汽车线控制动技术的研究与分析
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第1篇一、引言汽车制动系统是汽车安全行驶的重要组成部分,其性能直接影响着行车安全。
为了提高汽车制动系统的性能,我国汽车制动行业不断进行技术创新和优化。
本文通过对汽车制动系统的实验分析,总结其性能特点,为汽车制动系统的研发和应用提供参考。
二、实验目的1. 分析汽车制动系统的性能特点;2. 评估汽车制动系统的可靠性;3. 为汽车制动系统的改进提供依据。
三、实验方法1. 实验对象:选取某品牌汽车,车型为XX型;2. 实验设备:汽车制动性能测试台、制动踏板力传感器、速度传感器、制动距离传感器等;3. 实验内容:汽车制动性能试验,包括制动距离、制动减速度、制动协调时间等指标;4. 数据处理:采用统计学方法对实验数据进行处理和分析。
四、实验结果与分析1. 制动距离实验结果显示,该车型在高速行驶时,制动距离为100m,满足国家标准。
但在中低速行驶时,制动距离略大于标准值。
这可能是由于中低速行驶时,驾驶员对制动踏板的控制不够精准,导致制动距离增加。
2. 制动减速度实验结果显示,该车型在高速行驶时,制动减速度为10m/s²,满足国家标准。
在中低速行驶时,制动减速度为8m/s²,略低于标准值。
这可能是由于制动系统在低速行驶时,制动力分配不均,导致制动减速度下降。
3. 制动协调时间实验结果显示,该车型在高速行驶时,制动协调时间为0.8s,满足国家标准。
在中低速行驶时,制动协调时间为1.2s,略高于标准值。
这可能是由于制动系统在低速行驶时,制动力响应速度较慢,导致制动协调时间增加。
4. 制动系统可靠性通过对实验数据的分析,该车型在高速行驶时,制动系统可靠性较高,但在中低速行驶时,制动系统可靠性有所下降。
这可能是由于制动系统在低速行驶时,制动力分配不均,导致制动效果不稳定。
五、结论与建议1. 结论通过对汽车制动系统的实验分析,得出以下结论:(1)该车型在高速行驶时,制动性能较好,满足国家标准;(2)在中低速行驶时,制动性能略低于标准值,需要进一步优化;(3)制动系统在低速行驶时,可靠性有所下降,需要提高制动力分配均匀性。
线控制动系统的组成和工作原理线控制动系统是汽车制动系统的一种类型,它由主缸、助力器、制动阀、摩擦制动器和管路组成。
这种制动系统通过车辆驾驶员踩踏制动踏板,通过线性力将压力传递到车轮的制动器上,实现车辆的制动功能。
下面将详细介绍线控制动系统的组成和工作原理。
1.主缸:主缸是制动系统的核心部件,它通过踏板上施加的力来产生压力,并将压力传递到制动器上。
2.助力器:助力器在制动过程中起到增加制动压力的作用。
助力器一般通过真空或液压力来提供辅助力。
3.制动阀:制动阀用于控制制动系统中的压力分配。
它可以根据不同的驾驶条件和制动需求来调节制动压力的大小。
4.摩擦制动器:摩擦制动器是实现制动功能的装置,它由制动盘和制动片组成。
在制动过程中,制动片通过与制动盘的摩擦,将车轮的转动阻止,实现制动效果。
5.管路:管路用于传输制动液体。
它连接主缸、助力器、制动阀和摩擦制动器,将液压传递到制动器上。
1.当驾驶员踩踏制动踏板时,施加的力传递到主缸上。
主缸内的活塞受力后向前移动,通过压缩制动液体产生压力。
2.制动液体的压力将通过管路传递到助力器中。
助力器增加制动压力,并将压力传递到制动阀上。
制动阀根据制动信号控制制动压力的大小。
3.制动阀将制动压力分配到各个制动器上,驱动制动器的活塞向外移动。
制动器的摩擦片通过与制动盘的摩擦力将车轮的转动阻止。
4.当驾驶员释放制动踏板时,制动系统中的压力释放。
制动器的释放机构使摩擦片离开制动盘,车轮恢复转动自由。
5.在整个制动过程中,系统中的制动液体起到了传递力和平衡压力的作用,确保制动系统的正常工作。
总之,线控制动系统通过驾驶员的操作将力转化为压力,并通过液压传递到制动器上实现车辆的制动功能。
它具有制动力平衡性好、制动效果稳定、操作灵活等特点,被广泛应用于现代汽车中。
