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液压制动的终结-电子制动(EMB)技术发展简介

作者:时间:2013-12-23来源:网络收藏
p; 另外由于相应可以取消很多现有部件,因此可以大大的减轻系统的重量,便于对车辆底盘进行综合主动控制。其突出的优点是:不需要制动管路从而降低了制造成本和安装布置的难度、制动效能得到了提高性能稳定、不需要制动液降低了成本并且保护环境、便于融人到车辆综合控制的网络中去(CAN总线)、由于减少了部件数降低了对空间的占用、由于制动踏板只提供参考输人不直接作用于制动系统之上便于改善踏板性能。

从20世界90年代开始,一些著名的汽车电子零配件生产厂商如Bosch,Siemens以及ContinentalTeves等相继开始了对电制动器的研究,并做过一些相应的系统仿真和装车试验。如下图所示是德国一家公司开发的制动系统的示意图:

2 电子机械制动系统

2.1 EMB的发展和现状

EMB起先是应用在飞机上的,如美国的F-15战斗机就采用了EMB制动器,后来才慢慢转化运用到汽车上来。EMB与传统的制动系统有着极大的差别,其执行和控制机构需要完全的重新设计。其执行机构需要能够把电动机的转动平稳转化为制动蹄块的平动、需要能够减速增矩、需要能够自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等,而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑,是整个EMB系统中非常重要的组成部分;其控制部分也要求能精确控制电动机的转速和转角从而防止制动抱死。最近几年一些国际大型汽车零配件厂商和汽车厂进行了一些对于EMB制动系统的研究工作,也申请了一部分专利,主要参与竞争的公司有:Conti-nental Teves、Siemens、Bosch、Eaton、Allied Signal、Delphi,Varity Lucas、Hayes等等,而国内在此项目上的研究基本为空白,仅有二汽、清华大学和南京航空航天大学进行了一些相关的研究工作。

2.2 EMB系统的结构和分类

对于EMB系统的机械执行机构,它直接接受电动机产生的力矩,并放大作用到制动盘上,其结构应该满足如下几个基本的要求:

1)结构紧凑,便于布置;

2)能够把转动转化为平动;

3)有减速增矩、自增力机构;

4)能够自动补偿制动间隙;

5)能够提供停车时的驻车制动;

6)安全可靠、工作时间长。

如前所述的各家公司都取得了各自的研究成果并成功申请了部分专利保护。总的来说,EMB制动系统从节省能量的角度来说可以分为两个大类,其一是电动机直接带动机械执行机构然后作用到制动盘上,其典型是Continental Teves公司研制的制动器;第二类是电动机通过一个自增力机构,间接作用到制动盘上,可以大大降低系统所消耗的能量,German Aerospace Center (DLR)内部资料显示其公司研制的EMB制动系统eBrake比第一类结构节省了约83%的能量。第一种结构形式的制动器特点是控制简单,制动过程稳定;但是由于电机提供所有推动制动块所需的推力,使得所需的驱动电机的功率很大,从而造成电机的尺寸、重量和能耗都较大。第二种结构形式的制动器由于间接利用了汽车的动能作为制动自增力,驱动电机所需功率可大幅下降,只需要约3%的其它替代方案的能耗,其体积、尺寸和重量也必然比第一种结构形式的制动器小,不过目前这种形式的制动器控制难度大,制动稳定性也不如前者。

2.3 EMB所需解决的问题

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