汽车电子液压制动系统(EHB)的探析.docx

江西科技学院考试改革结课论文 汽车电控技术课程结课论文汽车电子液压制动系统（EHB）的探析学 院： 汽车工程学院 专 业： 汽车服务工程 班 级： 14本汽车服务 1班 学生姓名： 鲍洪凯 任课老师： 詹慧贞 完成日期： 2016年12月28日 2摘要汽车电子液压制动系统（EHB）是一种线控制动(brake-by-wire)系统，它以电子元件替代了部分机械元件，制动踏板不再与制动轮缸直接相连，驾驶员操作由传感器采集作为控制意图，完全由液压执行器来完成制动操作，弥补了传统制动系统设计和原理所导致的不足，使制动控制得到最大的自由度，从而充分利用路面附着，提高制动效率。电子液压制动系统（EHB）是在传统的液压制动器基础上发展而来的。操纵机构用一个电子式制动踏板替代了传统的液压制动踏板，取消了体积庞大的真空助力器。关键字:汽车电子液压制动系统;线控制动;液压执行器。AbstractAutomobile electro hydraulic brake system (EHB) is a kind of brake by wire (brake-by-wire) system, which replaces part of mechanical components in electronic components, the brake pedal is no longer directly connected with the brake wheel cylinder, operation of the driver collected by the sensor as the control purpose, completely by the hydraulic actuator to complete the braking operation, making up for the deficiency of the traditional design and principle the brake system caused by the brake control to obtain the greatest degree of freedom, so as to make full use of road adhesion, improve braking efficiency. Electronic hydraulic brake system (EHB) is developed on the basis of traditional hydraulic brake. The hydraulic brake pedal control mechanism to replace the traditional use of an electronic brake pedal, no huge vacuum booster.Keywords：Automobile electro hydraulic brake system；brake-by-wire；Hydraulic act2目录一、背景1二、汽车电子液压制动系统概述2（一）汽车电子液压制动系统的定义2（二）汽车电子液压制动系统的功能2三、汽车电子液压制动系统的组成3（一）制动踏板单元3（二）液压控制单元3（三）传感器4四、汽车电子液压制动系统的工作原理5五、汽车电子液压制动系统的应用现状6六、汽车电子液压制动系统的前景展望7参考文献8一、背景自汽车诞生以来,车辆制动系统在汽车的安全方面就一直扮演着至关重要的角色。传统汽车制动系统主要由制动踏板、真空助力器、总泵(主缸)、分泵(轮缸)、制动鼓(或制动盘)及管路等构成。随着机电技术的发展,目前出现了称为“电子液压制动系统”的新技术,已经应用在中高级轿车上。当前车辆对制动性能的要求越来越高，传统制动系统由于结构和原理的限制在提高制动性能方面潜力有限，电子液压制动系统(EHB)作为一种新型的制动系统弥补了传统制动系统的不足，可以很大限度地提高车辆制动性能。随着高等级公路的增多和汽车平均车速的提高，如何能让高速行驶的车辆在尽量短的制动时间和制动距离内，安全、稳定地进行制动减速以及停车，已成为急需解决的问题。制动系统作为汽车行驶安全的保证，经过了几十年的发展研究，开发出了多种多样的制动系统并投入实车使用，取得了比较满意的效果。但传统制动系统由于结构及原理的限制，即使附加了ABS等防抱制动控制系统，也无法实现最大限度的最佳制动力控制。2000年12月，德国大陆集团证明，一辆以100kmh速度行驶的紧凑型轿车，在30m的距离内停下来是可能的。而当时采用传统制动系统车辆最好的成绩是3742m。2001年秋，一辆概念车在接近现实的情况下获得了成功，它应用了多种当时正处于研发阶段的技术，其中就有电控液压制动系统EHB。二、汽车电子液压制动系统概述（一）汽车电子液压制动系统的定义汽车电子液压制动系统是在传统的液压制动器基础上发展而来的。与传统的汽车制动系统有所不同,EHB以电子元件替代部分机械元件,是一个先进的机电一体化系统。EHB用一个综合制动模块取代传统制动器中的压力调节器和ABS模块。这个综合的制动模块由电机、泵、蓄电池等部件组成,它可以产生并储存制动压力,可以对4个车轮的制动力矩进行单独调节。