2024年线控制动系统市场分析报告 前言 本报告对线控制动系统市场进行综合分析,并提供市场发展趋势、竞争格局以及未来前景的展望。
1. 概述 线控制动系统是一种用于控制和操作机械装置的系统,通常由传感器、执行器和控制器组成。线控制动系统在各个行业中广泛应用,包括汽车、航空航天、工业制造等。
2. 市场规模及发展趋势 据市场研究数据显示,线控制动系统市场正在逐步增长。预计该市场的复合年增长率将保持在X%左右,到20XX年预计市场规模将达到XX亿美元。
以下是推动线控制动系统市场增长的主要因素: • 不断增长的汽车产量和销售额,特别是电动汽车市场的快速发展; • 工业4.0和智能制造的推进,促进了线控制动系统的需求; • 航空航天产业的快速增长,对高性能线控制动系统的需求增加。 3. 市场竞争格局 当前线控制动系统市场呈现出激烈竞争的态势。主要竞争者包括全球知名的制造商和供应商。以下是市场上的几个主要竞争因素:
• 产品性能和质量:线控制动系统需具备高精度、高可靠性和长寿命的特点,因此产品性能和质量是竞争的关键因素。
• 成本和价格:市场上价格竞争激烈,线控制动系统制造商需要在保持产品质量的前提下,寻找降低成本的方法,以提供具有竞争力的价格。
• 技术创新:新技术的应用对市场竞争具有重要意义,例如无线控制、自动化控制等,可以提升产品的功能和性能。
4. 市场前景 未来几年,线控制动系统市场仍将保持较快的增长态势。以下是未来市场发展的几个重要趋势:
• 电动汽车市场的快速增长将带动线控制动系统的需求增加。 • 工业4.0和智能制造的推进将促使线控制动系统的应用更加广泛,涉及到更多的行业和领域。
• 无线控制技术和自动化控制技术的发展将为线控制动系统市场带来更多机会。 结论 线控制动系统市场将面临激烈的竞争,但也将迎来巨大的发展机遇。制造商和供应商应关注产品质量和性能的提升,积极寻求技术创新,以满足市场的需求。未来随着电动汽车市场和智能制造的持续发展,线控制动系统市场有望迎来更快的增长。
线控制动系统的组成和工作原理1.制动线:制动线是线控制动系统中最关键的部分,它通过操纵线将制动力传递给制动机构。
制动线通常由金属丝绳制成,具有较高的强度和硬度,能够承受较大的制动力。
2.制动手柄:制动手柄是位于驾驶员区域的手动操作装置,通过手柄的拉动来控制制动力的大小。
制动手柄通常安装在车辆的方向盘下方或中央控制台上。
3.制动平衡杆:制动平衡杆是连接制动手柄和制动力传递机构的部件,它通过手柄的拉动将制动力传递到制动力传递机构,进而操控制动线的拉动。
4.制动力传递机构:制动力传递机构是将制动力从制动平衡杆传递到制动线的装置。
它通常由一组滑动杆和连杆组成,通过机械传动来实现制动力的传递。
5.制动机构:制动机构是最终实现刹车效果的部分,它通过制动线的拉动来实现刹车盘或刹车鼓的摩擦,从而将车辆的动能转化为热能,实现刹车效果。
制动机构包括刹车盘、刹车鼓、刹车片和刹车鼓罩等部分。
1.驾驶员通过操作制动手柄,拉动制动平衡杆。
2.制动平衡杆将拉力传递给制动力传递机构。
3.制动力传递机构将拉力通过滑动杆和连杆传递给制动线,使制动线拉动。
4.制动线的拉动将制动力传递给制动机构。
5.制动机构通过刹车盘或刹车鼓的摩擦,将车辆的动能转化为热能,从而实现刹车效果。
需要注意的是,在线控制动系统中,制动力的大小可以通过控制制动手柄的拉力来调节。
拉力越大,制动力越大,刹车效果越明显。
1.操纵简单:线控制动系统的操作相对简单,只需拉动制动手柄即可实现刹车,驾驶员容易上手。
2.制动力可调:通过调节制动手柄的拉力,可以调节制动力的大小,适应不同路况和驾驶需求。
3.效果稳定:线控制动系统的制动效果相对稳定,不受外界环境的影响。
4.维护方便:线控制动系统的零部件相对较少,维护起来相对方便。
综上所述,线控制动系统是通过操纵线来实现刹车的系统,它由制动线、制动手柄、制动平衡杆、制动力传递机构和制动机构等部分组成。
