本文關(guān)鍵詞：電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)執(zhí)行器建模與試驗(yàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

２００７年 ８月

農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) 報(bào)

第 ３ 卷 第 ８期 ８

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電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)執(zhí)行器建模與試驗(yàn)
沈 沉 王 軍 林 逸

摘要 】 電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)以電驅(qū)動(dòng)元 件 為 制 動(dòng) 執(zhí) 行 器 ， 代 傳 統(tǒng) 的 液 壓 或 氣 壓 制 動(dòng) 執(zhí) 行 器 。 闡 述 了 電 子 機(jī) 取 【 械制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 、 工作原理及電子機(jī)械式 制 動(dòng) 執(zhí) 行 器 的 結(jié) 構(gòu) ， 立 了 制 動(dòng) 執(zhí) 行 器 的 數(shù) 學(xué) 模 型 ，， 對(duì) 制 動(dòng) 執(zhí) 行 建 并 器原理機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證 。 關(guān)鍵詞 ：電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng) 中圖分類號(hào) ：Ｕ４ １ ３ ６? 制動(dòng)執(zhí)行器 數(shù)學(xué)模型 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：Ａ

?┊ ┎┄ ┇─ ?┊ ┉┇┄ ﹦ ?┉┄│?? ┃?━ ┇─┃ ┎┉│ ┉? ┃﹣ ? ?﹢ ┉?┄ ? ━?┇┐ ? ? ? ﹣ ? ??? ┈? ?
Ｓ ｅ ｈ ｎ Ｗａ ｇＪｎ ＬｎＹｉ ｈ ｎＣ ｅ ｎ ｕ ｉ （ 牉 牏牋爤 牞 牠牠 牗 牉牎 牗 牋 ） 爜 牏牕 牕牠牣牉 牊爴 牅牕牓 牪 牐 牏 牗 ﹢ ┈ ?┉ ?┉ ? ┇ Ｔ ｅｅ ｃｒ? ｃ ａ ｉ ｌ ｒｋｎ ｙｔｍ，ｕ ｉｇｔｅｐ ｗｅ ｄｉｉｇｃｍｐ ｎ ｎｓ ｓ ｔ ａｔａｏ， ｈ ｌ ｔｏｍｅｈ ｎｃ ｂａ ｉｇｓｓｅ ｅ ａ ｓ ｎ ｈ ｏ ｒ ｒ ｎ ｏ ｏ ｅ ｔ ａ ｉ ｃｕ ｔｒ ｖ ｓ ｗｈｃ ａ ｅ ｔｅｐａｅ ｆ ｏ ｖｎｉｎ ｌ ｒｋ ｃｕ ｔｒｌ ｕｄｏ ａ ｐｅｓ ｒ，ｉ ａｎ ｗ ｃｎ ｅ ｔ ｎｏ ｉ ｈｔｋ ｓ ｈ ｌｃ ｏ ｃｎ ｅ ｔ ａ ｂａ ｅａｔａｏ?ｑ ｉ ｒ ｉ ｒｓｕｅ ｓ ｅ ｏ ｃｐｉ ｆ ｏ ｉ ｒ ｏ ｂａ ｉｇｓｓｅ ｒｋｎ ｙｔｍ．Ｔ ｅｃｍｐ ｓ ｉｎａ ｄｗｏｋｎ ｒ ｃ ｌ ｆ ｌｃｒ? ｃ ａ ｉ ｌ ｒｋｎ ｙｔｍ， ｈ ｏ ｏｉｏ ｎ ｔ ｒｉｇｐｉ ｉ ｅ ｎ ｐ ｓｏ ｅｅｔｏｍｅｈ ｎｃ ｂａ ｉｇｓｓｅ ａ ａ ｄ ｔｅｓｒｃｕｅ ｆｂａ ｅａｔａｏ ｎ ｈ ｔｕ ｔｒｓｏ ｒｋ ｃｕ ｔｒｗｅｅｉｔｏ ｕ ｅ ．Ｔ ｅｍａｈ ｍａｉ ｒ ｎｒｄ ｃｄ ｈ ｔｅ ｔ ｃｍｏ ｅｓｏ ｈ ｒｋ ｄ ｌ ｆｔｅｂａ ｅ ａｔａｏ ｗｅｅｂ ｉ，ａ ｄａｔｓ ｏ ｔｅｐｏｏｙ ｅｏ ｂａ ｅａｔａｏ ｗａ ｅｆｒ ｄ ｃｕ ｔｒ ｒ ｕｌ ｎ ｔ ｅｔ ｆ ｈ ｒｔｔｐ ｆ ｒｋ ｃｕ ｔｒ ｓｐ ｒ ｍｅ ． ｏ ?? ┄? Ｅ ｅｔｏｍｅｈ ｎｃｌ ｒｋｎ ｙｔｍ，Ｂ ａ ｅａｔａｏ，Ｍａｈ ｍａｉ ┎┌ ┇ ┈ ｌｃｒ? ｃ ａ ｉ ｂａ ｉｇｓｓｅ ａ ｒｋ ｃｕ ｔｒ ｔｅ ｔ ｃｍｏ ｅ ｄｌ 車輪制動(dòng) 模塊 和 電 子 踏 板 模 塊 等 組 成 ， １為 電 子 圖 １ 機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)控制框圖 ［ ］。

