一种汽车手刹自动控制系统的研究
汽车手刹工作原理
汽车手刹工作原理
汽车手刹，也就是驻车制动器，是一种用于锁定汽车或者保持汽车在停放状态下不滑动的装置。
它的工作原理主要是通过将手刹拉起后，传递给车轮的制动装置施加一定的力来实现。
具体来说，汽车手刹的工作原理一般包括以下几个步骤：
1. 拉起手刹杆：驾驶员通过拉起手刹杆，将手刹系统启动。
2. 传递力量：拉起手刹杆后，手刹系统内的拉索或电线会传递力量给车轮上的制动装置。
具体传递方式有两种：机械式和电子式。
- 机械式：多数传统汽车的手刹是机械式的，通过拉索将手刹杆的力量传递给车轮上的制动装置。
拉索连接手刹杆和车轮的制动装置，当拉索受力后，制动装置会被压紧，从而实现制动。
- 电子式：某些现代汽车采用电子手刹系统，这种系统通过按钮或开关控制电子制动机构，而不是传统的拉索。
在拉起手刹杆之后，电子手刹系统会自动施加电子制动装置，从而使车轮被锁定。
3. 锁定车轮：在手刹系统传递力量的作用下，车轮上的制动装置会被压紧，使车轮锁定。
这样，即使在坡道上停放，车辆也不会发生滑动。
相对于车辆行驶时的刹车系统，汽车手刹系统往往相对简单，主要是为了便于驾驶员停车或停放车辆时使用。
在需要恢复行驶时，驾驶员只需要解除手刹杆的锁定状态，手刹系统便会解除制动，车辆可以继续行驶。
手刹 原理
手刹原理
手刹是一种用于停放车辆的紧急制动系统，其原理是通过一个手动操作装置来控制车辆某一或多个车轮的制动。
手刹主要使用在驾驶员离开车辆停放时或在特殊路况下需要额外制动力的情况下。
手刹通常由一个手柄或拉杆组成，位于驾驶员座位旁边的中央控制台上。
当手刹拉起时，手柄或拉杆会拉动一条钢索，该钢索连接到车辆每一侧的后轮独立制动器。
这意味着手刹可以同时作用于两个后轮，确保车辆在停放时不会滑动或移动。
手刹的关键部件是制动器，在车辆的后轮上安装有制动盘或制动鼓。
制动器中的制动盘或制动鼓被钳子夹紧，通过与车轮接触产生摩擦，从而减速车辆或使车辆停止。
当手刹拉起时，钳子被迫夹紧制动盘或制动鼓，制动力产生的摩擦将车辆固定在停放位置上。
手刹还配备了一个锁定机制，使手刹保持在拉起的位置。
这样，在没有人为操作的情况下，车辆的制动系统仍然保持着制动状态，防止车辆意外滑移或移动。
当驾驶员需要解除手刹时，只需按下手柄或拉杆上的按钮或按扣，钢索会释放，制动器则自动脱离制动盘或制动鼓，车辆即可自由行驶。
总之，手刹通过手动操作装置来控制车辆的制动器，将制动力通过制动盘或制动鼓传递到车轮上，从而实现停放和紧急制动的功能。
手刹的使用可确保车辆在停放时不会滑动或移动，提高驾驶安全性。
汽车电子驻车制动系统(EPB)的研发及运用研究
便利 。另外 ，电子驻车制动系统能 自动激 活， 有利于预防意外故障 ， 确保 驾驶 和乘车 的安全 ，
增 强 了汽 车 的舒 适 性 ，对 整 个 汽 车 工 业 的发 展 都具有重要现实意义 。
启动或释放 自动启动是 一项重要工作，工作原
５ ． ２今后会取得进一步发展 和完善 随 着技 术的 发展 和进步 ， 电子 科技 会 在 汽车工业得到进一步 发展和运用 ，推动汽 车工
汽车 电子驻车 制动 系统 （ Ｅ Ｐ Ｂ ） 的研发及 运用研 究
文／ 宋艳 芳
驶安全 。 介绍 了汽车制动 系统 的作 用， 分 析 了汽 车 电子驻 车制 动 系统 的 工 作原 理 、特 征、优 势 ，并 对 其 发展 做 出了展 望。今 后 应该 加 强 科研 和技 术 攻 关，运 用 先进 的设 计 理念 ，优 化设 计 工 艺，从 而更 好满足 实际工作需要 。
