電子駐車制動系統對整車油耗的影響研究

林光鐘 陳水民

摘要：隨著社會與經濟的發展，汽車已經成為了一種較為普遍的交通工具。為確保出行安全，簡化行駛操作步驟，提升駕車舒適性，汽車領域開始廣泛地應用電子技術，例如電子駐車制動系統。該系統能夠提升汽車性能與安全性，降低汽車油耗，對汽車的發展而言具有重要意義。筆者將從電子駐車制動系統的概念入手，分析其組成與技術支撐依據，以期有利于汽車行業地長久發展。

關鍵詞：電子駐車制動系統；整車油耗；影響

電子駐車制動系統隸屬于汽車駐車制度系統的范疇，它英文名稱為Electrical Parking Brake，簡稱EPB，它還可以理解為是一種通過電子控制而完成汽車駐車制動的技術。相關數據表明，電子駐車制動系統在油耗、制動、操作方面具有明顯優勢，將來勢必會取代現有的駐車制動系統。下文將稱呼電子駐車制動系統為EPB。

EPB操作簡單、車內空間占用比傳統駐車制動系統小、駐車更可靠、降低意外事故發生率以及與其他功能模塊兼容性更高的特點，能夠有效避免車輪在緊急制動時因抱死而發生甩尾情況。其實，EPB系統還有一個經常被人們忽視的優勢：降低汽車油耗。筆者從EPB的概念和實驗數據入手，研究EPB系統在油耗方面的優勢。

1 EPB與傳統駐車制動系統的組成及運作原理

1.1 EPB系統的電控單元

EPB大致可分為三部分：電控單元（ECU）、駐車制動開關、以及執行機構（EPB卡鉗）。其中，電控單元是EPB的ECU，它能夠將不同傳感器發出的制動踏板信號、駐車開關信號、擋位信號、點火開關信號、離合位置信號通過CAN總線進行采集與處理，并將指令傳遞給駐車執行機構。電控單元根據布置的不同可分為兩種模式：與ESC模塊集成的模式和獨立式。

1.2 EPB執行機構的組成和運行原理

EPB執行機構組成部分分為電機齒輪驅動機構和常規制動卡鉗部分。其中，電機齒輪驅動機構又可分為齒輪減速機構、驅動電機、和傳動機構，主要體現駐車制動功能，其作用與以往的機械拉臂式結構驅動活塞類似，而常規制動卡鉗部分則分為卡鉗支架、卡鉗缸體、摩擦片以及活塞等，主要用于汽車行車制動。

駐車流程如下：首先，EPB系統ECU向EPB執行機構傳遞駐車信息指令，接著驅動電機進入運作狀態，讓活塞在傳動機構和齒輪減速機構的運動下推動摩擦塊移動，對制動盤形成制動力，減小行車速度直到駐車完成。解除駐車狀態，EPB系統ECU向EPB執行機構傳遞解除信號，而后驅動電機再次進入運作模式，讓活塞在傳動機構和齒輪減速機構帶動下反向運動，直到駐車制動力完全消失。

1.3傳統駐車制動系統的組成和運作原理

駐車拉索、駐車制動手柄以及駐車制動器是傳統駐車制動系統的主要組成部分。駐車時，駕駛員會通過制動手柄讓駐車制動器接受到駐車拉索傳來的制動力，讓車速減緩，實現駐車。接觸駐車時，駐車制動手柄被釋放，駐車制度器和駐車拉索會在回位彈簧的作用下回到原位，駐車解除。

駐車制動系統在GB7258-2012《機動車運行安全技術條件》內容規定下需滿足下面三個條件。

（1）駐車時駐車手柄受地力需在400N之內；

（2）車輛最大駐車坡度要在20%以上；

（3）滿足3/4L≥LS。根據該公式，操作裝置中產生的制動效能要占三分之二，確保儲備行程充足，與此同時，在全行程的75%以內中，駐車機構能通過自動裝置進行調整，確定制動效能符合標準。

其中，L為駐車制動操縱機構總行程，而LS為駐車拉索總行程。

拉索總行程：LS=S1+S2+S3

操縱機構總行程：L=α/180·180·π·（R1+R2）

操縱機構總行程方程式中，R1 R2均代表半徑數據，前者代表導線圈后者代表拉索鋼絲，α為操縱手柄轉角。在拉索總行程方程式中，S1、S2、代表拉索前段與后段的變形量，而S3代表駐車制動器拉桿移動量。

以往駐車制動系統若想符合上述標準，汽車裝配結束后需要對系統松緊進行調整，為確保行程實現預期目標，拉索要確保在預緊張狀態。

2 EPB與整車油耗之間的關聯

2.1整車油耗因制動阻滯力對車輛的影響

影響整車油耗情況的因素主要為車輛阻力、整車重量、發動機消耗，其中車輛阻力還分為制動阻滯力和風阻等。制動阻滯力是指變速器處于空擋狀態，駐車制動裝置與行車都處于釋放狀態時作用于車輪前進的力。通常，車輛阻力會隨著制動組滯力的增大而增大，這也就意味著油耗的增多。對制動阻滯力進行考核是為了確定制動器是否存在問題，對整車油耗造成不利影響。一般而言，制動器總成、輪轂總成、半軸總成是決定制動阻滯力大小關鍵因素。而我國規定車輪制動阻滯力必須要控制在輪荷的十分之一以內，一些主機廠為確保車輪的性能會在國際標準上進行提升。

2.2 EPB與傳統駐車系統分別對制動阻滯力的影響

根據EPB運作原理，其駐車制動的實現以電機為動力，通過ECU對執行機構進行控制，在整個駐車制動過程中，EPB都可精準控制摩擦片與制動盤的距離，確保摩擦片的初始位置和回歸位置一致，特別是摩擦片很容易在車輛行駛一定行程后出現磨損，但ECU可以調整制動盤和摩擦片之間的距離，避免制動阻滯力因為制動器而增大，從而控制了整車油耗。傳統駐車制動系統主要構成是駐車拉索、駐車制動器和制動手柄，其中，制動手柄上的調整螺母用來調節制動盤和摩擦片的初始位置。為盡可能地縮短駐車手柄的空行程，駐車拉索會預設到緊張狀態，即駐車制動器呈微抬起形態，不過這些調整工作都是汽車出廠前工人負責的，人為情況下難免會有一定的誤差，若摩擦片與制動盤之間的間隙過小就會加大阻滯力，導致整車油耗增加。

2.3實車阻滯力對比數據

為對比阻滯力在不同駐車制動系統下所受影響的情況，研究整車油耗與駐車制動系統之間的關聯，進行了一次抽樣試驗，對同一車型裝配了兩種駐車制動系統，每個系統樣本為50臺。經過測試后得出，傳統駐車制動系統車輪阻滯力平均值為5.2%，而EPB車輪阻滯力平均值為3.215%。由此可得出，EPB可降低整車油耗。

3結束語

綜上所述，電子駐車制動系統在控制摩擦片和制動盤之間的間隙時更為精確，緊急制動時安全性比較高，而且所占車內空間較小，操作也比較簡單，在一定程度上能夠提升車輛的性能與舒適性，降低整車油耗，具有良好發展空間。

參考文獻：

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