通过驾驶员操作制动手柄,拉动制动平衡杆,将制动力传递到制动线上,实现刹车效果。
2024年汽车线控制动系统市场发展现状前言汽车线控制动系统是汽车中关键的系统之一,负责控制汽车的动力传递和刹车系统,直接影响汽车的安全性和性能。
随着汽车工业的快速发展,汽车线控制动系统市场也呈现出快速增长的趋势。
本文将对当前汽车线控制动系统市场的发展现状进行分析和总结。
市场规模及增长趋势据统计数据显示,汽车线控制动系统市场在过去几年保持了平稳增长。
根据市场研究公司的数据,2020年全球汽车线控制动系统市场规模达到了3000亿美元,预计未来几年将以每年5%左右的速度增长。
市场增长的主要驱动因素包括汽车工业的发展、技术进步和消费者对汽车安全性的重视。
市场主要参与者汽车线控制动系统市场竞争激烈,主要参与者包括汽车制造商、零部件供应商和技术解决方案提供商。
全球领先的汽车线控制动系统制造商包括博世、大陆集团、ZF 集团等。
这些公司通过不断的研发和创新,不断提升产品质量和性能,以满足不同汽车制造商和消费者的需求。
技术趋势随着汽车工业的发展,汽车线控制动系统的技术也在不断进步和演进。
以下是当前汽车线控制动系统市场的一些主要技术趋势:1. 电动化随着电动汽车市场的快速发展,汽车线控制动系统也出现了电动化的趋势。
电动汽车的线控制动系统使用电动机代替传统的内燃机,提供更高的动力输出和更高的能量效率。
2. 智能化智能化是当前汽车行业的主要趋势之一,汽车线控制动系统也不例外。
智能化的线控制动系统可以通过传感器和计算机控制单元实现更高的精度和可靠性。
例如,智能刹车系统可以根据驾驶员的行为和路况变化实时调整制动力度,提升安全性和驾驶体验。
3. 故障诊断随着汽车线控制动系统的复杂性增加,故障诊断也成为了一个重要的技术趋势。
现代汽车可以通过自动诊断系统检测和报告线控制动系统的故障,以提高维修效率和安全性。
市场挑战与机遇虽然汽车线控制动系统市场发展迅速,但仍面临一些挑战。
首先,市场竞争激烈,厂商需要通过不断的创新和技术升级来保持竞争力。
商用车底盘线控技术研究现状及应用进展摘要:线控底盘技术是国内主机厂和零部件厂商在突破“卡脖子”瓶颈,掌握汽车核心技术和提升产品竞争力的重要关键之一。
同时线控底盘是实现新能源智能汽车、自动驾驶SAEL3的“执行”基石和重要技术基础。
在线控底盘四大技术系统中,线控油门和线控换挡技术发展较为成熟,技术门槛相对较低,且渗透率稳定。
线控制动技术成熟度提升较快,且由于线控制动技术解决了新能源汽车真空助力缺失的问题,在新能源汽车中渗透率将快速提升。
关键词:商用车;底盘线控技术;应用引言当今全球汽车产业面临前所未有的百年变局,在国家“双碳”目标指引下,中国汽车产业正在向着电动化、智能化和网联化(简称“三化”)快速发展,辅助驾驶和自动驾驶技术大量涌现。
线控底盘技术作为支撑实现辅助驾驶和自动驾驶的关键基础技术,也是被行业公认的“卡脖子”技术,亟需突破解决。
因此,线控底盘技术已成为商用车行业技术的研发热点。
1线控底盘的工作原理线控底盘包含了线控转向系统、线控制动系统、线控驱动系统、线控悬架系统等,各个系统与车辆VCU的信息传输与控制由CAN总线完成,当摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达等环境传感器采集到环境信息后,通过运算平台的计算,将车辆的控制信息通过CAN总线传输至车辆的整车控制器,整车控制器对控制信息再次分析处理,并通过CAN总线发送至线控底盘的各个模块,从而根据实际道路环境实现转向、制动、加速、换挡等动作。
2线控底盘技术框架和发展方向概述新能源汽车变革是中国汽车产业链弯道超车的历史性机遇。
传统燃油车时代欧美日整车厂占据主导地位,涌现出博世、采埃孚、麦格纳、大陆等零部件巨头;而在新能源汽车时代,中国品牌有望实现弯道超车,带动产业链协同成长,叠加中国速度和性价比优势,必将诞生领先全球的自主零部件巨头。
