《电子机械制动系统研究的国内外文献综述》3700字

电子机械制动系统研究的国内外文献综述1.1国外研究现状国外知名的汽车零部件制造商已经对电子机械制动系统执行器进行了一定程度的研究且得到了许多研究成果。ContinentalTeves公司的Drott、RIETH等在二十一世纪初（2002年）申请了电机械制动器的结构专利，采用的是行星齿轮与滚珠丝杠组合的方式并驱动电机，是内置式的。西门子公司采用的电子机械制动器结构是把增力杠杆和滚珠丝杠组合起来，该方案采用将电机内置的方式，把滚珠丝杠与电机结合在一起，增力杠杆的存在让该结构可以达到自动调整间隙的效果。博世公司的KELLLER在二十一世纪初（2003年）申请了一种制动器结构，该结构带有电磁离合器。此方案属于电机外置式。控制方法对于EMB系统非常重要。闭环控制系统是一种具有反馈作用的回路，能够通过提高控制精度来精确输出制动力。ChristofMaron团队采用一种双闭环控制策略，主要是通过对制动力及转速的控制。1995年，ChristofMaron团队制定了电子机械制动系统控制算法开发测试标准，研究了执行器建模、汽车防抱死制动系统功能实现、制动间隙管理、电子控制单元开发、制动力控制等问题。MelbUniChrisLine团队在2007年改进了基于三闭环PI反馈控制的控制系统结构，增加了摩擦补偿、增益调度和反馈线性技术，实现了模型预测控制，优化了制动饱和、负载相关摩擦和非线性刚度对制动性能的影响，更好地利用电机转矩。任何制动系统控制策略的主要问题之一是，由于系统参数（路况、执行器动力学、轮胎工况等）的显著影响，将面临许多不确定性。RMorselli和RZanasi在2003年提出了一种电子机械制动系统的自校正控制。在汽车工业中，电子机械制动系统是液压制动器的有前途的替代品。在高度不确定的情况下，所提出的控制可以看作是一种最小搜索算法。只需要测量车轮角速度和粗略测量（或估计）制动片上的执行器制动力。通过仿真研究对所提出的控制方法进行了验证。JBöhm，SStölzl在2005年发明了一种电子机械制动系统，尤其是用于汽车的电子机械制动系统，其包括踏板模块和两个及两个以上制动模块。此外，还有一个中央控制模块。上述模块之间的连接可通过数据总线实现。在一个实例中，中央控制模块可以评估传感器系统的信号并检查它们的错误。此外，中央控制模块可发出相应的目标制动值，然后将其发送至制动模块。因此，制动模块为与车轮上电子机械制动器执行器确定适当的驱动信号，以实现驾驶员的制动意图。CTCao，DBaumann，DHofmann等人在2007年发明了一种机电盘式制动器，其具有可切换的自由轮，以便配置为停车制动器。可切换自由轮包括夹紧滚轮自由轮，其具有用于锁定制动器电机的电机轴的滚轮。电机的定位轴承和飞轮安装在电机外壳的盖子上，盘式制动器的所有电气连接都通过盖子布线。集成设计可以大大减少使用的组件数量。此外，借助本发明可以减小飞轮相对于电机轴的位置公差。TTamasho，MKubota，MTsukamoto等在2004年提出车辆的机电制动系统具有安装在车辆每个车轮上的制动执行器和用于控制每个制动执行器操作的控制器。制动执行器根据电机的操作，通过旋转运动转换机构通过一对制动片夹紧盘式转子。旋转运动转换机构由与电机的旋转轴整体连接的螺杆轴和与螺杆轴一起拧紧并与一对刹车片整体连接的滚珠丝杠构成。当车辆处于停止状态时，控制器驱动电机，使得在制动操作期间与球螺母的球接触的螺旋轴的普通使用区域面对在球螺母的端部形成的润滑剂孔。

JNell，PSkotzek等人在2004年发明涉及一种用于机动车的机电式驻车制动系统，包括制动器驱动装置，一种电子控制装置，用于将输入信号转换为相应的输出信号，以及停车制动器，该停车制动器由电机驱动，并可基于控制装置的输出信号进行控制。为了增强操作安全性，电子控制装置具有两个或多个并行工作的控制单元，以分别处理输入信号。FSchumann在2001年发明了一种带制动卡钳的电子机械式车轮制动装置，该制动卡钳由一个整体构成，带有一个齿轮壳体，其中容纳一个行星滚柱螺旋传动装置，用于将摩擦制动衬片压在制动盘上，以及一个锥齿轮副，用于驱动行星滚柱螺旋传动装置旋转。当摩擦制动衬片压在制动盘上时，为了使齿圈不受轴向作用在行星滚柱螺旋传动螺母上的力，该装置将伞齿轮副的齿圈以旋转固定和轴向移动的方式固定在螺母上，例如通过多槽轮廓，以及在刚性嵌入的齿轮壳体中用单独的轴向轴承支撑伞齿轮。JStaltmeir在2002年发明了一种电子机械制动拉紧装置，尤其是用于轨道车辆制动器的装置，包括用于拉紧和/或松开制动器的制动执行器和用于将制动执行器提供的能量转换为制动拉紧运动的功率转换器。根据本发明，功率转换器包括剪切力测量螺栓或制动杆，所述剪切力测量螺栓或制动杆布置在功率流中，并且具有至少一个用于直接或间接测量制动力的测量传感器。