电子机械式制动系统文档格式.docx

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2012年6月11日

毕业论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在老师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

学生签名：

日期：

2012 

年6月11日

毕业论文版权使用授权书

本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权湖南大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。

本论文属于

1、保密，在 

年解密后适用本授权书。

2、不保密√。

（请在以上相应方框内打“√”）

学 

生签名：

2012年6月11日

指导教师签名：

摘 

要

电子机械式制动系统（EMB）兼有ABS、TCS、ESP、ACC等功能，它具有的没有制动液、反应快速、性能可靠、安全环保等特点是其拥有令人好看的前景。

在国外，EMB的研究只是近几年刚刚开始。

现如今，电子机械式制动系统由Brembo独家研发而成，迄今为止，这也是世界上首个电子机械制动系统。

目前，国内研究还是空白。

关键词：

电子机械式制动系统（EMB）;

制动垫块；

线制动系统

目 

录

毕业论文原创性声明和毕业论文版权使用授权书…………………………………Ⅰ

摘要……………………………………………………………………………………Ⅱ

插图索引……………………………………………………………………………………………………III

一、绪论……………………………………………………………………………1

二、EMB的结构与组成……………………………………………………………2

（一）EMB的简介……………………………………………………………………2

（二）EMB的工作原理…………………………………………………………………2

（三）EMB的组成……………………………………………………………………3

三、EMB的优越性……………………………………………………………………4

四、EMB的发展现状……………………………………………………………………5

（一）Bosch公司EMB现研究阶段……………………………………………………5

（二）Siemens公司EMB现研究阶段…………………………………………………6

（三）ContinentalTeves公司EMB现研究阶段……………………………………7

（四）Siemens公司楔块式现研究阶段………………………………………………8

五、几种机构的对比……………………………………………………………………9

六、EMB需要解决的问题和研究方向…………………………………………………9

（一）EMB需要解决的问题………………………………………………………………9

（二）EMB的研究方向…………………………………………………………………10

结 

语……………………………………………………………………………11

参考文献………………………………………………………………………………12

致 

谢……………………………………………………………………………13

插图索引

图1EMB系统的工作原理图……………………………………………………………2

图2EMB的组成图………………………………………………………………………3

图3Bosch公司EMB的结构示意图……………………………………………………5

图4Siemens公司EMB结构示意图………………………………………………6

图5ContinentalTeves公司EMB结构示意图………………………………………7

图6Siemens公司楔块式EMB结构示意图……………………………………………8

一、绪论

（一）课题研究背景及前景

随着汽车工业的不断发展，消费者对车辆安全性的不断重视，以及电子技术的发展，环保、轻松、舒适、防盗、智能的方向发展，以轿车最为突出。

其中有些技术已经普及，成为汽车的标准配置，比如VVT、ABS、ESP……而作为汽车制动领域的最新技术—电子机械制动（EMB），已经成为国内外研究的热点。

（二）行业现状

随着汽车制动技术的不断发展，制动系统要求结构更加简洁可靠，功能更加全面，且方便管理。

对于长轴或多轴及远距离控制车辆，容易产生制动滞后现象，制动距离增加，安全性降低，而且制动系统的成本也较高；

随着人们对制动性能要求提高，ABS等制动由于其复杂性，增加了其装配、维修的难度。

（三）课题目标

1.熟悉EMB电子机械制动的结构与控制原理

2.熟悉EMB电子机械制动作用

（四）应知理论

1.EMB电子机械制动的结构与控制原理

2.EMB电子机械制动作用

二、EMB电子机械制动的结构组成

EMB全称ElectromechanicalBrakingSystem.它以电能作为能量来源，由力矩电机驱动制动垫块，整个系统没有液压管路，因此也就没有制动液体，机械连接很少，由电线传递能量，数据线传递信号，所以又被成为线制动系统。

电子机械制动是一种全新的制动理念，它简捷的结构，高效的性能极大的提高了汽车的制动安全性。

（一）EMB的系统简介

EMB电子机械控制系统作为BBW（BrakeByWire）线控制动系统的一种形式，电控制动器和制动系统都有了全新的改变。

EMB电子控制系统由电源系统、中心控制单元、电控制器的控制器、制动踏板模拟器、4个车轮的独立电控制动器、轮速传感器、车速传感器等。

（二）EMB系统的工作原理

上图是电子机械控制系统的结构简图。

它有四套制动执行机构，每个车轮都有一个独立的电控制器及其控制器。

当驾驶员踏动踏板时，通过踏板力模拟机构将信号传送到中心控制模块，中心控制模块在根据车速、轮速等多种传感器来获得整个车的运行状态，综合处理后在发出各种制动信号给四个控制器，控制器得到信号后将控制4台电机分别对4个车轮独立进行控制制动。

