電子駐車制動系統對整車油耗的影響

寧忠麟

（上汽通用五菱汽車股份有限公司技術中心，廣西 柳州545007）

電子駐車制動系統對整車油耗的影響

寧忠麟

（上汽通用五菱汽車股份有限公司技術中心，廣西 柳州545007）

隨著人們對汽車舒適性和操縱方便性要求的提高，電子技術在汽車領域的應用越來越廣泛，而電子駐車制動系統使駕駛員駐車操縱更方便、穩定和安全。其在微車上的應用是符合微車發展方向的，對其研究增加技術儲備，并為電子駐車制動系統在微車上的應用提供技術支撐和依據。

駐車制動；阻滯力；油耗

電子駐車制動系統（EPB：Electrical Parking Brake）是指由電子控制方式實現駐車制動的技術。它是駐車制動系統的一類，也是汽車駐車制動系統的發展方向。本文介紹了電子駐車制動系統的結構、原理以及其對整車油耗的影響。

與傳統駐車制動系統相比，EPB具有駐車方便、可靠，可以防止意外的釋放，操作輕便，而且響應迅速，占用車內空間較小的特點，更方便其他功能模塊的布置。作為緊急制動時可靠穩定，可防止車輪抱死而出現車輪甩尾的情況等優點。除了以上所述，還有一點較易被忽略，那就是EPB系統對整車油耗的影響。本文從EPB的工作原理和某車型的實車測試驗證，分析EPB系統對整車油耗的影響。

1 EPB和傳統駐車系統的結構和工作原理

1.1 EPB系統構成

如圖1所示，EPB主要包括駐車制動開關、電控單元（ECU）和執行機構（EPB卡鉗）。電控單元主要是指電子駐車制動系統ECU，它通過CAN總線傳輸信號，對各傳感器采集來的駐車開關信號、制動踏板信號、點火開關信號、擋位信號、離合位置信號等進行處理并輸出指令給駐車執行機構。按布置分，電控單元可分為獨立式和集成式（與ESC模塊集成）。

圖1 EPB系統構造示意圖

1.2 EPB執行機構的結構及工作原理

如圖2所示，EPB執行機構主要由常規制動卡鉗部分（包括卡鉗缸體、卡鉗支架、活塞和摩擦片等）和電機齒輪驅動機構（包括驅動電機、齒輪減速機構和傳動機構）組成。常規卡鉗部分實現行車制動器的功能，而電機齒輪驅動機構則代替傳統的機械拉臂式結構驅動活塞實現駐車功能。

圖2 EPB執行機構示意圖

當EPB執行機構接收到EPB系統ECU發出的駐車信號時，驅動電機工作，通過齒輪減速機構和傳動機構后，推動活塞向前運動，從而推動摩擦塊向前運動直至摩擦塊壓緊制動盤達到足夠駐車制動力后，傳動機構自鎖最終實現駐車。當EPB執行機構接收到EPB系統ECU發出的解除駐車信號時，驅動電機反轉，通過齒輪減速機構和傳動機構帶動活塞往后運動，解除駐車。

1.3 傳統駐車系統的結構及工作原理

如圖3所示，傳統的駐車制動系統由駐車制動手柄、駐車拉索和駐車制動器組成[1-2]。當駕駛員有駐車示意圖，操縱駐車制動手柄，通過駐車拉索將力傳遞到駐車制動器，使車輛駐車。當駕駛員解除駐車時，釋放駐車制動手柄，在回位彈簧作用力下，拉索及駐車制動器回到原位，解除駐車。

圖3 傳統駐車系統構造示意圖

GB 7258-2012《機動車運行安全技術條件》中對駐車制動系統的要求如下：

（1）車輛最大駐車坡度不小于20%.

（2）駕駛員手操縱駐車手柄的力不大于400 N.

（3）操縱裝置應有足夠的儲備行程，一般應在操縱裝置三分之二內產生規定的制動效能，駐車機構裝有自動調節裝置時允許在全行程的四分之三以內達到規定制動效能[3]，即L≥LS.

