汽车电子液压制动系统概述

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,汽车电,子,子液压,制,制动系,统,统,自汽车,诞,诞生以,来,来,车,辆,辆制动,系,系统在,汽,汽车的,安,安全方,面,面就一,直,直扮演,着,着至关,重,重要的,角,角色。,传,传统汽,车,车制动,系,系统主,要,要由制,动,动踏板,、,、真空,助,助力器,、,、总泵(主缸)、,分,分泵(,轮,轮缸),、,、制,动,动鼓(,或,或制动,盘,盘),及,及管路,等,等构成,。,。随着,机,机电技,术,术的发,展,展,目,前,前出现,了,了称为,“,“电子,液,液压制,动,动系统,”,”的新,技,技术,已,已经应,用,用在中,高,高级轿,车,车上。,1EHB,的结构,和,和工作,原,原理,电子液,压,压制动,系,系统(Electro2Hydraulic BrakeSystem,简,简称EHB),是,是在,传,传统的,液,液压制,动,动器基,础,础上发,展,展而来,的,的。与,传,传统的,汽,汽车制,动,动系统,有,有所不,同,同,EHB,以,以电子,元,元件替,代,代部分,机,机械元,件,件,是,一,一个先,进,进的机,电,电一体,化,化系统,。,。EHB 用,一,一个综,合,合制动,模,模块取,代,代传统,制,制动器,中,中的压,力,力调节,器,器和ABS,模,模块。,这,这个综,合,合的制,动,动模块,由,由电机,、,、泵、,蓄,蓄电池,等,等部件,组,组成,它,它可以,产,产生并,储,储存制,动,动压力,可以,对,对4,个,个车轮,的,的制动,力,力矩进,行,行单独,调,调节。,同,同时,在,在EHB 的,电,电子控,制,制系统,中,中设计,相,相应程,序,序,通,过,过操纵,电,电控元,件,件来控,制,制制动,力,力的大,小,小及各,轴,轴制动,力,力的分,配,配,可,以,以完全,实,实现ABS,及,及ASR 等,功,功能。,图一,1EHB,的结构,和,和工作,原,原理,1.1EHB,的组成,EHB,是,是将,电,电子系,统,统与液,压,压系统,相,相结合,的,的制动,系,系统,结,结构如,图,图1,所,所示,主,主要由,电,电子踏,板,板、电,子,子控制,单,单元(ECU),、,、液压,执,执行元,件,件(阀,类,类元件)等,组,组成。,电,电子踏,板,板主要,由,由制动,踏,踏板和,踏,踏板传,感,感器(,角,角度位,置,置传感,器,器),组,组成。,踏,踏板传,感,感器用,于,于检测,踏,踏板转,角,角,并,将,将转角,信,信号转,换,换为电,信,信号传,输,输给EHB,的,的电控,单,单元,踏,踏板转,角,角和力,可,可按比,例,例进行,调,调控。,1.2EHB,的工作原理,EHB 采,用,用电子踏板,取,取代传统制,动,动系统中的,制,制动踏板,用,用来接受驾,驶,驶员的制动,意,意图,产生,并,并传递制动,信,信号给电控,单,单元和执行,机,机构,并根,据,据一定的算,法,法进行模拟,然后将信,息,息反馈给驾,驶,驶员,保证,驾,驾驶员有足,够,够的踏板感,。,。,制动过程中,车轮制动,力,力由ECU,和,和执行器,控,控制,踏板,转,转角传感器,不,不断地将踏,板,板转角信号,转,转换为电信,号,号,并将其,输,输入到电控,单,单元。ECU 将控制,信,信号及电流,分,分别输入到,阀,阀驱动器和,电,电液制动阀,阀驱动器,根,根据两个输,入,入信号中的,较,较大值产生,控,控制电流输,入,入到电液制,动,动阀。电液,制,制动阀根据,输,输入电流调,整,整输出到制,动,动器的压力,大,大小。在制,动,动过程中,ECU 还,可,可以根据轮,速,速传感器等,其,其它各种信,号,号进行分析,计,计算,实现ABS、ASR 等功,能,能。