对于机电或电动操作的制动器，调整间隙会出现问题，因为对于这种制动器，不能使用为液压制动器提供的自动复位装置。调整时，必须首先确定制动器的中性位置，其中至少一个摩擦衬片非常接近。为此，BJurgen在2003年发明提供了一种检测制动器电流（I）的变化、制动器位置（φ）的变化以及系统刚度的变化，这些变化由制动器力导出，作为制动器位置的函数进行评估，以确定接触。DHShin，CPJeong等人于2018年提出了一种用于增加制动力的电子机械制动器。根据发明的一个实施例，用于增加制动力的机电制动器可以包括上刹车片、内刹车片和外刹车片，内刹车片可以通过旋转螺钉移动移动移动块来加压制动盘的内侧表面，外刹车片可以加压制动盘的外侧表面，上衬块还可以对圆盘上端的圆柱表面加压，因此制动力可以增加，因为与对圆盘的内侧表面和外侧表面加压的情况相比，通过对圆盘上端的圆柱表面加压可以进一步产生额外的制动力。BMichael，SJanos等人于2020年发明了一种电子机械制动系统，该系统包括一个制动执行器，该制动执行器具有一个用于将驱动力传递至制动片的动力传递装置，所述动力传递装置包括一个可旋转轴、一个带有锁止元件的耦合装置，其中，可以控制耦合装置，以使锁紧元件与可旋转轴啮合并阻止其旋转，或者使锁紧元件与可旋转轴分离，从而可旋转可旋转轴，以及可插入第一工具元件的第一插座，以使其与可旋转轴啮合并在旋转轴上传输旋转旋转轴。1.2国内研究现状近年来，国内也对电子机械制动系统系统技术进行了广泛、大量的研究。从1990年以来，中国大陆公司和万都公司等国外非常出名的零部件制造商在电子机械制动系统方案、控制策略、零部件和车辆测试方面进行了大量的开发工作。近年来，国内的知名高校，如清华大学、吉林大学、同济大学等也在电子机械制动仿真与台架验证等方面取得了一定进展。广州机械科学研究院的黄渊芳和南京航空航天大学的翁建生与金智林在2010年从现有的电子机械制动系统执行机构的结构及控制算法等进行了详细分析，提出了现有机械结构方面存在的问题，并预测了未来发展方向。李静，张健等在2011年针对电子机械制动车辆，开发了基于目标ECU的车辆稳定性控制（VSC）系统软件。分析了软件的功能，建立了开发框架和软件流程图。用C语言的手写代码编写了一个程序。建立了基于XPC目标和CAN网络的半实物仿真平台。通过半实物仿真平台验证了VSCECU与EMB系统的匹配性能和VSC系统的控制有效性。广西大学的杨伟强在2014年建立了一种EMB制动系统的模型，并且设计了一种自整定模糊PID控制器，在ABS控制要求下，先与无ABS控制的制动模型对比，最终得出其设计的控制器能有效弥补其他控制策略的不足，如PID控制和模糊控制，使电子机械制动系统制动性能显著提高，且验证其具有较强的路面识别特性。西华大学黄钰在2016年为一款轻型轿车设计了一种电机械制动执行机构，并用两种控制方法解决了电机的电流环动态耦合问题，搭建了基于电机械制动系统的仿真模型，验证了基于滑移率的模糊滑模控制策略的有效性，对车辆制动的稳定性和安全性有一定的提升。合肥工业大学的朱学青于2019年设计了一种电机械制动系统的结构，并对其结构设计提出了要求。在MATLAB/Simulink中对电机械制动系统构件间的力学关系建立仿真模型。然后对电机械制动控制策略进行相应的研究，对制动间隙的消除做出一定的改善，并在其基础上增加了ABS防抱死控制，提高了车辆制动的安全性，并验证了可行性。齐刚，泛亚汽车技术中心有限公司的高级工程师，在2021年设计了一套后轮EMB制动钳。基于卡钳刚度建立了电子机械制动系统卡钳夹紧力的控制模型。分析了EMB卡钳对不同制动力要求的响应特性，并进行了台架试验和验证。研究了制动钳刚度对控制效果和夹紧力的影响，为后续EMB制动钳夹紧力的精确控制的实现提供了改进方向。总而言之，国内在电子机械制动系统的研究上与国外还有很大差距，实现电子机械制动系统广泛化还有很长的路要走，仍须付出更加艰辛的努力。参考文献[1]朱雪青.汽车电子机械式制动器的控制方法研究[D].合肥工业大学,2019.[2]杨思宇.轿车电子机械制动系统的建模及评价[D].上海交通大学,2008.[3]傅云峰,王维锐,葛正.新型汽车电子机械制动系统建模仿真与实验研究[J].工程设计学报,2017,24(06):702-709.[4]黄钰.轻型汽车电子机械制动执行机构与控制算法研究[D].西华大学,2019.[5]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社,2009.[6]杨坤.轻型汽车电子机械制动及稳定性控制系统研究[D].吉林大学,2009.[7]齐钢,胡晨晖,张光荣.汽车电子机械制动卡钳夹紧力控制与验证[J].机床与液压,2021,49(16):76-81.[8]