新能源智能汽车需求驱动底盘线控化升级,传统燃油车的底盘系统由驱动、传动、转向、制动等组成,机械、液压零部件繁多,且结构复杂,无法满足新能源和自动驾驶对车辆操控性和主动安全的需求;而通过线束传输信号+电机直接驱动能实现对执行机构高效、精准的控制,底盘控制系统的智能化升级驱动线控转向、线控制动等线控系统的技术发展和应用。
线控汽车底盘控制技术浅析概要:相当于传统汽车在控制来说,线控汽车具有非常显著的现实意义,同时还具备有效的优势,但是传统汽车完成操纵控制的方法是使用机械系统以及液压系统,这相对于线控技术来说非常的安全、稳定以及成熟。
跟飞机之间存在明显的区别,汽车具有一个非常复杂的行驶环境,所以想要在汽车上有效的使用线控技术那么就需要格外的重视以及关注稳定性以及安全性。
对线控汽车的研究中国还处于一个初级阶段,主要是因为其起步非常的晚,相比国外来说差的距离较大。
在实际工作中,中国各高校研究线控系统还是相对比较早的,但是其大部分是针对线控系统理论的。
同济大学在2004年期间于上海国际工业博览会完成了四轮独立驱动微型电动车春晖三号的展示,其配备线控转向系统[ 2 ]。
一、汽车线控系统原理分析、控制分析(一)线控转向系统分析线控转向系统的使用可以从根本上脱离方向盘跟转向车轮两者之间的机械连接需要,车轮转向由电信号来有效的控制,可以完成汽车转向系角传递特性的实现,同时可以完成汽车转向系力传递特性的实现,可以完成其他大部分传统转向系统功能的有效发挥[ 3 ]。
线控转向系统组成部分主要有以下几个部分:路感模拟系统、线控转向系统控制器、转向执行总成等。
在实际工作中,如果是传统的方向盘,那么就能够使用以下部件代替:开关、操纵杆、按钮等。
相应在实际工作中,最大程度降低驾驶人驾驶装有线控转向系统汽车所产生的不适感,目前很多的线控转向系统,在设置方向盘的过程中,还是按照实际情况的需要适当的完成了方向盘组件的保留。
因为线控转向系统的实现,促使机械连接显得多余,车轮转向发生了本质上的转变,例如:一开始为传统的驾驶人控制转变方向,最后使用该项系统之后,转化成为电或液压驱动系统来完成方向的控制。
在实际工作中,我们重视系统的安全性,所以一部分线控转向系统会拥有两套驱动系统。
例如:我们选择使用电液复合硬件冗余控制系统可以促使两套驱动系统中的一套驱动系统在运行过程中出现问题的时候就可以第一时间对其进行有效的处理干预,处理问题一般是选择使用备份驱动系统,有利于为汽车基本转向功能提供切实的保障。
集成式线控制动系统试验标准方法一、引言集成式线控制动系统试验标准方法是指在车辆工程学领域中,对集成式线控制动系统进行试验和评估时所遵循的一套标准方法。
这一领域的发展离不开标准方法的制定和完善,而集成式线控制动系统又是车辆工程中一个至关重要的部分。
本文将深入探讨集成式线控制动系统试验标准方法,以便更深入地理解这一主题。
二、集成式线控制动系统试验标准方法的定义集成式线控制动系统是现代汽车制造中的一项关键技术,它通过对车辆动力系统的精确控制,有效提高了汽车的动力性能和燃油经济性。
试验标准方法则是为了对这一系统进行评估和验证而制定的一套规范流程和方法。
这些方法包括了在试验过程中应该采用的设备、测试条件、评估指标等方面的规定,以确保试验结果的准确性和可比性。
三、集成式线控制动系统试验标准方法的深度和广度从深度上看,集成式线控制动系统试验标准方法涉及到了从系统设计到实际试验的全过程。
首先需要对系统的功能需求进行分析和明确,然后设计相应的试验方案和标准。
在试验过程中,需要考虑到各种不同的工况和环境条件,以保证试验结果的真实性和可靠性。
而从广度上看,集成式线控制动系统试验标准方法还需要考虑到不同车型和不同品牌的适用性,以及在全球范围内的通用性和可操作性。
四、集成式线控制动系统试验标准方法的个人理解在我的理解中,集成式线控制动系统试验标准方法不仅仅是一套规范的流程和方法,更是对整个汽车工程领域的一种规范化管理和技术积累。
通过遵循这一标准方法,不仅可以提高试验工作的效率和质量,也可以为汽车制造企业提供更可靠的技术支撑和保障。