为了保,证,证在系统发,生,生故障时也,能,能安全停车,系统中设,计,计有后备液,压,压系统,以,保,保证控制系,统,统在失灵时,仍,仍有制动能,力,力,确保安,全,全。,2EHB,的发展和现,状,状,EHB,是,是线,控,控制,动,动系,统,统(Brake2by2wireSystem)的,一,一种,类,类型,。,。线,控,控制,动,动系,统,统(,简,简称BBW),包,包,括,括EHB,和,和EMB,两,两,种,种,其,其,中,中EMB(Electro2mechanicalBrake),称,称,为,为电,子,子机,械,械制,动,动系,统,统。,如,如果,把,把EHB,称,称,为,为“,湿,湿式,”,”的BBW,系,系统,那,那么EMB,就,就是,“,“干,式,式”,的,的BBW,系,系,统,统。,两,两者,的,的区,别,别在,于,于EMB,不,不,再,再使,用,用制,动,动液,及,及液,压,压部,件,件,制,制动,力,力矩,完,完全,由,由安,装,装在4,个,个车,轮,轮上,的,的电,动,动机,驱,驱动,执,执行,机,机构,实,实现,。,。目,前,前,BBW,系,系统,存,存在,着,着是,否,否有,高,高可,靠,靠性,的,的安,全,全通,信,信技,术,术,制,制动,随,随动,如,如何,实,实现,制,动,动失,效,效如,何,何保,护,护等,急,急需,解,解决,的,的问,题,题,同,同时,也,也存,在,在着,如,如何,更,更好,地,地降,低,低制,造,造成,本,本,逐,逐步,实,实现,市,市场,化,化的,问,问题,。,。,EMB,是,是汽车制,动,动系统未,来,来发展的,方,方向,而,而EHB,则,则是实,现,现这一目,标,标的第一,步,步。,线控制动,源,源于飞机,制,制造工业,随着汽,车,车电子化,程,程度的不,断,断提高,BBW,系,系统被引,入,入汽车制,造,造领域。,早,早在1993 年,福特汽,车,车公司就,在,在一款电,动,动汽车上,安,安装了EHB 系,统,统,后来,通,通用公司,在,在其一款,轿,轿车上也,采,采用了EHB。目,前,前,奔驰,公,公司新推,出,出的SL500,同,同样采用,了,了EHB,是世,界,界上第一,辆,辆采用线,控,控制动技,术,术的量产,车,车,它的EHB,技,技术是由,博,博世公司,提,提供的,也,也是电子,控,控制制动,系,系统SBC(Sensot ronicBrake Con2trol)的一,部,部分。此,外,外,德尔,福,福公司还,提,提出了混,合,合线控制,动,动系统(HybridBrake2by2wire),即,即混合电,制,制动系统,前轮,仍,仍采用传,统,统的液压,制,制动器进,行,行制动,而,而后轮则,用,用电动制,动,动钳来代,替,替传统的,液,液压制动,钳,钳,是EHB 到EMB,的,的过渡。,3EHB,与传统制动,系,系统的对比,3.1,两者区别,1)液压,产,产生。在传,统,统的制动系,统,统中,驾驶,员,员通过对制,动,动主缸的调,节,节,在轮缸,建,建立制动压,力,力;而电液,制,制动系统则,是,是通过液力,蓄,蓄能器提供,制,制动压力,而,而所储压力,是,是由电动液,压,压泵产生的,可以提供,多,多次连续制,动,动的液压力,。,。,2)液压,分,分配。传统,的,的制动系统,只,只是均匀的,分,分配液压力,当踩下制,动,动踏板时,制,制动主缸就,将,将等量的制,动,动液送往各,制,制动器的制,动,动管路,并,通,通过比例阀,来,来平衡前后,轮,轮缸;而EHB 则根,据,据传感器所,采,采集到的各,种,种信息,通,过,过ECU,计,计算出各制,动,动器所需的,最,最佳制动力,并将其分,别,别施加于各,制,制动轮,达,到,到良好的制,动,动效果。,3)动力,传,传递。