解放手腳 電子手刹和自動駐車原理解析

2011年5月(yuè)11日

高科技的不斷融入總是讓人逐漸變(biàn)懶,時至今日,駕校教練口中(zhōng)的“踩刹車(chē)、踩離合、摘擋、拉手刹”和“踩(cǎi)離合、掛檔、踩油門、落手刹……”等一係列起(qǐ)停動(dòng)作在目前可以簡化為(wéi):踩刹車(chē),和踩油門。負責簡化操作之一的部件便是自動變速器,另外一套智能的刹車控製係統即是本篇的主題(tí)——電子手刹(EPB)和自動駐車係統(AUTO HOLD)。

電子(zǐ)手刹學名為電控機械式駐車製動器(為簡化文字,下文繼續沿用電子手刹(shā)的名稱)。這個名稱顯得很高科技,但一個上提(腳踩)手刹的動作能有多麽複雜?確實,常規手刹基本就(jiù)是用一個杠(gàng)杆拽一根刹車拉線,來牽動後輪刹車,而電子手刹基本上就是(shì)用按鈕代替手刹杆,用電機來完成拉起放下的動作並不十分複雜,但如果(guǒ)僅僅(jǐn)是這樣,未免有些對不起(qǐ)“電子”二(èr)字。

 

有些(xiē)電子手刹就是用一(yī)個開(kāi)關控製一個電機帶動(dòng)卷線器,或者為下圖的裝置,電機驅(qū)動螺杆,使滑塊移動,帶(dài)動拉線(xiàn),控(kòng)製後輪的刹車係統。這種方式和傳統手刹差異不大,對原平台車型是碟刹還是附加的駐車鼓刹並不在意,布局改動也不(bú)大。

 

ADVICS製造的電子手刹元件(jiàn),主要用於雷(léi)克薩斯車(chē)型上

 而另一種行駛的電子(zǐ)手刹則複雜(zá)了一些,是通過裝置與刹車殼體上的電機,來壓緊刹車片完(wán)成操作(zuò)的,其中異類之處就在(zài)於中間的(de)偏心齒盤。使用這種齒輪減速比非常之大,隨後驅動中(zhōng)央的螺旋推杆對刹車片(piàn)施壓,動作完成(chéng)。與(yǔ)車床上的夾具的原理非常類似。這種形式(shì)需要(yào)有(yǒu)電子線(xiàn)路來介入後輪的刹車係統,相對複雜一些。

 

與卡鉗一體式的電子手刹,天(tiān)合出品。寶馬大眾等品牌在用

以大眾電子手刹模塊為例,以(yǐ)電機驅動齒輪通過齒(chǐ)形(xíng)皮帶帶動一個大齒輪,減速比(bǐ)為(wéi)3:1,大齒輪驅動斜盤(pán)齒輪(紅)再帶動從動齒輪(綠),減速比為50:1,再通過螺杆(gǎn)將力(lì)矩轉向,推動卡鉗,實現對刹車盤的製動。

不過手刹的控製既然用按鈕來代替拉杆,自(zì)然又有一(yī)些(xiē)先進的元素在其中,其附(fù)加的屬性如下:

動態起動(dòng)輔助功能:如果每(měi)次需要解除手刹製動時(shí)都要按一下按鈕,那這個功能也未(wèi)免有些雞肋了,電子手刹還是比較智能的(de)。當車輛從靜止起步,車輪扭矩達到(dào)一定程度(dù)時,電(diàn)子手刹自動(dòng)釋放(fàng),將操作簡化。

動態緊急製動功能:如果在行車過程中發生極端情況,操作電子手刹按(àn)鍵,可以對車輛進行製動,這個情況有些複雜(zá)。首先我們要分析一下(xià)這個極端情況,假如駕駛員無法控(kòng)製刹車(刹車踏板故障、新手沒有(yǒu)刹車(chē)意識(shí)、駕駛員睡著了等情況),通過拉起手刹按鍵,車輛會(huì)緊急製動,注意:此時車輛的刹(shā)車並非機械的駐車手刹,高速情況下,緊急製動是(shì)通過ESP控製單(dān)元以略小(xiǎo)於全力刹車(chē)的(de)力道對全部四個車輪進行液壓製動,而當車輛接近靜止狀(zhuàng)態時,才能直接用電(diàn)子手刹來降速或駐車。例(lì)如大眾的電子手刹在(zài)7km/h以上的速度是就是如(rú)此,而隻有當速度在7km/h以下時,才(cái)是直接施以駐(zhù)車手刹製動。即便是車輛意外熄火(電路仍然接(jiē)通),該功能依然有效,當然,刹車管線(xiàn)和電路不能被破壞。而根(gēn)據這種情況,我們還可以(yǐ)得出一個結論:想通過拉手刹玩兒花樣的朋友注意了,電(diàn)子手刹是無法做出甩尾這個(gè)動(dòng)作的。

