《汽车底盘电控系统》-学习任务3.3 电子驻车制动系统

本学习任务的目标【思政目标】引导学生保持良好的安全驾驶习惯，树立交通安全意识；培养学生解决问题的创新思维能力。

【任务目标】能正确讲述电子驻车制动系统的作用和类型；能正确描述电子驻车制动系统的组成及主要零部件的工作原理；能正确识读和分析电子驻车制动系统电路图。【学习重点】电子驻车制动系统主要零部件的工作原理；识读和分析电子驻车制动系统电路图。知识准备一、电子驻车制动系统概述二、卡钳集成式EPB系统的组成及工作原理1．离合器位置传感器G476 2．电子驻车制动按钮3．自动驻车按钮（或称AUTOHOLD按钮） 4．指示灯5．电子驻车制动控制单元 6．后车轮制动执行器7．电子驻车制动系统的制动控制过程三、上海途观汽车电子驻车制动系统电路图一、电子驻车制动系统概述驻车制动系统习惯上称为手刹，用于保持停驶后的车辆在原地不动。早期：机械式的，靠驾驶员拉起驻车制动手柄（或脚踏驻车制动踏板）来实施驻车制动。现在：采用电子驻车制动系统（EPB，ElectricalParkBrake）又称为电子手刹，它采用一个电子按钮取代驻车制动手柄（或驻车制动踏板），从而简化了操纵机构。课程思政点当停车后，一定要记得拉上手刹。否则，车辆会发生溜车，容易引发交通事故。目前交通事故造成的死亡人数占各种事故的90%以上，对人类的危害已远远超过了地震、洪水、火灾这些可怕的灾难。而发生交通事故的重要原因之一，是缺乏交通安全意识。交通安全意识不仅关系到个人的生命和安全，同时也是尊重他人生命的体现，是构筑和谐社会的重要因素。因此不管我们是作为驾驶员，还是行人，都要明白安全行车的重要性，增强交通安全意识。电子驻车制动系统的类型主要有两种形式，一种是拉线式EPB系统，另一种是卡钳集成式EPB系统。拉线式EPB系统保留了传统的机械式驻车制动系统拉线，是最早应用的一种过渡产品，在汽车上的应用较少。电子驻车制动系统的类型主要有两种形式，一种是拉线式EPB系统，另一种是卡钳集成式EPB系统。卡钳集成式EPB系统目前在汽车上应用最多制动电动机集成到了左右制动钳上，电控单元和制动电动机直接通过导线连接。注意：当EPB系统断电，但需要解除驻车时，需用专门的释放工具释放驻车。电子驻车制动系统的优点010203车厢内取消了驻车制动手柄（或驻车制动踏板），为整车内饰造型的设计提供了更大的发挥空间。停车制动由一个电子按钮来完成，简单省力，降低了驾驶员的操作难度。EPB系统不仅能够实现静态驻车，静态释放驻车等基本功能，还额外增加了很多新的功能，例如，自动驻车和动态驻车，这些新功能的增加给驾驶员带来更大的便利。自动驻车功能自动驻车（AUTOHOLD）功能：使驾驶员在车辆停下时自动驻车，能避免车辆不必要的滑行。简单来说，就是车辆停下时，自动拉手刹。起步时，轻点油门即可解除制动。车辆坡道起步时，电控单元计算产生的下滑力，以及需要施加的制动力，并在发动机驱动力增加时，相应的减少制动力。当驱动力足够克服下滑力时，电控单元驱动电动机解除驻车制动，从而实现车辆顺利起步。EPB可以保证车辆在30%的斜坡上安全稳定驻车。电子驻车制动系统的功能驻车制动功能。车速低于7km/h时，通过电子驻车制动按钮实现静态驻车和静态释放功能。动态起步辅助功能。车辆在坡道上起步时，电控单元判断车辆的驱动扭矩大于车辆的行驶阻力时，后轮制动钳自动松开，这样车辆起步时就不会溜车了。动态紧急制动功能。行车时，若不踩制动踏板，通过电子驻车制动按钮，一样可以实现制动功能。自动驻车功能。静止时自动驻车，车辆起步（前行或倒车）时，踩油门，挂挡后自动解除驻车。二、卡钳集成式EPB系统的组成及工作原理组成：离合器位置传感器（手动变速器汽车配置）电子驻车制动按钮自动驻车按钮电子驻车制动控制单元ABS控制单元制动电动机指示灯