电液,制,制动系统的,制,制动踏板和,车,车轮制动器,之,之间的动力,传,传递是分离,的,的,在制动,过,过程中,制,动,动力由EHB 电子控,制,制单元提供,柔,柔性控制,替,替代了传统,的,的纯机械传,递,递方式。,4)元,件,件连接。EHB,用,用电线取,代,代部分制,动,动管路,缩,缩短了制,动,动管路的,长,长度,并,可,可省去一,些,些制动管,路,路中的阀,类,类元件,节,节省空间,。,。,EHB,的,的相对优,势,势,1)EHB 可,以,以提供平,稳,稳的停车,功,功能,使,停,停车过程,变,变得平顺,柔,柔和,大,大,大提高了,车,车辆制动,舒,舒适性。,2)整,个,个制动系,统,统结构简,单,单紧凑,省,省去了传,统,统制动系,统,统中的部,分,分管路系,统,统及液压,阀,阀等部件,且不需,要,要真空助,力,力装置,使,使整车重,量,量降低,腾,腾出汽车,前,前部的大,量,量空间,因,因此,提,高,高了汽车,碰,碰撞安全,性,性,同时,还,还使发动,机,机性能得,到,到改善,提,提高了汽,车,车燃油经,济,济性。,3)取消,了,了部分液,压,压部件而,采,采用模块,结,结构,汽,车,车装配变,得,得更加灵,活,活,维护,更,更加方便,适应汽,车,车未来发,展,展方向。,4)传,统,统汽车制,动,动系统制,动,动管路长,阀类元,件,件多,制,动,动系统反,应,应慢,安,全,全性较差;而电液,制,制动系统,采,采用踏板,模,模拟器,踏,踏板特性,得,得以改善,有效地,缩,缩短了制,动,动响应时,间,间,增加,了,了制动灵,敏,敏度,提,高,高了制动,安,安全性。,5)EHB 不,仅,仅能缩短,制,制动距离,而且能,保,保持车辆,良,良好的行,驶,驶方向稳,定,定性;还,能,能弱化由,制,制动器摩,擦,擦片磨损,等,等原因造,成,成的制动,效,效果下降,提高了,制,制动效能,。,。,6)EHB,所,所,需,需,的,的,制,制,动,动,踏,踏,板,板,力,力,较,较,小,小,踏,踏,板,板,没,没,有,有,脉,脉,冲,冲,回,回,振,振,从,从,而,而,提,提,高,高,了,了,驾,驾,驶,驶,员,员,的,的,驾,驾,乘,乘,舒,舒,适,适,性,性,。,。,7)EHB,还,还,具,具,有,有,清,清,干,干,功,功,能,能,当,当,车,车,辆,辆,在,在,湿,湿,滑,滑,路,路,面,面,上,上,行,行,驶,驶,微,微,弱,弱,的,的,制,制,动,动,脉,脉,冲,冲,可,可,以,以,清,清,干,干,制,制,动,动,片,片,上,上,的,的,水,水,膜,膜,确,确,保,保,制,制,动,动,的,的,充,充,分,分,性,性,。,。,3.3EHB,的,相,相,对,对,不,不,足,足,相对来,讲,讲,EHB,制,制造,成,成本较,高,高,距,离,离市场,化,化还有,很,很长一,段,段距离;EHB,工,工作的,可,可靠性,相,相对于,传,传统的,制,制动系,统,统来说,还有,待,待进一,步,步提高;EHB,要,要比传,统,统的机,械,械制动,更,更容易,受,受到电,磁,磁干扰,。,。,4,结束语,电子液,压,压制动,系,系统适,用,用于小,轿,轿车、,轻,轻卡和,SUV,有,着,着广阔,的,的市场,前,前景。,然,然而,由,由于系,统,统成本,过高,再,再加上,可,可靠性,问,问题等,局,局限性,原,原因,EHB 在,技,技,术上还,没,没有完,全,全过关,还需,要,要付诸,很,很大的,努,努力才,能,能,完全普,及,及应用,。,。,参考文,献,献:,1 德,国,国BOSCH,公,公司.魏,春,春源,等,等译.汽,车,车电气,与,与电子M.,北,北京:北京,工,工业大,学,学出版,社,社,2004.7.,2 吴,社,社强,吴,吴政清,姜斯,平,平.,汽,汽车构,造,造M.,上,上海:上海,科,科学技,术,术出版,社,社,2003.1.,3 Continental AutomotiveSystems.ISADandEHB