基于温度估测汽车电子机械制动系统EMB制动力研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com《自动化与仪器仪表}2015年3期(总第185期)基于温度估测汽车电子机械制动系2L(EMB)~Ij动力研究王志新，余强，王志全，韩秀芹，王一斐(甘肃交通职业技术学院兰州．730070)(长安大学汽车学院西安，710064)(兰州城市学院兰州，730070)摘要：针对汽车电子机械制动系统(EMB)控制机构中制动力传感器测量制动力存在的不足，运用传热学理论和有限元方法，结合实验对刹车片温度场、热性能、热分布规律及冷却过程进行分析，建立了考虑快速制动和冷却过程条件下估测刹车片温度和制动力的模型。根据模型模拟出EMB特性曲线并用实验进行了验证。实验证明建立的模

2、型准确可行。关键词：电子机械制动；制动力；估测；特性曲线；温度DOI编码：10．14016／j．cnki．1O01—9227．2015．03．067AbBtract：Aimingatthedefectsofbrakingsensormeasuringbrakingforceinautomobileelectromechanica1．brake．usingheattransfertheoryandfiniteelementmethod，combiningwiththetestanalyzingthebraketemperaturefieldthermalpropertiesandther—，

3、maldistributionregularityandthecoolingprocess，thepaperestablishesthemodelusedtoestimatepadtemperatureandbrakeforceundertheconditionofconsideringrapidbrakeandcoolingprocess．Accordingtomodel，theEMBcharacteristiccurveissimulatedandisverifiedbytest．Thetestshowsthatthemodelisaccurateandfeasible．Kwtl'dl

4、i：Electro-mechanical—brake；Brakeforce；Estimate；Characteristiccurve；Temperature中图分类号：U463．5文献标识码：A文章编号：1001—9227(2015)03—0067—040引言1实验汽车电子机械制动系统(EMB)因具有高效环保、制动I生能把一个EMB执行机构(德国Bosch公司研制)装在测功机好、智能算法易于集成等优点成为今后制动系统发展的方向『l_。上。制动钳通过减速装置由EMB电机驱动。EMB电机最大扭矩目前研究的电子机械制动系统的控制结构大多如图1所示。图1为90Nm、最大转速为2000r／min。E

5、MB电机转角按比例控制，显示，EMB制动力由制动力传感器测量。相关研究表明，该方由增量型编码器(输出频数4096CPR)检测。制动力由EMB内的法存在以下不足：(1)制动压力传感器价格昂贵，增加了EMB的制动力传感器检测。输入制动钳的力矩由EMB外的力矩传感器成本。(2)安装困难。(3)~tJ量误差较大。(4)校准维护费用高。以上检测。EMB提供的最大制动力矩为660Nm。相应制动力(约不足成为制约EMB发展的瓶颈，因此研究一种检测制动力的新0～5kN)能满足普通制动需要但不能满足紧急制动的要求1。制方法对于促进EMB的推广使用非常有必要。华中科技大学的张动盘由测功机电机驱动，该电机最大转

6、速为1500r／min，与传动绿原提出了基于模糊PID控制的无制动力传感器的新型控制方比为4：1的行星齿轮系相联。制动盘的转角由增量型编码器(输案[41，根据实际滑移率和目标滑移率的偏差调整电机转矩，从而出频数16384CPR)检测。控制制动力，该方法省掉了制动力传感器但使得控制模块结构采用MATLAB／Simulink、xPCTarget控制测功机扰动信过于复杂。德国的Schwarz等提出了根据电机转角与制动力特性号。通过目标处理器把制动力、制动力矩、制动盘转角、EMB曲线计算制动力的方法，但在快速制动和刹车片冷却时误差较电机转角、EMB电机扭矩以及时间等数据上传给主机。采用K大。在此背

7、景下，本文基于温度对制动力的影响建立了一个能型热电偶检测刹车片和制动盘的温度。采用温度数据记录仪记在快速制动和冷却情景下跟踪特性曲线参数变化的模型，根据录所有测量的温度。通过触发信号让目标处理器和温度数据记该模型在不用制动力传感器的条件下能准确估测制动力。录仪同时开始记录数据。目标处理器和温度数据记录仪分别以厂一一一一一一一一一一=一■一__一一一一一一一一一一一]I制动力控制回路I1001xs和10ms的时间步长间隔记