解放手脚-电子手刹及自动驻车原理解析.doc

解放手脚 电子手刹和自动驻车原理解析
  高科技的不断融入总是让人逐渐变懒，时至今日，驾校教练口中的“踩刹车、踩离合、摘挡、拉手刹”和“踩离合、挂档、踩油门、落手刹……”等一系列起停动作在目前可以简化为：踩刹车，和踩油门。负责简化操作之一的部件便是自动变速器，另外一套智能的刹车控制系统即是本篇的主题——电子手刹（EPB）和自动驻车系统（AUTO HOLD）。

    电子手刹学名为电控机械式驻车制动器（为简化文字，下文继续沿用电子手刹的名称）。这个名称显得很高科技，但一个上提（脚踩）手刹的动作能有多么复杂？确实，常规手刹基本就是用一个杠杆拽一根刹车拉线，来牵动后轮刹车，而电子手刹基本上就是用按钮代替手刹杆，用电机来完成拉起放下的动作并不十分复杂，但如果仅仅是这样，未免有些对不起“电子”二字。

    有些电子手刹就是用一个开关控制一个电机带动卷线器，或者为下图的装置，电机驱动螺杆，使滑块移动，带动拉线，控制后轮的刹车系统。这种方式和传统手刹差异不大，对原平台车型是碟刹还是附加的驻车鼓刹并不在意，布局改动也不大。

ADVICS制造的电子手刹元件，主要用于雷克萨斯车型上
    而另一种行驶的电子手刹则复杂了一些，是通过装置与刹车壳体上的电机，来压紧刹车片完成操作的，其中异类之处就在于中间的偏心齿盘。使用这种齿轮减速比非常之大，随后驱动中央的螺旋推杆对刹车片施压动作完成。与车床上的夹具的原理非常类似。这种形式需要有电子线路来介入后轮的刹车系统，相对复杂一些。

与卡钳一体式的电子手刹，天合出品。宝马、大众等品牌在用

    以大众电子手刹模块为例，以电机驱动齿轮通过齿形皮带带动一个大齿轮，减速比为3:1，大齿轮驱动斜盘齿轮（红）再带动从动齿轮（绿），减速比为50:1，再通过螺杆将力矩转向，推动卡钳，实现对刹车盘的制动。
    不过手刹的控制既然用按钮来代替拉杆，自然又有一些先进的元素在其中，其附加的属性如下：
    动态起动辅助功能：如果每次需要解除手刹制动时都要按一下按钮，那这个功能也未免有些鸡肋了，电子手刹还是比较智能的。当车辆从静止起步，车轮扭矩达到一定程度时，电子手刹自动释放，将操作简化。
    动态紧急制动功能：如果在行车过程中发生极端情况，操作电子手刹按键，可以对车辆进行制动，这个情况有些复杂。首先我们要分析一下这个极端情况，假如驾驶员无法控制刹车（刹车踏板故障、新手没有刹车意识、驾驶员睡着了等情况），通过拉起手刹按键，车辆会紧急制动，注意：此时车辆的刹车并非机械的驻车手刹，高速情况下，紧急制动是通过ESP控制单元以略小于全力刹车的力道对全部四个车轮进行液压制动，而当车辆接近静止状态时，才能直接用电子手刹来降速或驻车。例如大众的电子手刹在7km/h以上的速度是就是如此，而只有当速度在7km/h以下时，才是直接施以驻车手刹制动。即便是车辆意外熄火（电路仍然接通），该功能依然有效，当然，刹车管线和电路不能被破坏。而根据这种情况，我们还可以得出一个结论：想通过拉手刹玩儿花样的朋友注意了，电子手刹是无法做出甩尾这个动作的。
    AUTO HOLD 功能：电子手刹是与AUTO HOLD是联动的，AUTO HOLD的部分情况会有电子手刹介入。
    问题来了，带有AUTO HOLD车型的车辆驻车制动时，使用的是电子手刹吗？
    答：否。驻车制动使用的是另外一套装备。首先，AUTO HOLD依赖的是智能刹车系统，一定要有ESP这类刹车控制系统的车辆才能实现AUTO HOLD功能。下页我们着重介绍一下AUTO HOLD自动驻车系统。绝对有必要将电子手刹与自动驻车系统区分开来，因为自动驻车功能的实现往往并不是使用电子手刹来完成的，虽然它们看起来和我们的以往的想法和操作很接近。

    我们在上下坡或者红绿灯前停车时，会使用手刹来驻车，而此时如果使用电子手刹在这个状态下会显得有点窘迫。电子手刹响应速度比较慢。我们用手来拉放手刹的时间大概不超过0.3秒，而且人控比电控更灵活一些，而启动电子手刹需要有一个踩刹车的前提动作，和按键的响应时间（避免误操作），而且电机运行的时间也偏长，约0.5秒。即便是踩油门时，电子手刹自动解除，这个动作也未免有些突兀，所以AUTO HOLD的功能是另外一种工况。
    在前文讲电子手刹的“动态紧急制动功能”时透露了一丝迹象，那就是刹车管理系统通过ESP的扩展功能来实现的对四轮刹车的控制。AUTO HOLD正是运用了这个控制来实现自动驻车。

AUTO HOLD是ESP的一种扩展功能，由ESP部件控制
    当车辆临时停驻，并且很短一段时间之后需要重新起动，这种情况的驻车就交由ESP控制的刹车来完成，电脑会通过一系列传感器来测量车身的水平度和车轮的扭矩，对车辆溜动趋势做一个判定，并对车轮实施一个适当的刹车力度，使车辆静止。这个刹车力度刚好可以阻止车辆移动，并不会太大，以便再次踩油门前行时，不会有太严重的前窜动作。而在临时驻车超过一定时限后，刹车系统会转为后轮机械驻车（打开电子手刹），来代替之前的四轮液压制动。当车辆欲将前行时，电子系统会检测油门的踩踏力度，以及手动挡车型的离合器踏板的行程，来判定刹车是否解除。
    当然，各大厂商对执行这个功能的操作方法不尽相同，大众车系在打开AUTO HOLD功能之后，在完全停车1秒之后便“冻结”ABS分泵的制动压力，完成驻车；而奔驰车型在开启AUTO HOLD功能之后，需要驻车时，要在停稳之后再深踩刹车一次，才能实现驻车。

    那么有了这个功能，便可以避免使用手刹或电子手刹而简化操作，自动挡车型也不用频繁的D到N、D到P来回切换了。简化了操作，赢得便利的同时，也减少了溜车”带来的意外发生。不过，为了环保和减少传动系统磨损，自动挡车型短时停车还是适时挂入N档更好。
    另外，有些车型虽然没有自动驻车功能，但是拥有坡道辅助（HAC、HHC等，各厂商命名不同）功能，在放开刹车后会继续保持刹车2秒，让用户从容面对从松开刹车到起步前行这个空挡期间。实际上这个功能与自动驻车（AUTO HOLD）功能在制动原理与逻辑控制上是大体相同的。
PS：我们为什么需要驻车制动？
    通常在上下坡停车时，如果想停车一定要拉手刹，否则就会溜车，即便是自动挡车型，在挂入P挡之前，也要先拉手刹，减轻变速箱的负担。另外，即使是看似平路的情况，也难免有些难以察觉的细小坡度，或者是空绿灯的路口，由于众多车辆刹车造成的偏软的柏油路面凹陷，也会造成车辆溜动。为了避免溜车带来的刮蹭碰撞，驻车制动是很有必要的。