３汽车 电子驻车制动 系统 的特 征
作 为一 种新 型 制动 系统 ，电子 驻车 制动
平 稳的停 在坡 道上。当坡道 起步时，系统有延 迟 刹车 功能，确保驾驶 员有 更多时间加油令汽
车起步 。从而减 少汽 车在坡 道起步的故障，有 效 防止汽 车后滑 现象 ， 从而保障车辆行驶安全。
理是无钥匙进入 系统 ，由发射器遥控 中央锁控
制模块 ，遥控器和 发射器集 成在车钥匙上 ，根 据智能钥匙发来 的信 号，车辆进行锁止或不锁
１汽车制动 系统 的作 用
随着社会发展和人们生 活水平 提高，汽 车逐渐进 入人们 日常生活 中，给人们 的生活与 工作带来 巨大的方便。在汽车购 买和使 用过 程 中 ，安全性 是人们最为普遍关心 的问题 为保
油 门，松开离合 与手刹 。新手对这些动作可 能 参考文献 １ 】冀彦 军 ．闲话 电子 驻 车 制 动 【 Ｅ Ｐ Ｂ ）系 统 不熟练 ，容易出现松开刹车迟缓现象 ，加大刹 【
汽车制动器原理
汽车制动器原理
汽车制动器是汽车上非常重要的一个部件，它直接关系到行车安全。
制动器的原理是利用摩擦力来减缓车轮的转速，从而使车辆减速或停车。
在汽车制动器中，常见的有机械制动器、液压制动器和电子制动器等类型。
首先，我们来介绍一下机械制动器的原理。
机械制动器主要由制动蹄、制动鼓和制动鼠梯等部件组成。
当司机踩下制动踏板时，制动蹄会被推动，使其与制动鼓接触，产生摩擦力来减缓车轮的转速。
这种制动器原理简单，成本低廉，但制动效果相对较差。
其次，液压制动器的原理是利用液压传动来实现制动。
液压制动器由制动油缸、制动蹄和制动油管等部件组成。
当司机踩下制动踏板时，制动油缸内的制动油会被压缩，从而推动制动蹄与车轮接触，产生摩擦力来实现制动。
液压制动器制动效果好，但是需要定期检查制动油的情况，以确保制动系统的正常运行。
最后，电子制动器的原理是利用电子控制系统来实现制动。
电子制动器由制动传感器、控制单元和执行器等部件组成。
当司机踩下制动踏板时，传感器会感知到制动信号，并将信号传输给控制单
元，控制单元再通过执行器来实现制动。
电子制动器具有响应速度快、制动力平稳的特点，但是成本较高，维护和维修也相对复杂。
综上所述，汽车制动器的原理包括机械制动器、液压制动器和电子制动器。
不同类型的制动器在原理上有所不同，但都是利用摩擦力来实现制动。
在日常驾驶中，司机要根据实际情况选择合适的制动方式，以确保行车安全。
同时，定期检查和保养制动系统也是非常重要的，以确保制动器的正常运行。
希望本文对您了解汽车制动器的原理有所帮助。
驻车手控阀工作原理
驻车手控阀工作原理
驻车手控阀是汽车的关键制动装置之一，特别是在停车和驻车制动时。
其工作原理主要涉及到对弹簧制动器的控制，通过充气和放气来实现制动和解除制动。
具体来说，当手柄处于特定位置时（如010位置），进气阀门会全开，而排气阀门则关闭。
此时，压缩空气会从进气口输入，并从输出口输出，使汽车处于完全解除制动的状态。
而当需要制动时，通过操作手控阀，可以改变阀门的状态，从而向弹簧制动器的弹簧气室充气或放气。
这会影响弹簧制动器的工作状态，从而实现制动。
对于装有排气制动蝶阀的车辆，排气制动的工作原理略有不同。
在这种情况下，排气制动蝶阀被安装在发动机的排气软管后面。
当操作按钮阀时，气压会通过排气制动蝶阀的工作缸，使工作缸内的气活塞动作。
这会带动推杆使蝶阀阀片转动90度，从而关闭排气软管，使发动机的排气受阻。
