汽车电子制动系统的研究初探
(3)装用电机控制的执行器,要求高性价比的半导体具有较好的高温性能,以承受在制动执行器附近产生的高温。另外,需要开发轻的低价位的车辆制动器,而且由于轮毂尺寸的限制,尺寸要满足设计要求。
(4)抗干扰处理。车辆在运行过程中会有各种干扰信号,如何消除这些干扰信号造成的影响,控制系统的软件和硬件如何实现部件化以适应不同种类的车型需要,如何实现底瘟的部件化,是一个重要的难题。只有将制动、转向、悬架、导航等系统综合考虑,从算法上部件化,建立数据总线系统,才能以最低的成本获得最好的控制系统。
随着技术的进步,上述各种问题会逐步得到解决,电子制动控制系统会真正代替传统的以液压为主的制动控制系统,其示意图见图3。
5 电子制动系统原理样机的模块化设计
(1)车轮制动模块
车轮制动模块由制动执行器、制动执行器ECU等组成。整车共4个车轮制动模块,其结构如图4所示。该执行器采用了电机内置结构,其最大特点是模块化,整个机构分为3个独立模块:驱动电机、行星齿轮减速部分、把螺旋运动变成丝杠直线运动的行星滚子螺旋传动部分。
减速机构的选择:行星齿轮减速机构。降低电机转速,增大输出扭矩,并有一定的轴向承载能力。
滚珠丝杠副:把电机输出的旋转运动变成丝杠的直线运动,对制动钳施加压力,产生制动力。
制动器:盘式和鼓式制动器。
传感器:轮速、压力和角位移传感器。
(2)中央电子控制单元
作为电子制动系统的核心,ECU要接受制动踏板发出的信号,控制制动器制动;接受驻车制动信号,控制驻车制动;接受车轮传感器信号,识别车轮是否抱死、打滑等,控制车轮制动力,实现防抱死和驱动防滑。由于未来车辆中各种控制系统,如卫星定位、导航、自动变速、无级转向、悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成,所以ECU还得兼顾这些系统的控制。
(3)电子踏板模块
它带有踏板感觉模拟器和用以感知驾驶意愿的传感器。电子制动系统取消了传统液(气)压制动系统中机械式传力机构和真空助力器,取而代之的是踏板模拟器。它将作用在踏板上的力和速度转化为电信号,送给中央ECU。踏板模拟器的输入输出特性曲线要符合人们的驾驶习惯,并根据人体工程学设计以提高舒适性和安全性。
6 展望
随着其它汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展,电子元件的成本不断下降。汽车电子制动控制系统将与其它汽车电子系统如电子悬架、电子转向、电子导航、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统,未来汽车中不 存在孤立的制动控制系统,各种控制单元集中在一个ECU中,并将逐渐代替常规的控制系统,全面实现车辆控制的智能化。预计,到2010年40%欧洲生产的汽车将采用X-by-Wire技术。随着X—by-Wire的发展,Brake-by-Wire、Thrust-by-Wire、Steer-by-Wire、Shift-by- Wire等by-Wire系统将成为X-by-Wire系统的各个子系统,它们之间会有一些数据共享,将有一个更大的通讯系统来实现之间的通讯,从而使整个汽车成为一个完全的X-by—Wire系统。不过,汽车电子制动系统的发展受到整个汽车工业发展的制约,只有巨大的现有及潜在的汽车市场吸引,各种先进的汽车电子、信息以及各种智能技术才能不断应用到汽车制动控制系统中,同时也需要国际及国内相关法规健全,电子制动系统才会真正批量应用到汽车中。(end)
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