在通过各个传感器将每个制动器的实际制动力矩等信息反馈给中心控制单元，以保证最佳制动效果。

中心控制单元控制制动时间和电控制动器制动力。

所以安装了EMB系统后，只需要把ABS、TCS、ESP等功能的程序编入中心控制单元，就可以集中实现各种制动安全控制的功能。

同时由上图可以看出EMB系统分为前轴和后轴两套制动回路A、B，每套回路都有自己的控制模快和动力源，每个回路都有蓄电池。

两个中心控制模块相对独立工作，同时双向的信号线互相通讯，当其中一套制动线路失灵或出现故障时，另一套线路可以照常工作，保证制动的安全性。

（三）EMB的组成

EMB电控制动器是制动系统的制动执行机构，也是其核心部件，它的性能的好坏直接影响了制动的效果。

它一般有四个基本组成部分：

电源、电机、运动转换装置和制动钳组成。

表1传统MB系统示意图

在传统形式的EMB中，电机经减速装置减速增扭，再由运动转换装置将旋转运动转换为直线运动，驱动制动钳对制动盘进行制动，电机的运动由EMB控制器控制。

对EMB的性能和结构有以下几点要求；

1.电机要小巧而又能提供足够大的力矩；

2.传动装置能减速增扭，还要将旋转运动转换为直线运动；

3.整个机构要工作迅速，反应灵敏；

4.能自动补偿制动间隙，并能实现驻车制动；

5.有良好的散热性；

6.整个执行器结构紧凑、体积小、质量轻、以便于安装；

7.有足够的强度和寿命，以保证安全可靠。

三、EMB的优越性

EMB以电池为能源，电机为动力装置，相对传统的液压制动系统，具有以下主要优点：

1.机械连接少，没有制动制动管路，结构简洁，体积小；

载荷传递平稳、柔和，制动性能稳定；

2.采用机械和电气连接，信号传递迅速，反应灵敏，“路感”好；

3.传动效率高，节省能源；

4.电子智能控制功能强大，可以通过修改ECU的软件，配置相关的参数来改进制动性能，抑郁实现ABS、TCS、ESP、ACC等功能；

5.模块式结构更加整体化，装配简单，维修方便；

6.利于环保，没有液压制动管路和制动液，不存在液压油泄露的问题，EMB没有不可回收的部件，对环境几乎没有污染。

7.平均促动器能量消耗明显降低，主要是由于：

所需驱动力明显降低——在最理想点降为0；

增加卡钳接触面所需的能量并不是由电气系统提供的——而是来自车辆的动能；

8.促动器的尺寸可以大大缩小，这样：

制动器所需安装空间减小；

安装在底盘上的主要部分的质量可以减小；

制动器总成的成本可以降低；

10.及高的动力学性能、可控性以及稳定性。

11.EMB制动系统用电线传递能量、数据线传递信号，完全摒弃了原有的液压管路等部件，而且无真空助力器，结构简洁、质量轻、体积小，便于发动机舱其他部件的布置，也有利于减轻整车质量和整车结构的设计与布置。

12.EMB采用了电控，易于并入车辆综合控制网络中（CAN总线），并且可以同实现ABS、TCS、ESP、ACC等多种功能，这些电子装备的传感器、控制单元等部件可以与EMB共用，而无需增加其他的附加装置。

避免了像传统制动系统那样,在制动系统线路上安装大量的电磁阀和传感器，使得制动系统结构更加复杂，也增加了液压回路泄漏的隐患。

13.在传统的制动系统中，踏板至制动主缸的机械结构以及气压液压系统的固有特性，使得制动反应时间长、动态响应速度慢。

制动力由零增长到最大大约需要0.2～0.9S,而且当需要较小的制动力时，动态相应更慢。

而EMB制动系统就不存在这样的问题，EMB以踏板模拟器代替了传统的机械踏板传力装置，中心控制单元接受踏板模拟器传来的电信号，判断驾驶员的意图，产生相应的控制命令，这样便大大缩短了制动反应时间，而且改善了制动时的脚感，无打脚现象。

14．不需要将供电系统转换为42V。

四、EMB的发展现状

EMB起先是应用在飞机上的，如美国的F-15战斗机就采用了EMB制动器，后来才慢慢转化运用到汽车上来。

EMB与传统的制动系统有着极大的差别，其执行和控制机构需要完全的重新设计。

其执行机构需要能够把电动机的转动平稳转化为制动蹄块的平动、需要能够减速增矩、需要能够自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等，而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑，是整个EMB系统中非常重要的组成部分；

其控制部分也要求能精确控制电动机的转速和转角从而防止制动抱死。

最近几年一些国际大型汽车零配件厂商和汽车厂进行了一些对于EMB制动系统的研究工作，也申请了一部分专利，主要参与竞争的公司有：

Conti-nentalTeves、Siemens、Bosch、Eaton、AlliedSignal、Delphi,VarityLucas、Hayes等等，而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有二汽、清华大学和南京航空航天大学等进行了一些相关的研究工作。

（一）Bosch公司EMB的结构及原理

德国Bosch公司于1996年10月23号在美国专利局申请了第