这种阻力会作用于发动机的活塞，降低其动作速度，由于牵引力的作用，车速也会随之减慢。
请注意，不同类型和设计的驻车手控阀可能会有一些差异，因此在实际操作中应参考具体车辆和设备的说明手册。
重型汽车手刹的工作原理
重型汽车手刹的工作原理
重型汽车的手刹是用来固定车辆并阻止其滑动或移动的一种装置。
手刹一般位于车辆驾驶室内，由上拉手柄或脚踏来操作。
手刹的工作原理主要是通过制动器或传动机构产生摩擦力来实现。
下面是手刹的一般工作原理：
1. 手刹装置：手刹装置通常由手柄、拉线、悬挂装置和连接杆等组成。
手柄通过拉线将力传递给其他部件。
2. 制动器或传动机构：重型汽车的手刹通常采用齿轮或液压制动器。
这些制动器通过手刹装置传递的力来产生摩擦力，从而阻止车辆的滑动。
3. 齿轮制动器：齿轮制动器包括一个或多个制动鼓，通常安装在驱动轴上。
当手刹放下时，手柄通过拉线将力传递给齿轮制动器，使制动鼓上的制动皮带或制动鞋与齿轮接触，产生摩擦力，从而固定车辆。
4. 液压制动器：液压制动器使用液压力来产生制动力。
手刹装置通过拉线传递力量给一个液压缸，液压缸内的液压油被推向制动器，使制动蹄片与车轮接触，产生摩擦力，阻止车辆滑动。
无论是齿轮制动器还是液压制动器，手刹的工作原理都是通过制动器产生摩擦力来阻止车辆滑动。
这种摩擦力可以通过手柄或脚踏来控制，保证车辆在停放状态下不会滑行或移动。
电子手刹工作原理
电子手刹工作原理
电子手刹是一种电动化的车辆制动系统，它通过电子控制单元（ECU）和电机执行器来代替传统的机械手刹。
电子手刹的工作原理如下：
1. 传感器信号采集：当驾驶员拉起手刹杆时，传感器会感知到手刹系统的操作，并将这一信号传送给ECU。
2. 信号处理：ECU接收到传感器的信号后，会对信号进行处理和解读，判断出驾驶员的意图。
3. 电控单元控制：ECU根据对信号的解读，控制电机执行器来实现手刹的操作。
电机会根据ECU的指令，将手刹杆对应位置的刹车线拉动或松开。
4. 刹车线的操作：电机执行器通过拉动或松开相应的刹车线，来使车辆的刹车片与刹车盘接触或分离。
当刹车片与刹车盘接触时，产生摩擦力，使车辆停止移动。
5. 信号反馈和限制：ECU会监测电机执行器的工作状态，并根据反馈信号来确定刹车线的位置。
此外，ECU还会根据一些条件来限制手刹的操作，如车辆速度是否超过一定限制等。
总而言之，电子手刹通过传感器、电控单元和电机执行器等组件的协调工作，实现了手刹系统的自动化和电动化，提高了驾驶的便利性和安全性。
电子手刹泵原理
电子手刹泵原理
电子手刹泵是一种用于车辆的电子控制系统。
它使用电子信号来控制手刹的操作，取代了传统的机械系统。
电子手刹泵的原理包括电子控制单元(ECU)、执行器和传感器。
首先，电子控制单元(ECU)是整个系统的大脑，它接收来自传感器的信号，并根据这些信号来控制手刹的操作。
ECU具有算法和逻辑来确定手刹的执行状况。
其次，执行器是驱动手刹的关键部件。
它根据ECU发送的指令，通过电动机或伺服机构来控制手刹的操作。
执行器能够实现手刹的拉紧和松开，并确保在需要时手刹能够迅速响应。
最后，传感器用于监测车辆状态和手刹操作的情况。
例如，它可以监测车辆的速度、加速度和轮胎转速等。
通过这些信号，ECU可以判断车辆是否需要进行手刹操作，并控制手刹泵的运行。
总之，电子手刹泵利用电子控制系统实现手刹的操作。
通过电子控制单元(ECU)、执行器和传感器的配合，手刹可以更加精确和可靠地进行控制，提高了驾驶者的驾驶体验和安全性。
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万方数据