这也有助于促进全行业的技术交流和合作,推动整个汽车工程领域的持续发展和进步。
五、总结集成式线控制动系统试验标准方法是车辆工程领域中一个至关重要的部分,它的深度和广度涵盖了整个系统的设计、试验和评估过程。
通过遵循这一标准方法,可以有效提高汽车动力系统的性能和可靠性,促进整个汽车工程领域的发展和进步。
智能汽车底盘线控制动系统项目可行性研究报告写作模板-立项备案 (一)智能汽车底盘线控制动系统项目可行性研究报告写作模板-立项备案一、项目立项背景智能汽车底盘线控制动系统具有车辆操控更加稳定、安全性高等优点,但目前市场上尚未推出该系统。
本项目旨在研究开发出一款智能汽车底盘线控制动系统,并提出可行性研究报告,为未来项目开展创造条件。
二、项目可行性分析1. 技术可行性:本项目需要应用到多种技术手段,包括智能识别系统、实时控制技术、传感器技术等。
现有技术研究发现,以上技术手段已具备实现该项目的基础条件。
2. 经济可行性:本项目需向市场引入创新技术,具备市场竞争力。
市场需求饱和度小,具有较好的市场前景。
本项目还需要投入资金、人力资源、运营成本等,需要在市场经济条件下进行投资回报预测。
通过市场前景预测,项目实施的经济效益预计良好。
3. 社会可行性:本项目开发的智能汽车底盘线控制动系统,能够提高车辆安全性,减少道路交通事故发生,符合社会公共利益,受到社会广泛关注和支持。
三、项目实施方案1. 内部组织架构本项目组织机构应针对该项目的特点建立,包括组织结构、人员聘用、工作流程以及统筹管理等。
2. 外部资源整合充分利用各方资源,如科研院所、政府资金支持等,发挥各方优势,以使项目研究开发顺利展开。
3. 实施进度计划制定项目的实施进度计划,明确研究分期进展和研究成果考核的标准,确保项目可以按计划顺利开展。
四、项目风险控制在项目研究开发过程中,可能会遇到多种风险,如技术创新风险、市场适应性风险、成本风险等。
因此,应当提前制定风险识别和控制计划,及时发现和处理风险,减少风险带来的损失。
五、项目预计收益研究和开发出智能汽车底盘线控制动系统项目,能够实现市场竞争力的增强、技术水平的提升、社会福利的提高,并能带来相应的经济效益,预计该项目的总收益将达到一定程度。
六、结论本报告是对智能汽车底盘线控制动系统项目的可行性研究报告,从技术可行性、经济可行性、社会可行性三个方面进行了分析研究。
汽车底盘新技术目前,汽车底盘新技术主要包括线控制动系统、转向控制系统、主动悬架控制系统、底盘线控系统和连续控制底盘系统等。
相关技术的最新研究和发展趋势是,利用高速网络将各种控制系统联成一体形成总体控制系统,以提高汽车的主动安全性、机动性和舒适感。
一、线控制动系统线控制动系统(Brake-By-Wire,简称BBW)是一种新型的智能化制动系统,也是未来制动控制系统的发展趋势。
BBW 包括电制动器、线控制动控制单元、传感器、线束、电源、制动手柄或电子制动踏板等。
其简单的组成结构,省去传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、液压阀和复杂的管路,提高了整车质量和性能。
BBW不同于传统的制动系统,其传递的是电力,而不是液压油或压缩空气。
它采用嵌入式总线技术,可以与防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、车身电子稳定系统(ESP)、主动防撞系统(ACC)等汽车主动安全系统协同工作,通过优化微处理器中的控制算法,可以精确地调整制动系统的工作过程,缩短制动响应时间,提高车辆的制动效果,加强汽车的制动安全性能。
BBW以电能作为能量来源,通过电机或电磁铁驱动制动器,并且采用电线连接,耐久性好,可改善各种电控制动能效。
系统总成制造、装配、测试简单快捷,安装和维修简单方便。
二、转向控制系统转向控制系统是为了改善用户的转向操纵感,减轻用户的体力消耗和提高汽车的转向性能而设计的。
它的基本要求是:汽车在低速行驶时,能够减少驾驶员作用于方向盘的转向力;汽车在高速行驶时,能够通过转向盘向驾驶员反馈适度的转向力。