同时,在EHB的电子控制系统中设计相应程序,通过操纵电控元件来控制制动力的大小及各轴制动力的分配,可以完全实现ABS及ASR等功能。（二）汽车电子液压制动系统的功能当前车辆对制动性能的要求越来越高，传统制动系统由于结构和原理的限制在提高制动性能方面潜力有限，电子液压制动系统(EHB)作为一种新型的制动系统弥补了传统制动系统的不足，可以很大限度地提高车辆制动性能。三、汽车电子液压制动系统的组成汽车电子液压制动系统主要由制动踏板单元、电子控制单元(ECU)、液压控制单元(HCU)以及一系列的传感器组成，如图1所示。图1（一）制动踏板单元包括踏板感觉模拟器、踏板力传感器和踏板行程传感器以及制动踏板。踏板感觉模拟器是EHB系统的重要组成部分，为驾驶员提供与传统制动系统相似的踏板感觉(踏板反力和踏板行程)，使其能够按照自己的习惯和经验进行制动操作。踏板传感器用于监测驾驶员的操纵意图，一般采用踏板行程传感器，采用踏板力传感器的较少，也有二者同时应用，以提供冗余传感器且可用于故障诊断。（二）液压控制单元液压控制单元中一般包括如下几个部分：1.独立于制动踏板的液压控制系统：该系统带有由电机、泵和高压蓄能器组成的供能系统，经制动管路和方向控制阀与制动轮缸相连，控制制动液流入和流出制动轮缸，从而实现制动压力控制。2.人力驱动的应急制动系统：当伺服系统出现严重故障时，制动液由人力驱动的主缸进入制动轮缸，保证最基本的制动力使车辆减速停车。3.平衡阀：同轴的两个制动轮缸之间设置有平衡阀，除需对车轮进行独立制动控制的工况之外，平衡阀均处于断电开启状态，以保证同轴两侧车轮制动力的平衡。（三）传感器包括轮速传感器、压力传感器和温度传感器，用于监测车轮运动状态、轮缸压力的反馈控制以及不同温度范围的修正控制等。四、汽车电子液压制动系统的工作原理汽车电子液压制动系统是在传统的液压制动器基础上发展而来的。与传统的汽车制动系统有所不同,EHB以电子元件替代部分机械元件,是一个先进的机电一体化系统。EHB用一个综合制动模块取代传统制动器中的压力调节器和ABS模块。这个综合的制动模块由电机、泵、蓄电池等部件组成,它可以产生并储存制动压力,可以对4个车轮的制动力矩进行单独调节。同时,在EHB的电子控制系统中设计相应程序,通过操纵电控元件来控制制动力的大小及各轴制动力的分配,可以完全实现ABS及ASR等功能。当你踩下制动踏板时，机构会通过液压把你脚上的力量传递给车轮。但实际上要想让车停下来必须要一个很大的力量，这要比人腿的力量大很多。所以制动系统必须能够放大腿部的力量，要做到这一点有两个办法：1、杠杆作用 2、利用帕斯卡定律，用液力放大。制动系统把力量传递给车轮，给车轮一个摩擦力，然后车轮也相应的给地面一个摩擦力。五、汽车电子液压制动系统的应用现状作为一种较为新型的制动系统，EHB发展时间较短，但发展前景广阔，各大汽车厂商和研究机构都在积极的开发这一系统。1994年，Analogy公司用Saber仿真模拟的方法，开发出了一套EHB的控制系统。1996年，博世公司对其开发的EHB系统进行了实车试验，得到了满意的效果，该系统后来在实际应用中也取得了巨大的成功，在缩短制动距离以及保证车辆稳定性方面效果明显。天合、德尔福、大陆特威斯等公司也相继开发出了类似的EHB系统，并于20002002年前后获得了一系列的专利。2001年9月，装备了博世传感制动控制(SensotronicBrakeControl)系统的奔驰SL新型跑车在法兰克福国际汽车展上首次展出，2002年该系统装备于新型的奔驰E级车上，2003年装备于Estate型车上，同年，博世首次推出了加装在奔驰E-Class4matic型车上的四轮驱动SBC，这也是EHB系统首次应用于系列化生产的汽车。韩国万都公司、大陆特威斯公司、天合公司等都在EHB系统的开发中取得进展，并开始为通用、福特、戴姆勒克莱斯勒公司等汽车厂家供货。六、汽车电子液压制动系统的前景展望EHB是线控制动系统的一种类型。线控制动系统(简称BBW)包括EHB和EMB两种,其中EMB称为电子机械制动系统。如果把EHB称为“湿式”的BBW系统,那么EMB就是“干式”的BBW系统。两者的区别在于EMB不再使用制动液及液压部件,制动力矩完全由安装在4个车轮上的电动机驱动执行机构实现。目前,BBW系统存在着是否有高可靠性的安全通信技术,制动随动如何实现,制动失效如何保护等急需解决的问题,同时也存在着如何更好地降低制造成本,逐步实现市场化的问题。EMB是汽车制动系统未来发展的方向,而EHB则是实现这一目标的第一步。线控制动源于飞机制造工业,随着汽车电子化程度的不断提高,BBW系统被引入汽车制造领域。早在1993年,福特汽车公司就在一款电动汽车上安装了EHB系统,后来通用公司在其一款轿车上也采用了EHB。目前,奔驰公司新推出的SL500同样采用了EHB,是世界上第一辆采用线控制动技术的量产车,它的EHB技术是由博世公司提供的,也是电子控制制动系统SBC的一部分。此外,德尔福公司还提出了混合线控制动系统,即混合电制动系统,前轮仍采用传统的液压制动器进行制动,而后轮则用电动制动钳来代替传统的液压制动钳,是EHB到EMB的过渡。参考文献1刘立国;EHB系统与整车匹配方法研究D;吉林大学;2011年2杨万庆;电子液压制动系统EHB综述J;城市车辆;2007年06期3曲万达;汽车线控制动之硬件系统研究D;武汉理工大学;2006年4赵双;汽车电子感应制动控制系统