AUTO HOLD 功能:電子手(shǒu)刹是與AUTO HOLD是聯動的,AUTO HOLD的部分情況會有(yǒu)電子手刹介入(rù)。

問題來了,帶有AUTO HOLD車型的車輛駐車製動時,使用的(de)是電子手刹嗎

答:否(fǒu)。駐車製動使用的是另外一套裝(zhuāng)備。首先,AUTO HOLD依賴的是智能刹(shā)車係統(tǒng),一定要有ESP這類刹車控製係統的車輛(liàng)才能實現AUTO HOLD功能。下頁(yè)我們著重介紹一下AUTO HOLD自動駐車係統。

絕對(duì)有必要將電子手刹與(yǔ)自動駐(zhù)車係統區分開來,因為自動駐車功(gōng)能的實現往往(wǎng)並不是使用(yòng)電(diàn)子手刹來完成的,雖然它們看起(qǐ)來和我們的以往的想(xiǎng)法和操作很接近。

 

我們在(zài)上下坡或者(zhě)紅綠燈前停(tíng)車(chē)時,會使用手刹來駐車,而此時如果使用電子手刹在這個狀態下會顯得(dé)有點窘迫(pò)。電子手刹(shā)響應速度比較慢。我們用手(shǒu)來拉放手刹的時間大概不超過0.3秒,而且人控比電控(kòng)更靈活一些,而啟動電子手刹需要有一個踩刹車(chē)的前(qián)提動作,和按鍵的響應時間(jiān)(避免誤操作),而且電機運行的時間也偏長,約0.5秒。即便是踩油門時,電(diàn)子手刹自動解除,這個動作也未免有些突兀,所以AUTO HOLD的功能是另外一種工況(kuàng)。

在前文(wén)講電子(zǐ)手(shǒu)刹的(de)“動態緊急製(zhì)動功能”時透露了一絲跡象,那就是刹車管理係統通過ESP的擴展功能來實現的對四輪刹車的控製。AUTO HOLD正是運用了這個(gè)控製來實現(xiàn)自動駐車。

AUTO HOLD是ESP的(de)一種擴展功能,由ESP部件控製

當車輛臨時停駐,並且很短一段時間(jiān)之後需要重新起動(dòng),這種(zhǒng)情況的駐車就交由ESP控製的刹車(chē)來完成,電腦會通過一(yī)係列傳感器來測(cè)量車身的(de)水平度和車輪的扭(niǔ)矩,對車輛溜動趨(qū)勢做一個判定(dìng),並對車輪實施一(yī)個適當的刹車(chē)力度,使車輛靜止(zhǐ)。這個刹(shā)車力度剛(gāng)好可以阻止車輛移動,並不會太大,以便(biàn)再次踩油門(mén)前行時,不會有太嚴重的前竄動作。而在臨時駐車超過一(yī)定時限後,刹車係統會轉為後輪機械駐車(打開電子手刹),來代替之前的四輪液壓製動。當(dāng)車(chē)輛欲將前行時,電子係統會檢測油門的踩踏力度,以及手動擋車型的離合器踏(tà)板(bǎn)的行程,來判(pàn)定刹車是否解除。

當然,各大(dà)廠商對執行(háng)這個功能的操作方法不盡相同,大眾車係在打開(kāi)AUTO HOLD功能之後,在完(wán)全停車1秒之後便“凍結”ABS分泵的製動壓力,完成(chéng)駐車;而奔馳車型在開啟AUTO HOLD功能之後,需要駐(zhù)車時,要在停穩之後再深踩刹車一次,才(cái)能實現駐車。

那麽有了這個功(gōng)能,便可以避免使用(yòng)手刹或電子手刹而簡化操作,自(zì)動擋車型也不(bú)用(yòng)頻繁的D到N、D到P來回切換(huàn)了。簡(jiǎn)化了操作,贏得便利的(de)同(tóng)時,也減少了“溜車”帶(dài)來的意外發生。不過(guò),為了環保和減少傳動係統磨損,自(zì)動擋車型短時停車還是適時(shí)掛入N檔更好(hǎo)。

另外,有些車型雖然沒有自動駐車功能,但是擁有坡道輔助(HAC、HHC等,各(gè)廠商命名不同)功能,在放開刹車後會繼續保持刹車2秒,讓用戶從容麵對從鬆開刹車到起步前行這個空擋期間。實際(jì)上(shàng)這個功能與自動駐車(AUTO HOLD)功能在製動原理與邏輯控製上是(shì)大體相同的。

PS:我們為什麽需要駐車製(zhì)動?

通常在上下坡停車時,如果(guǒ)想停車一定要拉手(shǒu)刹,否則就會溜車,即便是自動擋車型,在掛入P擋(dǎng)之前,也要先拉手刹,減輕變速(sù)箱(xiāng)的負擔(dān)。另外,即使是看似平路的情(qíng)況,也難免有些難以察覺的細小坡度,或者是空綠燈的路口(kǒu),由於眾多車輛刹車造成的偏軟的柏油(yóu)路麵凹陷,也會造成車輛溜動。為(wéi)了避免溜車帶來的(de)刮蹭碰(pèng)撞,駐車製動是很有必要的(de)。

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