新型汽车电子机械制动系统建模仿真与实验研究

第２４卷第６期

２０１７年１２月工程设计学报ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎVol ．２４No ．６Dec ．２０１７收稿日期：２０１６-０８-２２本刊网址·在线期刊：http ：／／www ．z jujournals ．c om ／g csjxb 基金项目：浙江省自然科学基金资助项目（LY １３E ０５０００３）；浙江省教育厅科研项目（Y ２０１６３５２５３）；浙江省高校访问工程师校

企合作项目（FG ２０１６０２２）

作者简介：傅云峰（１９８８—），男，浙江金华人，讲师，硕士，从事汽车制动技术研究，E -mail ：fuyunfeng ＠zju ．e du ．c n ，http ：／／orcid ．o rg ／００００-０００１-９１１１-２４３５doi ：１０．３７８５／j ．i ssn ．１００６-７５４X ．２０１７．０６．０１４

傅云峰１，王维锐２，葛正２

（１．金华职业技术学院机电工程学院，浙江金华３２１０００；

２．浙江大学机械工程学院，浙江杭州３１００２７）

摘要：线控制动技术是未来汽车制动技术的发展方向，引起了国内外汽车制造商的广泛关注。针对现有汽车电

子机械制动系统缺少GB １２６７６—２０１４中规定的制动磨损补偿装置，创新设计了一种具有间隙自动调节功能的新型

汽车电子机械制动系统。在M ATLAB ／Simulink 中建立汽车电子机械制动系统的驱动电机、电机摩擦、蜗轮蜗杆、

滚珠丝杠、负载的数学模型。搭建制动系统实验台，测试分析了系统在阶跃、三角波、方波、正弦信号下仿真与实验

的制动性能区别，测试对比了系统在有／无间隙自动调节功能下的制动性能。实验结果显示，系统启动电流具有

“尖峰”特性，制动正压力反应灵敏，可以满足制动要求。通过参数关系分析，得出制动正压力与堵转电流成线性关

系，制动正压力与丝杠位移（电机转角）满足三次多项式的参数关系。仿真与实验结果验证了所建数学模型的正确

性，所得到的参数关系可以为减少力传感器等装置的制动系统提供理论依据。所设计的间隙自动调节功能可以有

效保障每次制动时制动间隙和制动响应时间的一致性，进一步提高制动系统的安全性能。

关键词：汽车电子机械制动系统；制动性能；参数关系；间隙自动调节；实验验证

中图分类号：U ４６３．５；T H １２２文献标志码：A 文章编号：１００６-７５４X （２０１７）０６-０７０２-０８

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｆａｎｅｗａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒａｋｅｓｙｓｔｅｍ

FU Yun -feng １，WANG Wei -rui ２，GE Zheng ２

（１．Mechanical and Electrical Engineering College ，Jinhua Polytechnic ，Jinhua ３２１０００，China ；

２．College of Mechanical Engineering ，Zhejiang University ，Hangzhou ３１００２７，China ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Brake -by -wire technology is a development direction of the future automotive brake

technology w hich has aroused extensive concern of domestic and foreign car manufacturers ．Since the existing automotive electromechanical brake （EMB ）was lack of wear compensation device w hich was specified in the national standard ，GB １２６７６—２０１４，an innovative EMB with gap auto -matic adjustment function was designed ．T he mathematical models of drive motor ，motor friction ，worm and gear ，ball screw and loading were established by M A T LAB ／Simulink ．By

building the EMB bench ，the braking performance differences between simulation and experiment were tested and analyzed under the signal of step ，triangle wave ，square wave and sinusoidal wave ．T he braking performances of EMB with the gap automatic adjustment function or nor were also tested and analyzed ．T he experimental results showed that the start -current of the EMB sys -

tem had a “p eak ”characteristic and the clamping force was sensitive ，w hich could meet the bra -

king requirements ．According to the experimental data ，the parameter relations were concluded ：the clamping force was linearly related to the locked -rotor current ，and the characteristics of cubic p olynomial were met by the relationship between clamping force and screw displacement ．T he

万方数据