

电控驻车制动系统指示灯位于电控驻车制动按钮上。当提起该按钮时，指示灯亮起并启动驻车制动系统，30s后指示灯熄灭。

（2）仪表制动系统指示灯

仪表制动系统指示灯位于组合仪表上。当启动驻车制动系统时，指示灯亮起，并在30s后熄灭。

（3）电挖机械驻车制动故障信号灯

电控机械驻车制动故障信号灯位于组合仪表上。如果制动系统发生故障，该黄色信号灯亮起。

（4）自动驻车指示灯

自动驻车指示灯位于自动驻车按钮上。当按下按钮时，指示灯亮起，并启动自动驻车功能。

二、电控机械驻车制动系统的原理

图3为电控机械驻车制动系统的工作原理。当需要驻车制动时，按下电控机械驻车制动按钮后，按钮操作信号会反馈给电控单元，随之电控单元会启动电机。电机通过皮带和斜盘式齿轮机构驱动丝杆，同时止推螺母通过丝杆的旋转运动，沿着丝杆螺纹向前移动，止推螺母与制动器活塞接触并按压制动摩擦片到制动盘上。当上述过程完成后，面向制动摩擦片的密封圈被挤压变形，此压力使电机的电流升高。在整个制动过程中，电控机械制动控制单元测量电机的电流，如果电流超过某一特定值，控制单元就会切断通往电机的供给电流。当要解除驻车制动时，止推螺母就会沿着丝杆自转旋回，密封圈的复原引起制动盘的失衡，促使制动器活塞回退，制动摩擦片脱离制动盘。在后轮制动执行器电控机械驻车制动系统中，电控机械制动控制单元通过一条专用的CAN数据总线与ABS控制单元相连接，数据通过CAN高电平导线和CAN低电平导线进行传输。电控机械驻车制动的CAN数据总线是不能单线传输的，只要一条CAN导线发生故障，便无法进行数据传输。

霍尔传感器1是一个数字传感器。它将电压信号发送到发动机控制单元，该信号用于关闭巡航控制系统；霍尔传感器2是一个模拟传感器。它将一个频宽可调脉冲信号（PWM信号）发送给电控机械驻车制动控制单元，这样就能监测到离合器踏板的准确位置，控制单元就可以在动态起步时计算出驻车制动的最佳解除时间点；霍尔传感器3是一个数字传感器。它将电压信号发送给车载电网控制单元，控制单元监测离合器踏板是否被踩下。仅在踩下离合器踏板后，才可启动发动机互锁功能。

三、电控机械驻车制动系统的功能

当车辆在坡度小于30%的坡道上驻车时，电控驻车制动系统能确保制动车辆。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（即静止状态），电控机械制动控制单元会启动两个后轮驻车制动电机，即使关闭了点火开关，也可在任何时候启动电控驻车制动系统。只有在点火开关打开，同时踩下制动踏板并按下电控驻车制动按钮时才能解除电控驻车制动。

1 动态起步辅助功能

动态起步辅助功能是当启动电控机械驻车制动系统时，车辆即使在坡道上起步也不会振动或溜车。通过电控机械制动控制单元判断车辆的传动扭矩是否大于车辆的行驶阻力，后车轮就可以自动解除驻车制动，车辆起步时就不会溜车。

2 动态紧急制动

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。当提起电控驻车制动按钮并保持这一状态时，就可以约6m/s2的加速度对行驶中的车辆进行制动。此时警告音会响起，且制动灯亮起。如果车速高于7km/h，电控机械驻车系统通过ABS在4个车轮上产生液压制动压力，执行动态紧急制动功能。在制动过程中ABS/ESP根据驾驶工况控制制动过程，可确保车辆平稳制动。如果在车速低于7km/h时，按下电控驻车制动按钮，就会自动启动后轮的驻车制动电机。