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公
路
与
汽
运
２０１４年１月
图３手刹自动控制系统软件控制流程
时，判断汽车出现异常情况，通过手刹自动控制系统 解除制动。
心］
葛胜勇．驾驶汽车安全操作１０法则［Ｊ］．实用汽车技
术，２００８（１）．
口］
５
林中尉．车载智能驻车控制器［Ｐ］．中国专利：
０２２６９９７３．２，２００３一１０一０１．
结语
ｔＯ
ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
ｂｒａｋｉｎｇ
ｂｅｈａｖｉｏｒ［Ａ］．Ｖｉｒｔｕａｌ
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，Ｈｕｍａｎ－Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅａ－ ｓｕｒｅｍｅｎｔｓ
Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］．２００９．
［８］王良模，彭育辉，曾小平．浮钳盘式制动器的有限元分 析［Ｊ］南京理工大学学报：自然科学版，２００３，２７（６）．
该文综合运用单片机、传感器、电控单元及电
【！Ｊ ］
邱尚磊，郭远辉．汽车手刹全自动控制装置［Ｐ］．中国专 利：２００５２００３４８３４．０，２００６一０９—２７．
机、电磁铁等装置，在电磁原理、相关机械结构知识、 单片机技术、传感技术的基础上，设计一种取代传统 手刹装置的手刹自动控制系统。该系统可以解决各 种类型汽车手刹使用不当的问题，通过电控单元控 制执行机构在相应条件下自动执行驻车制动及释放 制动操作，实现汽车手刹全自动化、智能化控制，从 而大大减少交通事故的发生，简化驾驶员的驾驶操 作。该系统具有应用范围广泛、电路结构简单、所需 装置性价比高、制作方便等特点，具有实用价值。
置主要用来实施刹车制动与释放；电机自锁装置用 来锁止衔铁，保持刹车状态；指示灯电路与单片机相 连，由单片机预置程序控制其亮灭。该系统还设有 强制解除制动装置，当汽车出现异常情况而导致发 动机熄火时，手刹在自动控制系统的作用下处于制 动状态，若需移动汽车，按下开关ＳＷｌ，在单片机预 置程序作用下，单片机发送指令解除制动。
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总第１ ６０期Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
一种汽车手刹自动控制系统的研究
朱建武，黄家城，李文勇，胡勇
（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林５４１００４）
摘要：针对传统汽车手刹装置操作复杂、故障率高的问题，设计一种基于单片机和传感器技术 的汽车手刹自动控制系统。文中介绍了该系统的结构，分析了其工作原理，并对其软、硬件设计进 行了概述。该系统能使汽车驻车制动系统实现自动化、智能化控制，可大大简化驾驶员驾驶操作 过程，减少交通事故的发生。 关键词：汽车；手刹控制；单片机；传感器；电机；电磁铁
中图分类号：Ｕ４６３．５２ 文献标志码：Ａ
文章编号：１６７１—２６６８（２０１４）０１—００１１—０４
随着生活水平的提高和科学技术的不断发展， 人们对出行工具的依赖越来越重。汽车是人们日常
１
手刹自动控制系统结构设计
