分析電子機(jī)械式制動(dòng)器(EMB)的原理及控制方法論文

1、分析電子機(jī)械式制動(dòng)器（EMB）的原理及控制方法論文1.EMB 的概述1.1 概述的組成及原理。 在現(xiàn)今廣泛使用的電子機(jī)械式制動(dòng)器，主要由EMB空制器、EMB電機(jī)控制器、減速裝置、電機(jī)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝 置、電子制動(dòng)踏板以及通信網(wǎng)絡(luò)組成。其原理為：信號(hào)由電子制動(dòng)踏 板及ABS ESP等系統(tǒng)傳入到EMB空制器中，然后由控制器根據(jù)相應(yīng) 算法做出運(yùn)算，發(fā)出目標(biāo)制動(dòng)力信號(hào)，傳入 EMB電機(jī)制動(dòng)器，之后， 由電機(jī)制動(dòng)器改變電機(jī)輸出力矩的方向和大小， 進(jìn)而使制動(dòng)力大小達(dá) 到理想狀態(tài)； 具有減速增扭作用的減速裝置， 和將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能 的電機(jī)，以及用來(lái)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置， 共同構(gòu)成EME

2、執(zhí)行器；電子制動(dòng)踏板的用途是將踏板的位移和速度轉(zhuǎn) 化為電信號(hào)；而通信網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)EMB內(nèi)部控制信號(hào)以及其他控制系 統(tǒng)與EMB間的信號(hào)傳遞。當(dāng)EMB進(jìn)行工作時(shí)，EMB根據(jù)各種控制系 統(tǒng)輸入的信號(hào)， 與預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比， 來(lái)做出是否需要進(jìn)行制 動(dòng)及制動(dòng)力大小的判斷，再把相應(yīng)的制動(dòng)力大小信號(hào)傳輸給 EMB空制 器，然后再輸送到電機(jī)控制器中，從而使得EMB執(zhí)行器產(chǎn)生相應(yīng)大小 的制動(dòng)力。1.2EMB 特點(diǎn)分析。與之前歷代制動(dòng)系統(tǒng)相比，電子機(jī)械式制動(dòng) 器有著無(wú)可比擬的顯著優(yōu)勢(shì)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，EMBB對(duì)于傳統(tǒng)控制系 統(tǒng)少了很多部件，如液壓管路和制動(dòng)主缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于裝配和維 修；從可靠性來(lái)看，EMB

3、的結(jié)構(gòu)采用模塊化的形式，接口更加牢固， 大大提高了制動(dòng)可靠性；從精確性來(lái)看，EM啲電信號(hào)傳輸快速精確，大大優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)，而時(shí)間的縮短，還可使得制動(dòng)距離減??；從 整體性能來(lái)看，EMB能輕易的與其他控制系統(tǒng)相配合，如 ABS ESP EBD等,從而提高整體性能；從適應(yīng)性來(lái)看，EMB能更容易更新升級(jí)， 從而適應(yīng)不同車型、環(huán)境等，簡(jiǎn)單快捷；從舒適性來(lái)看，采用EMB的汽車噪聲更小，振動(dòng)也較小，更為舒適。當(dāng)然，目前EMBi存在著很多不足之處，有很多問(wèn)題需要解決。首先是該系統(tǒng)的電子電路的可靠性很差， 從而使其易出現(xiàn)故障， 電子 元件的大量使用， 既能使速度與效率提升， 也會(huì)造成損壞時(shí)故障不易 排除的問(wèn)題

4、；其次，從安全性方面來(lái)看，EMB能否適應(yīng)真實(shí)行車環(huán)境 下惡劣的內(nèi)部工作環(huán)境， 在高溫環(huán)境中仍能正常運(yùn)行， 還需大量的模 擬檢驗(yàn)；而其抗電磁干擾能力的強(qiáng)弱也是一個(gè)重要的指標(biāo)， 因?yàn)樵谡?實(shí)的行車過(guò)程中， 電子電路需在復(fù)雜的條件下仍保持較高的可靠性是 非常重要的；從經(jīng)濟(jì)上考慮，EMB由于采用大量先進(jìn)的技術(shù)，使得其 成本不可避免的遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)；最后，從車輛設(shè)計(jì)來(lái)看， EMB 的執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)使得其他結(jié)構(gòu)布置困難，從而影響車輛的整體性能。2. 控制方法分析2.1ABS+EBD 綜合控制分析。ABS與 EBD在不同的汽車制動(dòng)環(huán)境 中發(fā)揮作用，ABS防抱死系統(tǒng)是在汽車車輪即將發(fā)生抱死時(shí)進(jìn)行作用， 從而大