式中：L為駐車制動操縱機構總行程；LS為駐車拉索總行程。

拉索總行程：LS=S1+S2+S3

上式中：α為操縱手柄轉角；R1為導線圈半徑；R2為拉索鋼絲半徑；S1為前段拉索變形量；S2為后段拉索變形量；S3為駐車制動器拉桿移動量。

為了滿足上述要求，傳統駐車制動系統必須在裝配后調節整個系統的松緊，一般情況下為了滿足行程要求，拉索調節到預張緊狀態。

2 EPB對整車油耗的影響

2.1 制動阻滯力對整車油耗的影響

制動阻滯力，又名車輪阻滯力，是指行車和駐車制動裝置處于完全釋放狀態，變速器處于空擋時，驅動車輪所需的作用力。而整車油耗的影響因素包括發動機的消耗、整車重量和車輛阻力，其中車輛阻力包括風阻、制動阻滯力等。制動阻滯力越大，車輛阻力越大，整車油耗也會隨之上升[4-6]。考核制動阻滯力目的是了解制動器是否拖滯，導致整車油耗上升，制動阻滯力大小取決于輪轂總成、制動器總成和半軸總成等，國家標準要求各車輪的制動阻滯力必須小于等于該輪輪荷的10%，為了提高整車的經濟性，某些主機廠的內控要求甚至比國標更嚴格。

2.2 EPB和傳統駐車系統對制動阻滯力的影響

由上述EPB工作原理得知，EPB執行機構的工作和回位是由ECU控制，電機驅動的。所以無論是在初始位置，還是解除制動后的回位，都能精準控制，使摩擦片與制動盤完全分離，尤其是在車輛行駛了一段時間，摩擦片磨損后，摩擦片與制動盤之間的間隙調整也由ECU精準控制，排除了制動器對制動阻滯力的影響，降低了整車油耗。傳統的駐車系統，駐車制動器與駐車拉索、駐車制動手柄機械連接，摩擦片與制動盤初始位置是由調整駐車制動手柄上的調整螺母，從而使駐車拉索預張緊后決定的，為了保證駐車手柄的空行程盡量小，避免松垮問題，一般都要調整到駐車制動器的拉臂稍微抬起，但是這一系列工作是在總裝車間調整的，每臺車都會存在調整偏差，導致摩擦片與制動盤的間隙不能精準控制，間隙過小時則制動阻滯力增大，導致整車油耗上升。

2.3 實車阻滯力對比

為了進一步確認兩種駐車制動系統對阻滯力的影響，從而確認其對整車油耗的影響，抽取同一車型，裝配不同駐車制動系統的各50臺車作為樣本，測試各輪阻滯力，如圖4所示，EPB車輪阻滯力平均值為3.215%，而傳統駐車制動系統車輪阻滯力平均值為5.2%，兩者相差2%.

3 結束語

電子駐車制動系統操作輕便，可以節省車內布置空間，作為緊急制動時具有較強穩定性，通過本文分析，還可知道電子駐車制動系統可以精確控制卡鉗活塞回位量，使摩擦片和制動盤完全分離，降低輪端制動阻滯力，從而降低整車燃油消耗。

[1]陳家瑞 ．汽車構造（下）[M]．北京：機械工業出版社，2000

[2]李春明．現在汽車底盤技術[M]．北京：北京理工大學出版社，2008.

[3]GB 7258-2012.機動車運行安全技術條件[S].北京：中國標準出版社，2012.

[4]Formentin，Simone，Novarra，Carlo，Sergio M.A.New Brake Control System Design and Test[J].IEEE-ASME TRANSAC TIONS ON ECHATRONICS，2015：126-130.

[5]Harris T A.Rolling Bearing Analysis[M].New York：John Wiley and Sons，1984.

[6]趙志勇，朱坤玉.汽車手制動護套與拉桿之間的裝配力測量[J].客車技術與研究，2010，32（5）：53-55.

Electical Parking Brake System’s Impact on Vehicle Fuel Consumption

NING Zhong-lin
（Technical Development Center，SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

As people improve the requirement of comfort and convenience for manipulation，more and more widely applied in the field of electronic technology in the car，and electrical parking brake system is handy to control，and more immobile，and more safty.It’s conform to the develop direction of minicars，so if we study it，we can accumulation technology and provide technical support and basis when widely applied in the car.

parking brake；wheel drag；oil weal

U467.4

A

1672-545X（2017）08-0211-03