等1．离合器位置传感器G476采用的目的：自动变速器由挡位传感器（如多功能开关）检测得到挡位信息。手动变速器的车辆因无此传感器，配置离合器位置传感器后，控制单元分析离合器的位置和离合器踏板动作的速度，计算出动态起步的最佳制动的时刻。安装：离合器位置传感器固定在离合器主缸上作用：用于检测驾驶员是否踩了离合器踏板。1．离合器位置传感器G476工作原理：传感器线路板上集成了3个霍尔传感器。当永久磁铁滑过霍尔传感器时，产生相应的信号并传递给相应的控制单元。1．离合器位置传感器G476霍耳传感器1的数字信号发送到发动机控制单元，控制单元根据此信号关闭定速巡航装置霍耳传感器2的模拟信号发送到电子驻车制动控制单元，以准确识别离合器踏板位置。这样在动态起步时，控制单元可以计算出什么时候打开驻车制动器为最佳；霍耳传感器3的数字信号发送到车载电网控制单元，以识别是否踩下离合器。只有在踩下离合器的情况下，发动机才能起动。2．电子驻车制动按钮位置：换挡杆附近或仪表板下方附近操作：用手指勾住按钮上拉，则启用驻车制动，同时组合仪表板（或按钮）上的电子驻车制动指示灯点亮；下压则释放驻车制动，指示灯熄灭。有些汽车则是按下按钮，启用驻车制动，再次按下按钮，则释放驻车制动。3．自动驻车按钮别称：AUTOHOLD按钮位置：在电子驻车制动按钮旁边操作：按下自动驻车按钮，打开自动驻车功能，同时按钮上的自动驻车指示灯点亮；再次按下按钮，则关闭自动驻车功能，指示灯熄灭。3．自动驻车按钮打开自动驻车功能后，行驶过程中，当停车时，系统会自动驻车。坡道停车时，系统也会自动驻车。起步时，只需轻点油门即可解除制动；在起步时，当驱动力大于行驶阻力时自动释放驻车制动，从而使汽车能够平稳起步，车辆不至于后溜。自动驻车功能激活的条件：驾驶员侧车门关闭；安全带已经系上；发动机已经起动。每次重新点火起动时，都必须按自动驻车按钮重新激活该功能。4．指示灯电子驻车制动指示灯。指示灯位于组合仪表或电子驻车制动按钮中，当启动电子驻车制动时，指示灯点亮。制动装置警告灯。警告灯位于组合仪表中，当驻车制动器打开或储液罐中的制动液面过低时，警告灯点亮。电子驻车制动警告灯。警告灯位于组合仪表中，当EPB系统发生故障时，警告灯点亮。自动驻车指示灯。指示灯位于自动驻车按钮中，当按下按钮打开自动驻车功能时，指示灯点亮。5．电子驻车制动控制单元位置：车内中控台区域，通过CAN数据总线与ABS控制单元进行数据共享。电子驻车制动控制单元中还集成了横向加速度传感器、纵向加速度传感器以及偏转率传感器，这些传感器的信号不仅用于电子驻车制动系统，还用于ESP系统。6．后车轮制动执行器安装位置：集成在后车轮制动钳中要想实现驻车制动功能，就必须将制动电动机的旋转运动转换成制动活塞的一个非常小的直线往复运动。这个过程分解成三步：第一步：齿形皮带传动，从制动电动机到斜盘式齿轮输入端完成第一步传动，传动比为1:3。第二步：斜盘式齿轮传动，通过斜盘式齿轮进行第二步传动，传动比为1:50。第三步：螺杆传动，通过螺杆传动将旋转运动转化为往复运动。第一步：齿形皮带传动动力由一个小齿轮（制动电动机输出端），经齿形皮带传给一个大齿轮（斜盘式齿轮输入端），传动比为1:3。第二步：斜盘式齿轮传动从动轮固定在轴上，大齿轮（斜盘式齿轮输入端）空套在轴上。斜盘齿插在大齿轮的轮毂上，并通过两个凸耳固定在外壳中，因此无法转动。第二步：斜盘式齿轮传动位置1。大齿轮旋转期间，斜盘轮的两个齿一直和从动轮的两个齿啮合。当大齿轮转动半圈之后，斜盘轮与从动齿在位置2进行啮合。斜盘轮位置2位置1第二步：斜盘式齿轮传动位置2。斜盘轮有51个齿，从动轮有50个齿，使得齿和齿槽间永远不可能完全啮合，因此斜盘轮的齿始终啮合在从动轮一个齿面上。通过这个压力，从动轮转动一个小角度。这样从动轮就移动到位置1，然后一直啮合，直到到达位置2。这样大齿轮每转动1圈，从动轮就能移动1个齿宽。由于从动轮有50个齿，所以必须转50次，才使从动轮转动1次。传动比为1：50。第二步：斜盘式齿轮传动斜盘齿轮从动齿轮斜盘齿轮从动齿轮大齿轮课程思政点这种斜盘式的齿轮传动，可以轻松实现1:50的传动比，其结构可谓是相当巧妙，令人叹服，这既是劳动人民勤劳和智慧的结晶，也是创新思维的充分体现。我们在学习、生活和工作过程中，会遇到各种各样的问题，此时我们不要拘泥于传统的固有的解决方式，而应进行思维创新，要突破传统思维的桎梏，以新颖独创的方法和视角去思考、解决问题。

第三步：螺杆传动螺杆通过螺纹与压力螺母相连，压力螺母纵向安装在制动活塞中，压力螺母不能旋转，只能轴向移动。从动齿及轴转动，带动螺杆转动，压力螺母向前或向后移动。于是制动活塞前后移动。7．电子驻车制动系统的制动控制过程静态模式（电控机械式控制）按下电子驻车制动按钮E538，电子驻车制动控制单元J540通过CAN数据总线与ABS控制单元J104互通信息。当车速低于7km/h时，电子驻车制动控制单元J540起动两个后车轮制动电动机V282和V283。E538－电子驻车制动按钮；J104－ABS控制单元；J540－电子驻车制动控制单元；V282－左制动电动机；V283－右制动电动机静态模式（电控机械式控制）制动电动机转动，通过齿形皮带传动、斜盘式齿轮传动，最终压力螺母向前移动，推动制动活塞，压向制动摩擦片产生制动解除驻车制动时，制动电动机反向通电，螺杆上的压力螺母后移，制动活塞松开，制动活塞缩回，摩擦片离开制动盘动态紧急制动模式（液压控制方式）当车速大于7km/h时，ABS控制单元J104起动液压泵，将制动液抽出提高压力后进入车轮制动器，将制动活塞压向制动摩擦片产生制动，从而实现动态紧急制动功能。ABS/ESP系统根据行驶状况调节制动过程，确保制动期间车辆的稳定性。

三、上海途观汽车电子驻车制动系统电路图E538－电子驻车制动按钮E540－自动驻车按钮G200－横向加速度传感器G202－偏转率传感器G251－纵向加速度传感器G419－ESP传感器单元G476－离合器位置传感器J104－ABS控制单元J285－组合仪表中带显示单元的控制单元J519－BCM