转向控制系统主要包括车身电子稳定系统、主动前轮转向系统、后轮转向系统等。
文/上海 徐晓虎1.车身电子稳定系统车身电子稳定系统(E l e c t r o n i c Stability Program,简称ESP)由转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器和方向盘油门刹车踏板传感器等组成。
EPS是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统相比,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。
123 10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.037 汽车线控制动技术的研究与分析
董雪梅 (安徽车桥有限公司,安徽 宿州 234000) 摘 要:随着电子控制技术在汽车上的广泛运用,线控制动技术作为一种新技术被各大汽车制造厂家所推崇,有的厂家已投入研发或已在试验车上进行实验验证。线控制动与传统制动技术相比具有结构简单、功能完善、响应迅速等特点。因此,线控制动技术在未来被用于替代汽车传统的制动控制方式已是必然趋势。文章简述了线控制动技术与传统制动技术的区别,并对线控制动技术的两种主要形式,即电子液压制动和电子机械制动进行了简单分析和介绍。 关键词:线控制动;电子液压制动;电子机械制动 中图分类号:U462 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)05-123-03
Research and Analysis of Vehicle Brake by Wire Technology Dong Xuemei ( Anhui axle co. LTD, Anhui Suzhou 234000 )
Abstract: With the extensive use of electronic control technology in automobiles, brake by wire technology has been highly praised by major automobile manufacturers as a new technology, and some manufacturers have invested in research and development or have been experimentally verified on prototype vehicles. Compared with the traditional brake technology, thebrake by wire hasmany advantages such as simple structure, perfect function and rapid response and so on. Therefore, it is inevitable trends that brake by wire technology will be used to replace the traditional brake control method in the future. This paper briefly describes the difference between the brake by wire technology and the traditional brake technology, and briefly analyzes and introduces the two main forms of brake by wire technology, namely electro-hydraulic brake and electro- mechanical brake. Keywords: brake by wire; electro-hydraulic brake; electro-mechanical brake CLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)05-123-03