5、大提高行車安全，而EBD是在汽車制動(dòng)時(shí)就立即開(kāi)始對(duì)制動(dòng)力 進(jìn)行控制，將二者的工作巧妙地結(jié)合將極大地提髙汽車的制動(dòng)性能。對(duì)于EBD空制子程序，主要有兩種：（1）以前后輪的滑移率作 為參考因素進(jìn)行比較， 如果前輪的滑移率大于后輪滑移率時(shí)， 在某一 值附近，可以找到一個(gè)最佳的分配關(guān)系。 可以先對(duì)兩個(gè)后輪進(jìn)行制動(dòng) 力的調(diào)節(jié)， 然后再對(duì)前輪進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)， 或者單獨(dú)對(duì)后輪進(jìn)行調(diào)節(jié)也 能達(dá)到效果。 該種方法對(duì)車輪滑移率有較高的精度要求， 因?yàn)橹挥性?低滑移率時(shí)才能很好的實(shí)現(xiàn) EBD的控制，才能更好地利用滑移率控制 制動(dòng)力的分配。 （2）以前后輪的輪速作為參考因素進(jìn)行比較，此種方 法更加實(shí)用，原因是對(duì)輪速的信

6、號(hào)做出反應(yīng)可以使控制更加具有實(shí)時(shí) 性。在汽車行駛時(shí)，為讓后輪的制動(dòng)力增大，可以調(diào)節(jié)前后輪轉(zhuǎn)速， 使得后輪轉(zhuǎn)速低于前輪， 而轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)， 可以通過(guò)調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力來(lái)實(shí) 現(xiàn)，并以速度較慢的后輪與速度較快的前輪的差值來(lái)作為參考因素。對(duì)于ABS空制子程序，主要有兩種：（1）通過(guò)對(duì)輪速信號(hào)進(jìn)行 檢測(cè)，ABS作出判斷，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)，對(duì)車輪制動(dòng)裝置發(fā)出調(diào) 節(jié)信號(hào)，并給出具體調(diào)節(jié)大小，從而實(shí)現(xiàn)其作用。 （2） 通過(guò)對(duì)滑移率 測(cè)定裝置發(fā)出的信號(hào)做出反應(yīng)，進(jìn)而輸出對(duì)車輪控制力的調(diào)節(jié)信號(hào)， 實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的調(diào)節(jié)。ABS 的控制方法對(duì)于其制動(dòng)性能的好壞起著重要作用，當(dāng)制動(dòng) 過(guò)程中的非線性因素較高時(shí)， 是無(wú)法僅僅通過(guò)數(shù)學(xué)

7、模型的建立來(lái)實(shí)現(xiàn) 的，而同樣的， 以經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)的控制方法則需要大量實(shí)驗(yàn)才能準(zhǔn)確測(cè) 定控制參數(shù)大致范圍，是不可取的方法。而目前廣泛應(yīng)用的仿. 真技術(shù)則很好的解決了上述問(wèn)題，達(dá)到了理想的效果。2.2 硬件在環(huán)技術(shù)分析。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，大多數(shù) 汽車廠商也在不斷將仿真模擬等技術(shù)應(yīng)用于汽車的設(shè)計(jì)制造上， 硬件 在環(huán)仿真技術(shù)成為了汽車工程師們的主要選擇。 該技術(shù)屬于在線實(shí)時(shí) 仿真的應(yīng)用，用高速運(yùn)行的實(shí)時(shí)仿真模型來(lái)代替真實(shí)環(huán)境下的汽車進(jìn) 行試驗(yàn)，并使其在真實(shí)模擬環(huán)境中運(yùn)行， 來(lái)盡可能的接近真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán) 境下汽車運(yùn)行狀態(tài)。 這種方法可以將真實(shí)環(huán)境的種種細(xì)節(jié)及其帶來(lái)的 對(duì)汽車行駛的影響體現(xiàn)到實(shí)驗(yàn)中， 同

8、時(shí)，模擬車輛也會(huì)相應(yīng)作出反應(yīng)， 使得實(shí)驗(yàn)與真實(shí)相差無(wú)幾， 但卻大大節(jié)省了時(shí)間和人工成本， 提升了 效率。因此，可將其應(yīng)用于 EMB系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和完善等有很大的作用。EMB硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)臺(tái)主要由電子制動(dòng)踏、 EMB空制執(zhí)行系統(tǒng)、工 控機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成， 而汽車及道路情況則可用仿真軟件通過(guò) 建立數(shù)學(xué)模型來(lái)代替，大大降低了實(shí)驗(yàn)的硬件要求。3. 結(jié)論在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，EMB成為大多數(shù)汽車廠商的選擇， 顯示了其在汽車制動(dòng)方面所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)越性。 本文通過(guò)對(duì)它的原理 進(jìn)行詳細(xì)介紹， 對(duì)其空制方法的種類及特點(diǎn)進(jìn)行一一闡述， 來(lái)系統(tǒng)的 說(shuō)明其在真實(shí)環(huán)境中如何作用?？偠灾?， EMB寸車內(nèi)人員的人