手刹是驻车制动后防止汽车滑动的装置，手刹
生活中使用最普遍的交通工具之一，但随着汽车保
有量的飞速增加，交通事故的发生每年在不断快速 增长。据调查，许多交通事故是由于驾驶员操作不 当而引起的。例如：人们在平时使用汽车时经常会 使用制动系统，而手刹却经常被人们所忽视，因手刹 发生故障或使用不当而引起的事故也是屡见不鲜。 驾驶员由于经验不足或疏忽，在起步时没有及时松 开手刹就开动汽车，导致汽车起步困难，不仅加重油 耗，还对汽车刹车片造成磨损导致刹车失灵；汽车驻 车后，没有及时拉紧手刹就离开，可能造成溜车或追 尾事故。为了解决这一问题，该文设计一种汽车手 刹自动控制系统，利用单片机控制所设计的执行机 构，在相应条件下自动执行驻车制动及释放制动操 作，防止汽车起步时发动机熄火或起步后带有刹车 而造成对刹车片的磨损；而在汽车处于停车状态时， 及时拉紧制动装置，防止汽车驻车后溜车，减少交通 事故的发生，简化驾驶员操作的复杂程度。
器传感器信号用来间接判断汽车开始行驶时刻。
２．２信息处理模块 信息处理模块可采用多种单片机。以ＡＴＭＥＬ 公司生产的ＡＶＲ ｍｅｇａｌ６单片机为例，利用通用Ｉ／ Ｏ口实时接收传感器及开关信号输入的信息，ＡＶＲ ｍｅｇａｌ６单片机对这些信息进行快速准确的处理后
向执行单元输出控制信号。ＡＶＲ ｍｅｇａｌ６单片机
围电路，装入控制盒中形成一个单片机系统。通过
豢举＊浆豢＊∈睾弗豢弗豢弗※普崇鬻豢弗岽鬻崇鬻睾带来崇＊哗崇｛｛∈崇采豢拳豢睾崇弗崇睾崇弗豢睾崇来睾睾崇睾崇采崇睾崇誓＊＊愀睾糖＊＊＊带料豢鬻崇※崇鬻拳采鬻糖＊睾崇＊＊睾崇寨崇崇料半鬻豢率崇崇索采＊｝豢
社，２００９．
［７］Ｄｕｐｅ
Ｖ，Ｂｒｉａｎｄ Ｒ，Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｘ．Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｍｏｄｅｌ一
Ｉ竺Ｉ ］
贾萍，梁文鑫．基于单片机的汽车手刹使用不当和超速 语音提示装置的设计ＦＪｌ．郑州轻工业学院学报：自然 科学版，２０１２，２７（２）．
ｐ］
贾萍，别文群．单片机原理及应用［Ｍ］．广州：广东高 等教育出版社，２００７．
出与输人电压间差值带来的功率损耗，一般输入电 压为９～１５
Ｖ。
２．３执行模块 执行模块中指示灯可安装在驾驶室仪表盘上， 具有监测汽车制动情况和手刹控制系统正常工作与 否的作用。由单片机控制指示灯亮灭，指示灯亮，则 刹车解除制动；指示灯灭，代表刹车制动；若指示灯 出现异常情况，即与刹车实际情况不符，则可初步判 断汽车手刹控制系统出现异常。如图２所示，控制 箱可以安装在原来手刹安装位置，以减少结构改造。 执行机构由电机、凸轮、棘爪移动轴承、棘爪转动轴 承、自锁棘爪、棘爪支架、弹簧导向杆、棘爪位置控制 弹簧、衔铁、回位弹簧、衔铁限位挡板、电磁铁、箱体 和衔铁导轨组成，主要分为电磁制动装置和电机ｔｔ 锁装置两部分。电机自锁装置由步进电机、凸轮、２ 个轴承、自锁棘爪、棘爪位置控制弹簧组成；电磁制 动装置由电磁铁、衔铁、回位弹簧、衔铁限位挡板组 成。电磁铁通过螺栓或支架等相关装置安装于控制 箱体上。回位弹簧一端套在电磁铁圆柱凸台上，一 端置于衔铁孔内。衔铁一端连接调整拉杆，从而控 制驻车制动操作缆绳；同时安装在衔铁导轨上，保证 衔铁沿导轨往复运动。步进电机通过螺栓固定于箱 体上，在电机转子上安装一凸轮，凸轮与转动轴承面 接触。棘爪通过转动轴承安装在棘爪支架上端。棘 爪位置控制弹簧通过弹簧导向杆固定在箱体侧面，
