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电子驻车制动技术国内外研究现状及发展趋势
电子
驻车制动技术
国内外
研究
现状
及发展趋势目前,国内关于电子驻车制动技术的研究成果较少,还处于实验阶段。国际上己经起步,几乎所有大型汽车制造商都在研制开发此类线控技术的相关产品。EPB与传统的驻车制动
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 EPB 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快速响应驾驶员意图。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关于EPB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 :Continental Teves、Siemens、Bosch、Eaton、Allied、Delphi、Varity Lucas、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进行了一些相关的研究工作[9]。6549
如前所述的各家公司都取得了各自的研究成果并成功申请了部分专利保护。
从这些专利成果来看,EPB驻车制动系统从节省能量的角度来说可以分为两个大
类,其一是电动机直接带动
机械
执行机构然后作用到制动盘上,其典型是
Continental Teves 公司研制的制动器;第二类是电动机通过一个自增力机构,
间接作用到制动盘上,可以大大降低系统所消耗的能量。German Aerospace
Center(DLR)内部资料显示其公司研制的 EPB 制动系统 e-Brake 比第一类结构节
省了约 83%的能量。第一种结构形式的制动器特点是控制简单,制动过程稳定;
但是由于电机提供所有推动制动块所需的推力,使得所需的驱动电机的功率很大,
从而造成电机的尺寸、重量和能耗都较大[10]
。第二种结构形式的制动器由于间接
利用了汽车的动能作为制动自增力,驱动电机所需功率可大幅下降,只需要约
3%的其它替代方案的能耗,其体积、尺寸和重量也必然比第一种结构形式的制动器小,不过目前这种形式的制动器控制难度大,制动稳定性也不如前者。
电子驻车制动系统所采用技术的核心和本质就是线控技术。而线控技术在车
辆的其他方面也有一定的应用。如美国通用公司在 2003 年研制的 Hy 一 Wire 概
念车和 2005 年研制的 Sequel 概念车上率先采用了线控转向和线控制动技术。
H-wire 概念车是世界上首辆可驾驶的采用线控技术的氢燃料电池车。这辆车没
有离合、制动和油门踏板,全部通过一个名为 X-drive 的装置来控制汽车,
X-drive 可以控制转向、制动或是车辆其他的系统,利用 X-drive你可以随意选
择用左手或是右手来控制加速或者制动。扭动左边或右边的手柄可以加速,按下
制动促进器可以制动,要控制方向可以上移或下移手柄[11]
。
在欧洲,Daimler-Chrysler,Fiat, Ford Europe 和 Volvo 等汽车公司,
Bosch 等电子公司以及 Chalmers,Vienna 等大学联合发起了“Brite-EuRam
‘X-by-Wire 计划’ ”,进行线控系统的实现以及安全性和可靠性方面的研究。
Daimler-Chrysler已经开发出线控概念车“R129”,它取消了转向盘、加速踏板
和制动踏板,完全采用操纵杆控制,实现了 X-by-Wire技术。
目前,HONDA 在新一代雅阁 V6 轿车上采用线控油门技术。全电线控制动系
统仍然处于研制阶段,没有批量生产的汽车投入市场。专家们估计,大约到
2012-2013 年才会较普遍地使用线控技术,欧洲的汽车组织预计到 2010 年,40%
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