1 线控技术的应用背景 线控(X-By-Wire)系统作为一种新技术,是用电源导线取代传统的机械连接,采用电动机或其他动力源驱动汽车部件的工作。线控技术最早由美国航天局应用于航天飞机,目前在汽车上的应用主要有线控电子油门、线控电子转向、线
控电子悬架等。线控技术与传统的机械连接相比,具有质量更轻,布置更加方便,响应速度更加快捷等优点。同时,在电脑控制的基础上采用了线控技术,使线控部件的工作状态与整车的协调性得到有效的提升。
2 线控制动技术 传统制动是通过驾驶员踩下制动踏板,利用液压或气压驱动制动器工作,完成对汽车的制动。而线控制动(Brake-By- 作者简介:董雪梅(1976-),女,工程师,就职于安徽车桥有限公
司,多年从事车桥设计开发工作。 汽车实用技术 124 Wire),则由电源导线取代传统制动的机械连接,集成有位置传感器的电子制动踏板取代原有的机械制动踏板(类似于电子加速踏板)。当驾驶人踩下制动踏板时,制动踏板上的位置传感器将制动踏板的行程信号通过连接线传递给电子控制单元(ECU),ECU根据制动踏板行程的信号并结合其他信号综合分析车辆的行驶工况,计算出每个车轮需要的理想制动强度,并对安装在各车轮上的电动机或其他动力源发出指令,驱动制动器工作,实现对车轮的制动。 由于线控制动采用了ECU控制技术,ECU的可靠性、抗干扰性、容错性以及不同控制系统之间通信的实时性,包括CAN总线的容错性及动力电源的稳定性等都有可能对制动控制产生影响,这也是线控制动至今未广泛推广的原因之一。毕竟车辆行车中的制动是安全大事,容不得有半点瑕疵。目前,国内外多家汽车制造厂家和相关科研单位对线性制动控制相关产品的实用性进行实验论证,从而加快了线性制动控制技术推广应用的步伐。 根据工作原理的不同,线控制动控制技术分为电子液压制动系统(EHB)和电子机械制动系统(EMB)两种。 3 电子液压制动系统 电子液压制动(EHB)系统是在传统制动的基础上,将电子元件与原有的液压系统整合到一起,该系统也可以视为是线控制动控制技术的前期产物。 图1 电子液压制动系统示意图 当驾驶人踩下制动踏板时,集成在制动踏板上的传感器将制动踏板的行程及驾驶人踩下控制踏板时的速度,转换为电信号传递给制动控制单元(ECU),ECU通过CAN总线与外部系统交流,综合其他电信号判断车辆的运行工况,计算出每个车轮的最佳制动力,并通过智能接口输出控制信号到液压系统,液压系统中包含由电动油泵和高压蓄能器组成的液压供给部分和车轮制动压力模块,车轮制动压力模块独立的控制和调节各个车轮制动器中的油压大小,进液阀开启,液压供给部分的高压油液进入车轮制动器,使制动器工作对车轮产生制动力。当减小车轮制动强度或解除制动时,出液阀开启,车轮制动器中的油压降低,制动力也随之减小,直至制动器完全退出工作(图1)。此外,为了使驾驶员对于制动强度有直观的感受,线控制动系统中通常采用踏板行程模拟器,踩制动踏板的行程越大,模拟器上的阻力也就越大,使驾驶员在使用线控制动系统时和使用传动的液压制动系统感受基本相同。 为防止EHB系统失效造成制动失灵,EHB系统仍然保留着传统的液压制动系统,当EHB系统失效时,备用开关打开(图1),制动踏板连接的制动主缸通过备用开关连接各个车轮制动器的制动轮缸,进入常规的液压系统制动模式,保证车辆制动的基本需要。EHB系统的车轮制动压力模块能根据汽车行驶工况要求,计算出各车轮需要的制动力并分别进行控制,所以,EHB系统能够有效减少车辆制动距离,提高行驶安全性。另外,EHB系统能通过软件集成如ABS、ESP、TCS等功能模块,进一步提高行车的安全性及舒适性。 由于EHB采用了线控技术,在制动器和制动踏板之间没有液压或机械连接,因此,当制动强度过大,进行防抱死调节时,制动踏板上感受不到由于液压管路油压波动产生的反冲作用力,提高了驾驶员的操作舒适性。 当制动器涉水后,EHB系统可以通过适当的制动动作,恢复制动器的干燥,保持制动器的工作性能。与传统的液压或气压制动系统相比,EHB系统具有无可比拟的优越性,其结构紧凑、响应迅速、制动力可精确控制,易于实现再生制动、提高了制动效能、制动噪声更低、不需要助力机构、改善了驾驶员的操作舒适性。
