大众电动机械式制动助力器

田振芳

(山西交通职业技术学院，山西 太原 030619)

车辆内燃机被电机替代后，即使在纯电动行驶时，如果司机踩了制动踏板，也必须要增大制动力的。这时，利用内燃机进气歧管压力来增大制动力，就无法实现了，因为这个真空助力只能在普通的行驶模式上才会有。因此，就采用了电动机械式制动助力器，这也就省去了需要另加的真空泵以及气动制动助力器了。

电动机械式制动助力器与传统的气动制动助力器相比，电动机械式制动助力器有如下主要的优点：

1) 不依赖于真空就能进行制动助力；

2) 压力建立快而猛；

3) 压力设置的准确性高；

4) 制动踏板特性/踏板力保持不变。

1 电动机械式制动助力器结构

电动机械式制动助力器由制动助力控制单元，制动系统蓄压器，串联制动总泵，电机变速机，制动液罐等组成，如图1、图2所示。

图1 电动机械式制动助力器结构

图2 电动机械式制动助力器外形

2 制动系统蓄压器

制动蓄压器的结构如图3所示。电驱动装置/三相交流电机在超速减速(惯性滑行)工况时，如果需要的话，它可以作为发电机使用来为高压蓄电池充电(能量回收)，这时电机是“被驱动的”。因此，这时电机就形成了一个阻力了，这也就在驱动轮上另增加了一个制动力矩。如果司机踩下了制动踏板，那么这个另增加的力矩会再次自动增大对车辆的制动作用。由于这个制动作用与司机意愿无关，因此司机要想实现预先定好的车辆制动状况，那还是比较难的了。因此，任何时候要想实现司机给定的制动力矩，司机应能评估出其效果才行。

由于在技术上好实现(花费少)，就在能量回收时降低液压制动压力。降低液压制动压力的目的在于:将“液压”制动和“电动”制动的综合效应调节到与实际的司机意愿相符的程度。为了实现这个目的，就使用了制动系统蓄压器。制动系统蓄压器可在需要时存储制动液，并可将其导回制动系统中。其目的在于降低制动压力。

图3 制动系统蓄压器结构

制动系统蓄压器直接连接至串联式制动主缸。如果车辆通过三相电流驱动装置减速(交流发电机模式)，则多余的制动液将被存储至制动系统蓄压器中。要想降低司机所施加的制动压力(在能量回收时取决于电驱动装置另加的制动力矩)，制动助力控制单元必须去操控蓄压器电机来工作。缸内的螺杆驱动装置使得活塞产生一个提升运动(直线往复运动)，这使得缸容积增大了，于是就从制动管路中吸进了制动液。因此系统内的制动压力就降低了(作用到制动器上的力矩自然也就降低了)。与此同时，制动助力作用通过电动机械式制动助力器就降低了，因此制动踏板不会松弛(下沉)。

如果在司机主动实施制动过程中，电驱动装置另加的制动力矩变小了或者电驱动装置的发电机模式彻底停止工作了(关闭了)，那么就必须使得先前已经降低了的制动压力再次增大。控制单元会再次操控蓄压器电机来工作，活塞的运动导致缸容积减小，缸内的制动液再次被送回制动管路于是制动系统内的压力也就相应地升高了。

3 制动助力控制单元制动过程

从电力驱动装置的动力和控制电子设备接收到三相电流驱动装置能够支持液压制动系统的信息。当车辆高速行驶时，可用的交流发电机制动转矩，制动压力不会增加或者会降低。随着车速降低，交流发电机的制动转矩增大。然后车轮上的制动压力会根据可用的交流发电机制动转矩而降低。为此，制动系统蓄压器吸入制动液，使液压制动系统中的压力降低。这意味着在特定时间段内可仅利用交流发电机的制动转矩进行减速。

如果在减速过程中交流发电机的制动转矩降低，则制动助力控制单元会向制动系统蓄压器的控制单元发送一个信号。然后蓄压器将存储的制动液返回制动系统，使液压制动系统中的压力增加。当车辆制动并且完全停止时，出现此情况。当车速低于10 km/h时，交流发电机转矩会降低。此时，车辆通过液压进行制动。

4 电动机械式制动助力器工作过程

对司机施加的制动力进行助力，是由电机-变速机构总成来进行的，具体说就是由一个同步电机通过相应的传动比来驱动两个主动齿轮轴，如图4。主动齿轮轴的齿部与加强壳上的齿部啮合，主动齿轮轴的旋转运动于是就被转换成了加强壳的纵向运动了。为了给制动力增力，就要使得加强壳朝串联制动总泵方向运动(在图中就是向左运动了)。在经过了一定的空行程后，加强壳就与推杆接触了，并会在电机继续工作时给加强壳施加一个力(这个力是司机脚踏力之外的一个力)。电机的继续工作是由制动助力控制单元来控制着的，该控制单元从集成着的踏板位置传感器处来获知制动踏板和推杆的位置信息。

图4 电动机械式制动助力器工作过程

电机转子的位置，也就是加强壳的间接位置信息，由电机内转子位置传感器(霍尔传感器)来侦测。通过推杆上的滑动轴承以及由该轴承实现的两部件的分离，就可以保证:即使在助力功能失效时，司机也能控制制动压力。控制单元会接通电源继续工作;当车辆停止且司机没有踏下脚制动器时，这个继续工作可长达约1分钟。如果在切断了电源时司机主动实施了制动，那么制动助力功能最多还能保持约6分钟。在3分钟和6分钟后，会出现相应的提示，警示司机要防止溜车;或者是提醒制动助力功能马上就要被关闭了。操控制动灯要用到电动机械式制动助力器的制动踏板位置传感器的信号。

在维修服务中，这些部件只能整体更换(如果需要更换的话)。更换了电动机械式制动助力器包括制动助力控制单元后，需要在线对控制单元进行编码。为此有个前提条件:制动系统需正确放气(排空气体)。随后进行基本设定，就可获知在没踏下制动踏板和已踏下制动踏板时相应的传感器测量值了。

另外，通过让电机工作可以建立起制动压力并确定出压力一容积特性曲线。这样也就确定出部件公差了，在随后的调节中会考虑到这公差的。同样，也需要对蓄压器进行基本设定。即使是在更换了蓄压器后，也需要做这两种基本设定。要想对电动机械式制动助力器和蓄压器进行功能检查的话，请执行元件诊断。