汽车电子制动器关键技术的研究及应用

郭云川，吴延霞

（德州学院，山东 德州 253023）

汽车电子制动器关键技术的研究及应用

郭云川，吴延霞

（德州学院，山东 德州 253023）

以某轻型家用轿车为研究对象，对基于汽车液压制动系统的汽车结构原理研究。针对目标研制电子制动系统的执行器控制器，研究适合的结构原理及机械器件，使系统更加简洁，通过对ECU数据添加实现其他电子控制系统，使制动系统更加方便简洁，形成大的控制框架，添加数据就可实现各种功能。文章就汽车电子制动器（Electromechanical Brake，EMB）关键技术的具体内容做研究探讨。

电子制动系统；结构原理；关键技术

20世纪80年代以来，汽车领域就已经研究成果并应用了ABS技术，又称为防抱死制动系统。该系统是通过液压制动器、ECU、传感器等精加工器件连接起来进一步融为一体，大大改善了汽车的操作性及稳定性，已经在汽车上广泛应用。但是随着社会进步，ABS系统已经不能满足人们需求与社会环保等诸多要求。要求改善技术或者在该技术上进一步改善，能够增加控制度且精确与伺服控制进一步提升。大规模集成电路研究引入EHB系统，使研究方向向电子信号方向发展，这样可以取代多余的液压或气压泵、液压软管及连接件，结构简单宜化，质量大大减轻，设计思路完全改善，制造设计成本大大下降，整车质量、油耗等都大大降低。电路的布置将改变车内布置规划，减小空间占量比，为乘客提供更多自由空间，提高舒适性。

1 汽车电子制动系统的结构及原理

汽车电子制动的制动踏板与制动器之间非机械连接，而是采用电线连接。制动器没有采用液压元件而采用电器件，省去沉重的液压阀大大减轻了整车质量。电子控制都采用程序数据控制，只要数据都输入ECU，就可以根据传感器，同时实现传统制动器的ABS和ASR等系统功能（图1所示）。因为比传统传感器省去了液压阀、液压管和密封件，采用电线电子元件，使安装较为轻便，节省安装空间。电子制动系统还有很强的整合特性，将原来多个系统整合到一起，实现传统多个独立元件（如：ABS、制动力辅助系统、巡航控制、稳定性控制等）的所有功能特性。只需要在电子制动器的整体程序中编写它们的所有程序并输入测得的标定数据就可以实现该功能，也可以称它们为子程序。

图1 传统制动系统与EMB系统的对比

电子制动的结构主要包括：①执行部分，电动制动器。驱动制动钳对制动盘的加紧放松都是通过电动机减速器以及运动转换装置来实现的。而电动机是通过EMB控制的，以此来实现制动效果。②控制部分，ECU（电子控制单元）通过传感器实现信息辨认，确认制动踏板制动器的状态。当踏板被踩下时，收到信号控制电机实现制动。接到车轮信息确认是否抱死、打滑等，实现制动与防抱死功能。ECU是整个车辆的控制单位还有别的控制权。在此不做介绍。③检测部分，即轮速传感器。精确快速报告车轮信息。④传递部分，电束。实现信号传递。⑤动力部分，电源。自励和它励两种。

2 汽车电子制动系统关键技术

EMB系统包括：每个车轮上的EMB执行器及控制器、车速、横摆角速度等传感器、集合和ABS、ASR、VSC等中心控制单元ECU、电子踏板、蓄电池或发电机。驾驶室员制动时踩下电子踏板，将停车信号及整个踩下时间信号传递给ECU，ECU根据车来自传感器的车速、轮速横摆角等信号确定车的运行工况。ECU综合来自传感器的信息并分析与设定的输入数据进行比较，然后对汽车的每个车轮EMB控制器发出信号来操作EMB执行器，同时ECU对车轮制动力车速的变化进行数据比对，对EMB执行数据不断调整达到最佳制动状态。车轮EMB系统主要包括执行器和控制器。如图2所示其中最主要最难实现的是EMB执行器，实际上它就是一个电子制动器，它不仅要完成纵向制动还要完成横向制动。所以就要求制动卡钳要求首先要将电动机的旋转运动变为直线运动，还要求制动卡钳上横向力的变化。EMB现在按照它们动力传输装置的不同有齿轮转换形式的联众类型齿轮机构和自增力杠杆传递能量自增力式执行器，但都需要专门减速增扭器件。通过研究发现可以使用涡轮蜗杆机构实现力的方向改变及减速增扭，方便容易布置，只需尺寸及传动。电动机完全按照电子制动系统的进行控制，实际间接由ECU进行下达指令。控制器对数据分析，每个车轮对各自数据公式进行计算，对执行器下达指令，影响制动效果。主要进行各轮数据研究统计，研究力学公式，进行ECU传达数据信息转化，实现平台化控制。

Research and Application of Key Technology of Automobile Electronic Brake

GUO Yun-chuan，WU Yan-xia
（Dezhou College，Dezhou，Shandong 253023，China）

This paper takes a light-duty family car as the research object，and makes a research on the automobile structure principle based on the automotive hydraulic brake system.The paper research actuator controller of electronic braking system according to target and suitable structure principle and machinery parts to make the system more convenient and concise.It realizes other electronic control system by adding ECU data to make the braking system more continent and forms a big control framework and Formation control framework as well as realizes various function by adding data.The paper makes a discussion on key technology in automobile electronic brake（Electromechanical Brake，EMB）.

electronic braking system；structure principle；key technology

U463.5

A

2095-980X（2016）10-0018-01

2016-09-15

郭云川（1991-），大学本科，主要研究方向：汽车交通运输工程。