4 电子机械制动系统 电子机械制动(EMB)系统是一种全新的设计理念,EMB系统完全摒弃了传统制动系统的制动液及液压管路等部件,由电机驱动产生制动力,每个车轮上安装一个可以独立工作的电子机械制动器,系统工作时,制动控制单元ECU接收制动踏板传来的踏板行程信号及踩制动踏板的速度信号并结合其他电信号,明确汽车行驶状态,分析各个车轮上的制动需求,计算出各个车轮的最佳制动力大小,并输出控制信号,分别控制各车轮上的电子机械制动器中工作电机的电流大小和转角,通过电子机械制动器中的减速增矩以及运动方向转换,将电机的转动力矩转换为制动钳块的夹紧力,产生足够的制动转矩。制动强度的调整以及解除制动,也通过ECU输出电信号控制电机的电流大小和转角实现。EMB系统内没有液压驱动和控制部分,机械连接只是存在于电机到制动钳的驱动部分,由导线传递能量,数据线传递信号,因而被称为完全的线控制动系统。 EMB系统的关键部件之一是电子机械制动器,它通过减速增矩以及运动方向转换,将电机的转矩改变为制动钳块的董雪梅:汽车线控制动技术的研究与分析 125 夹紧,通过相应的机构或控制算法补偿由于摩擦片的磨损造成的制动间隙变化,同时,电机和驱动机构等都装在制动器上,其结构设计必须十分紧凑,以满足空间要求。电子机械制动器按其结构特点和工作原理可以分为两大类。 (1)无自增力制动器:电动机通过减速增矩的机械执行机构产生夹紧力作用到制动盘上,制动力矩与制动盘和摩擦片之间的压力、摩擦系数成线性关系,因而控制驱动电机的电流和转角大小即可实现对于制动转矩的控制,控制系统相对简单,制动器的工作性能稳定,但对于电机的功率要求较高,因而尺寸较大,如图2所示。 图2 无自增力制动器 (2)自增力制动器:在制动盘与制动钳块之间增加了一个楔块,制动工作时,制动盘的摩擦力有使楔块楔入,增大夹紧力的趋势,从而产生自增力效果,故又称为电子楔块制动(EWB,Electronic Wedge Brake),这一类制动器中,电机驱动楔块移动,与摩擦片接触后,自增力机构作用使压力增加,产生更强的制动效能,因此电机的功率较小,装置的体积和重量也较小,但EWB的制动效能取决于楔块的工作状况,因此对楔块的工艺及精度要求很高,不易加工。而且其制动稳定性相对较差,难于控制。如图3所示。 图3 自增力制动器 电子制动系统作为汽车安全行驶的灵魂,在现阶段的汽车安全性能评测方面具有举足轻重的重要作用。而随着电子科技的迅速发展,传统的机械制动系统渐渐难以和汽车行驶过程中日益增加的安全需求相匹配,其依靠传统的气压、液 压的制动方式不仅使得整个制动系统的响应速度较长,也使得后期的装配及维修工作更为困难。而电子机械制动系统的主要元件是电驱动元件,其在保证迅速的响应速度的基础上,还能够进一步整合ABS、TCS及电子驻车制动等多样化功能,提供更为可靠的制动方式。 与EHB相比,EMB中没有液压驱动部分,系统的响应速度更高,工作稳定性和可靠性更好,但由于完全采取线控的方式,不存在备用的制动功能,因而对系统的工作可靠性和容错要求更高。与传统制动系统相比,EMB系统中主要由电子机械制动器、ECU和传感器等组成,结构极为简单紧凑,从而使制动系统的布置、装配和维修都非常方便,同时由于减少了很多现有部件,大大减轻了系统的重量,更为显著的是随着制动液的取消,使环境得到很大程度地改善。另外,使用电信号控制电机驱动,使制动系统的响应时间缩短,同时,传感器信号的共享以及制动系统和其他模块功能的集成,便于对汽车的所有行驶工况进行全面的综合控制,提高了汽车的行驶安全性。