（ａ）平面结构
（ｂ）Ａ向图
图２手刹自动控制系统执行单元的结构
２控制系统硬件设计
系统硬件方面具有制作方便、安装简单等特点。 信息处理单元可安装在汽车仪表盘上或和执行单元 一起置于控制箱内，执行单元可安装于原手刹位置， 原则上尽量减少汽车结构的更改。系统电路结构如 图１所示。
２．１信号采集模块 信号采集单元采集点火开关信号、汽车刹车信 号、车速信号、发动机转速信号、离合器传感器信号 和强制解除制动开关信号。其中：手刹开关信号、速 度信号、发动机转速信号和离合器开关信号由手刹 传感器、车速传感器、发动机转速传感器、离合器传 感器采集得到；点火开关信号、强制解除制动开关信
理单元、执行单元３个模块（如图１所示）。
信息采集单元的主要作用是通过相关传感器采
集汽车信息，通过电控单元ＥＣＵ将点火开关信号、 汽车刹车信号、发动机转速信号、车速信号、离合器 传感器信号和解除制动开关信号传送给系统信息处 理单元。 信息处理单元包括相应单片机及其附属电路。 单片机作为该系统的控制核心，配以一定数量的外
自动控制系统的目的在于通过单片机、传感器、电控 单元及步进电机、电磁铁的综合应用来全自动控制 汽车实施驻车制动。汽车电源接通后，通过单片机 处理相关开关信号及传感器信号；单片机处理完输 入信息后，根据需要控制电机、电磁线圈和指示灯， 以实施制动或解除驻车。根据系统功能要求和实际
情况，手刹自动控制系统分为信息采集单元、信息处
４控制系统软件流程设计
手刹自动控制系统控制流程如图３所示。当系 统检测到点火开关信号后，汽车电源系统接通，外部 中断“０”被触发，执行中断程序，手刹控制系统开始 工作。该系统工作状态分为以下几种状况： （１）检测发动机转速信号Ｎ，当Ｎ＝０，发动机 未起动时，可直接判断汽车处于制动状态。 （２）检测发动机转速信号Ｎ、离合器信号Ｌ、汽 车刹车信号Ｓ，当Ｎ≠０、Ｌ≠０、Ｓ一０时，说明驾驶 员踩踏离合器，判断汽车处于行驶换挡时刻；当Ｎ ≠０、Ｌ≠０、Ｓ≠０时，说明汽车已制动，判断汽车将 要起步，通过手刹自动控制系统解除制动。 （３）检测发动机转速信号Ｎ、离合器信号Ｌ、汽 车速度信号Ｄ，当Ｎ≠０、Ｌ一０、Ｄ≠０时，判断汽车 处于行驶中。 （４）当Ｎ３０、Ｌ＝０、Ｄ＝０、Ｓ≠０时，说明汽车 已经制动，返回主中断程序。若Ｎ≠０、Ｌ一０、Ｄ一 ０、Ｓ一０时，判断汽车处于临时停车状态，通过手刹 自动控制系统实施制动。 （５）当检测到强制解除制动开关信号ＳＷ≠０
［６］叶海见，张亚，李洪山．制动器试验台惯量模拟液压实 现方法的研究［Ｊ］．机械科学与技术，２０１３，３２（５）．
收稿日期：２０１３－－０８－－３０
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图ｌ
手刹自动控制系统电路原理
实时接收ＥＣＵ提供的传感器及开关信号信息，根 据单片机内储存的程序对这些信息进行准确判断处 理后向执行机构发出操作指令。 执行单元由电磁制动装置、电机自锁装置（如图 ２所示）及图１中的指示灯电路组成。执行单元的 作用是执行由信息处理单元传递过来的指令，完成 驻车制动、起步解除制动的相关操作。电磁制动装
价格便宜，功能齐全，抗干扰能力强，工作电压为４．５
～５．５ Ｖ，是高性能、低功耗的８位ＡＶＲ微控制器。
信息处理单元相关附属电路如图１所示。蓄电 池经稳压器（选用７８０５三端稳压集成电路）将电压 稳定于５ Ｖ，给该装置供电。７８０５三端稳压集成电 路使用可靠、方便，价格便宜，其极限输人电压为３６