电子驻车制动系统对整车油耗的影响研究

林光钟 陈水民

摘要：随着社会与经济的发展，汽车已经成为了一种较为普遍的交通工具。为确保出行安全，简化行驶操作步骤，提升驾车舒适性，汽车领域开始广泛地应用电子技术，例如电子驻车制动系统。该系统能够提升汽车性能与安全性，降低汽车油耗，对汽车的发展而言具有重要意义。笔者将从电子驻车制动系统的概念入手，分析其组成与技术支撑依据，以期有利于汽车行业地长久发展。

关键词：电子驻车制动系统；整车油耗；影响

电子驻车制动系统隶属于汽车驻车制度系统的范畴，它英文名称为Electrical Parking Brake，简称EPB，它还可以理解为是一种通过电子控制而完成汽车驻车制动的技术。相关数据表明，电子驻车制动系统在油耗、制动、操作方面具有明显优势，将来势必会取代现有的驻车制动系统。下文将称呼电子驻车制动系统为EPB。

EPB操作简单、车内空间占用比传统驻车制动系统小、驻车更可靠、降低意外事故发生率以及与其他功能模块兼容性更高的特点，能够有效避免车轮在紧急制动时因抱死而发生甩尾情况。其实，EPB系统还有一个经常被人们忽视的优势：降低汽车油耗。笔者从EPB的概念和实验数据入手，研究EPB系统在油耗方面的优势。

1 EPB与传统驻车制动系统的组成及运作原理

1.1 EPB系统的电控单元

EPB大致可分为三部分：电控单元（ECU）、驻车制动开关、以及执行机构（EPB卡钳）。其中，电控单元是EPB的ECU，它能够将不同传感器发出的制动踏板信号、驻车开关信号、挡位信号、点火开关信号、离合位置信号通过CAN总线进行采集与处理，并将指令传递给驻车执行机构。电控单元根据布置的不同可分为两种模式：与ESC模块集成的模式和独立式。

1.2 EPB执行机构的组成和运行原理

EPB执行机构组成部分分为电机齿轮驱动机构和常规制动卡钳部分。其中，电机齿轮驱动机构又可分为齿轮减速机构、驱动电机、和传动机构，主要体现驻车制动功能，其作用与以往的机械拉臂式结构驱动活塞类似，而常规制动卡钳部分则分为卡钳支架、卡鉗缸体、摩擦片以及活塞等，主要用于汽车行车制动。

驻车流程如下：首先，EPB系统ECU向EPB执行机构传递驻车信息指令，接着驱动电机进入运作状态，让活塞在传动机构和齿轮减速机构的运动下推动摩擦块移动，对制动盘形成制动力，减小行车速度直到驻车完成。解除驻车状态，EPB系统ECU向EPB执行机构传递解除信号，而后驱动电机再次进入运作模式，让活塞在传动机构和齿轮减速机构带动下反向运动，直到驻车制动力完全消失。

1.3传统驻车制动系统的组成和运作原理

驻车拉索、驻车制动手柄以及驻车制动器是传统驻车制动系统的主要组成部分。驻车时，驾驶员会通过制动手柄让驻车制动器接受到驻车拉索传来的制动力，让车速减缓，实现驻车。接触驻车时，驻车制动手柄被释放，驻车制度器和驻车拉索会在回位弹簧的作用下回到原位，驻车解除。

驻车制动系统在GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》内容规定下需满足下面三个条件。

（1）驻车时驻车手柄受地力需在400N之内；

（2）车辆最大驻车坡度要在20%以上；

（3）满足3/4L≥LS。根据该公式，操作装置中产生的制动效能要占三分之二，确保储备行程充足，与此同时，在全行程的75%以内中，驻车机构能通过自动装置进行调整，确定制动效能符合标准。

其中，L为驻车制动操纵机构总行程，而LS为驻车拉索总行程。

拉索总行程：LS=S1+S2+S3

操纵机构总行程：L=α/180·180·π·（R1+R2）

操纵机构总行程方程式中，R1 R2均代表半径数据，前者代表导线圈后者代表拉索钢丝，α为操纵手柄转角。在拉索总行程方程式中，S1、S2、代表拉索前段与后段的变形量，而S3代表驻车制动器拉杆移动量。

以往驻车制动系统若想符合上述标准，汽车装配结束后需要对系统松紧进行调整，为确保行程实现预期目标，拉索要确保在预紧张状态。

2 EPB与整车油耗之间的关联

2.1整车油耗因制动阻滞力对车辆的影响

影响整车油耗情况的因素主要为车辆阻力、整车重量、发动机消耗，其中车辆阻力还分为制动阻滞力和风阻等。制动阻滞力是指变速器处于空挡状态，驻车制动装置与行车都处于释放状态时作用于车轮前进的力。通常，车辆阻力会随着制动组滞力的增大而增大，这也就意味着油耗的增多。对制动阻滞力进行考核是为了确定制动器是否存在问题，对整车油耗造成不利影响。一般而言，制动器总成、轮毂总成、半轴总成是决定制动阻滞力大小关键因素。而我国规定车轮制动阻滞力必须要控制在轮荷的十分之一以内，一些主机厂为确保车轮的性能会在国际标准上进行提升。

2.2 EPB与传统驻车系统分别对制动阻滞力的影响

根据EPB运作原理，其驻车制动的实现以电机为动力，通过ECU对执行机构进行控制，在整个驻车制动过程中，EPB都可精准控制摩擦片与制动盘的距离，确保摩擦片的初始位置和回归位置一致，特别是摩擦片很容易在车辆行驶一定行程后出现磨损，但ECU可以调整制动盘和摩擦片之间的距离，避免制动阻滞力因为制动器而增大，从而控制了整车油耗。传统驻车制动系统主要构成是驻车拉索、驻车制动器和制动手柄，其中，制动手柄上的调整螺母用来调节制动盘和摩擦片的初始位置。为尽可能地缩短驻车手柄的空行程，驻车拉索会预设到紧张状态，即驻车制动器呈微抬起形态，不过这些调整工作都是汽车出厂前工人负责的，人为情况下难免会有一定的误差，若摩擦片与制动盘之间的间隙过小就会加大阻滞力，导致整车油耗增加。

2.3实车阻滞力对比数据

为对比阻滞力在不同驻车制动系统下所受影响的情况，研究整车油耗与驻车制动系统之间的关联，进行了一次抽样试验，对同一车型装配了两种驻车制动系统，每个系统样本为50台。经过测试后得出，传统驻车制动系统车轮阻滞力平均值为5.2%，而EPB车轮阻滞力平均值为3.215%。由此可得出，EPB可降低整车油耗。

3结束语

综上所述，电子驻车制动系统在控制摩擦片和制动盘之间的间隙时更为精确，紧急制动时安全性比较高，而且所占车内空间较小，操作也比较简单，在一定程度上能够提升车辆的性能与舒适性，降低整车油耗，具有良好发展空间。

参考文献：

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[2]黄翅.电子机械式驻车系统的工作原理与故障诊断[J].中国战略新兴产业，2017（44）：125.