汽车电子手刹装置解析

聂光辉

（洛阳职业技术学院汽车工程系，河南 洛阳 471000）

【摘　要】现代汽车对于机械控制电子化的运用已经越来越广泛,底盘各系统也逐渐被“电子化”,驾驶者能通过连接来自主控制的部分已经越来越少了。就连喜欢玩“漂移”的发烧友至爱的手刹也逐渐被电子化，电子手刹替代了传统的直接机械式手刹，本文主要介绍了电子手刹的功能、类型、结构和工作过程，希望能给使用装备电子手刹的车辆的驾驶员和维修工一些帮助。

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关键词 电子手刹；作用；类型；组成；工作原理

作者简介：聂光辉，洛阳职业技术学院汽车工程系，讲师。

高科技畜产品不断应用在汽车上，使得人们对汽车的驾驶越来越电子容易、轻松和安全。自动变速器的出现大大简化了驾驶者的操作程序，减少了驾驶过程中复杂的换档过程。而电子手刹（EPB）与自动驻车装置（AUTO HOLD）越来越多应用于轿车上，它与自动变速器、电子防抱死等装置相配合，实现各种自动复杂的控制，并从以往的高档豪华级别开始普及到了20万元之内的车型，使驾驶者再也不用因为忘记拉手刹而烦恼，并且也让对驻车的操作变得简单。

电子手刹全名为电控机械式驻车制动器（以下继续简称“电子手刹”）。电子手刹基本是用按钮代替手刹杆，用电机来完成拉动手刹拉线，使之带动后轮制动器动作从而实现刹车的装置。EPB系统可以在发动机熄火后自动驻车制动。驻车方便、可靠，制动力固定。EPB系统还能在紧急状态下作为行车制动器使用。

从结构上来看，电子手刹有以下几种形式。

1　简单的电子机械式电子手刹

在不改变原来鼓式制动器结构的情况下，稍加改装，即可实现电子驻车。这种装置由手刹开关、手刹执行器、拉线和鼓式制动器等组成。

当拉起手刹按钮时，蓄电池给电机供电，电机转动，螺丝旋转，顶杆前进，通过钢丝卷绕或者其他方式制动刹车蹄片以完成驻车制动，螺丝自锁，电机停止工作，使手刹处于锁止状态。如果需要放松手刹，反方向板动手刹按钮，电机反转，顶杆后退，使手刹解除。

2　电脑控制拉索式电子手刹

这类电子手刹用一个手刹开关控制一个由电机驱动的执行器，如图1所示，通常有手刹开关、EPB控制模块、指示灯和执行器等组成，执行器又有电机、减速传动装置、传动轴、平衡臂、索轮和拉索等组成。EPB控制模块位于执行器总成中，控制电机的工作。

当驾驶员拉起手刹按钮后，EPB控制模块接通驱动电机电路，电机顺时针旋转，驱动蜗杆涡轮组和减速齿轮带动轴转动，使平衡臂沿轴向移动，带动索轮拉动拉索，使后轮制动蹄张开压紧在制动鼓上，实现制动。当驾驶员放松手刹按钮后，电机逆时针方向运转，通过减速机构，使平衡臂沿轴向反向移动，带动齿轮放松拉索，制动蹄收紧，解除制动。

这种方式和传统手刹差异不大，可以应用于盘式车轮制动器和鼓式车轮制动器的后轮上。雷克萨斯车型就采用这种电子手刹装置。

3　整体式电子手刹

宝马、大众等品牌在用的整体式电子手刹是通过安装于刹车壳体上的电机，来压紧刹车片完成制动操作的。

整体式电子手刹通常有机电式驻车制动控制单元、倒车灯开关、倾角传感器、离合器踏板位置传感器、制动执行电机和指示灯等组成，其结构如图1所示，霍尔式离合器位置传感器用来检测离合器踏板位置信号，产生脉宽调制信号传送给驻车制动控制单元，使车辆在行驶过程中，电子手刹功能安全起动。电子手刹警报灯一共有两个，一个位于手刹开关内，当按下开关并且驻车制动被激活时，警报灯点亮相；另一个警报灯位于组合仪表内，当制动系统有故障时亮起。

电子手刹（EPB）控制单元位于行李箱上面随车工具箱边上，在其内部集成了微型机械式倾斜传感器，用来测量车辆的倾斜角，电子手刹启动前的0.5秒，离合器位置传感器发出信号，以此来保证行驶过程中，电子手刹功能能够安全启动。实现通过手刹按钮实现静态驻车和静态释放功能；在行车过程中，按下手刹按钮，可以实现制动功能；当汽车熄火拔出钥匙后，电子手刹自动启用，不起动发动机驻车就不能解除；当车辆挂挡起步后自动解除驻车。

汽车两后轮各有一个制动执行电机，其作用是通过装置与刹车壳体上的电机，来压紧刹车蹄片实现两后轮的驻车制动。制动执行电机总成主要由直流电机、制动活塞、齿型带、斜盘和驱动心轴等组成，如图2所示。电机和驱动机构之间以橡胶轴承连接，同时齿型带为斜齿带，可以降低运行噪音。

斜盘装置主要由主动齿轮、齿形带、大齿带轮、锁销、斜盘和输出齿轮等组成。偏心斜盘的齿轮减速比非常大，在斜盘有51个齿，输出齿轮上有50个齿，这种齿数差可以保证斜盘与输出齿轮通过齿面以一个很小的旋转角啮合。主动齿轮旋转时，每次啮合都由输出齿轮和斜盘的两个齿完成，在一个完整的啮合过程中，斜盘每转动一半后，第二个齿轮副啮合，这样主动轮每旋转半周，输出齿轮和它相连的带螺纹的心轴大约转动半个齿距。

电子手刹执行器的工作过程是：当按下电子手刹按钮，该按钮和仪表盘上制动报警灯点亮，电子手刹控制单元向手刹执行器的直流电机供电，直流电机通电后工作，带动主动齿轮通过齿形带使大齿带轮带动偏心斜盘旋转，偏心斜盘驱动输出齿轮旋转，使（心轴带动压力螺母往复直线运动对制动活塞施压，制动活塞纵向滑动，使刹车蹄片压紧在制动盘上，实现手刹制动。电机旋转运动的速度通过霍尔传感器来测量，并将这个信号传送给控制单元。当放松手刹按钮后，电子手刹控制单元则向手刹执行器的电机提供的电流相反，直流电机反转，通过输出齿轮带动心轴反向转动，拉动制动活塞回位，使刹车蹄片和制动盘出现间隙，驻车制动解除。

这种整体式电子手刹装置往往配合自动驻车系统一起工作，从而实现常规驻车、自动驻车、自适应辅助起动和动态紧急制动等功能。电子手刹和自动驻车系统已经越来越多应用于车辆上，并给日常的行车带来了极大的方便和安全。

［责任编辑：刘展］