引言
目前關(guān)于汽車制動(dòng)的研究主要集中在制動(dòng)控制 方 面， 括 制 動(dòng) 控 制 的 理 論、 法 以 及 采 用 的 新 技 包 方 術(shù)。 隨著電子科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 ， 出現(xiàn)了更加高 節(jié) 效 、 能 的 電 子 機(jī) 械 制 動(dòng) 系 統(tǒng) （ ｌｃｒ? ｃ ａ ｉ ｌ ｅｅｔｏｍｅｈ ｎｃ ａ ｂａ ｉｇ 簡(jiǎn)稱 Ｅ ） 電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)變傳統(tǒng)液 ｒｋｎ ， ＭＢ 。 便 壓或 氣 壓 制動(dòng)執(zhí) 行 元 件 為 電 驅(qū) 動(dòng) 元 件 ， 于 實(shí) 現(xiàn) 線 控制 動(dòng) （ ｒｋ ?ｙｗｉ ） 是 一 種 全 新 的 制 動(dòng) 理 念 。 ｂａ ｅｂ ? ｒ ， ｅ 由于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可控性好 、 響應(yīng)速度快 ， 電子機(jī)械制 顯 動(dòng)系 統(tǒng) 極 大地提 高 了 汽 車 的 制 動(dòng) 安 全 性 能 ， 現(xiàn) 出 良好的發(fā)展前景 。 本文對(duì)電子機(jī)械制動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行 仿真分析 ， 并進(jìn)行了原理機(jī)的試驗(yàn) ， 得到了電子踏板 輸出與執(zhí)行器輸出力之間的關(guān)系 。

圖 １ 電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)控制框圖 Ｆｇ １ Ｃ ｎｒｌ ｔｕ ｔｒ ｆ ＭＢｓｓｅ ｉ． ｏ ｔｏ ｓｒｃｕｅｏ Ｅ ｙｔｍ

? 電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的組成
汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)系統(tǒng) Ｅ Ｕ、 Ｃ
收稿日期 ：２ ０ ０ ２ ０６ ５ ２ 沈 沉 北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院 王 林 軍 逸 北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院 北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院

? ? 制動(dòng)系統(tǒng) ﹦ ? ? ﹤ 制 動(dòng) 系 統(tǒng) Ｅ Ｕ 接 收 制 動(dòng) 踏 板 發(fā) 出 的 信 號(hào)， 控 Ｃ

制 制動(dòng)器 制 動(dòng) ； 收 駐 車 制 動(dòng) 信 號(hào) ， 制 駐 車 制 動(dòng) ； 接 控

接收車輪 傳 感 器 信 號(hào) ， 別 車 輪 是 否 抱 死 、 滑 等 ， 識(shí) 打

博士生 副教授 教授

副教授 （ 遼寧省交通高等�？茖W(xué)校 ） ０ ０ １ 北京市 ，１ ０ ８

第 ８期

沈沉 等 ：電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)執(zhí)行器建模與試驗(yàn)

３ １

控制車輪制動(dòng)力 ， 實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)防滑 ； 制動(dòng) 系統(tǒng) Ｅ Ｕ 還將對(duì) 系統(tǒng)的電源進(jìn)行 管 理 ， 配 電 流 ； 分 Ｃ 同時(shí)兼顧車輛其他系統(tǒng)的控制 。 ? ? 車輪制動(dòng)模塊 ? 車 輪 制 動(dòng) 模 塊 是 整 個(gè) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 的 關(guān) 鍵 部 件， 也是系統(tǒng)的執(zhí)行元件 ， 由車輪制動(dòng)執(zhí)行器 、 車輪制動(dòng) 執(zhí)行器控制器等組成 。 制動(dòng)模塊采用電力制動(dòng) 、 電子 有兩個(gè)輸入 ： 即控制電信號(hào)輸入和供能電流輸 控制 ， 入 ， 動(dòng)執(zhí)行器控 制 器 接 收 控 制 信 號(hào) 來 控 制 制 動(dòng) 執(zhí) 制 行 器 電 動(dòng)機(jī) 的輸 出 力 矩 和 旋 轉(zhuǎn) 方 向 ， 產(chǎn) 生 動(dòng) 力 并 以 能改變其大小 。 ? ? 電子踏板模塊 ? 電子踏板模塊可產(chǎn)生與踏板轉(zhuǎn)角成比例的踏板 反力 ， 并將作用在踏板上的力和速度轉(zhuǎn)為電信號(hào) ， 傳 給制動(dòng)系統(tǒng) Ｅ Ｕ。 可編程的制動(dòng)系統(tǒng) Ｅ Ｕ 將控制 Ｃ Ｃ 電流 輸 入 到制動(dòng) 執(zhí) 行 器 模 塊 ， 制 其 輸 出 所 需 的 制 控 動(dòng)力 ， 有效地提高了制動(dòng)響應(yīng)速度 ， 改進(jìn)了車輛的制 動(dòng)性能 。 制 動(dòng) 系 統(tǒng) Ｅ Ｕ 根 據(jù)電子踏 板 模 塊 傳 感 器 的 位 Ｃ 移和速度信號(hào) ， 并且結(jié)合車速等其他傳感器信號(hào) ， 向 車 輪 制 動(dòng)模 塊的 制 動(dòng) 執(zhí) 行 器 控 制 器 發(fā) 出 指 令 ， 動(dòng) 制 執(zhí)行器控制器再向電動(dòng)機(jī)發(fā)出信號(hào)控制其電流和轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)角 ， 進(jìn)而產(chǎn)生需要的制動(dòng)力 ， 實(shí)現(xiàn)駕駛員要求的 制動(dòng)效果 。

結(jié) 構(gòu)， 的 最 大 特 點(diǎn) 就 是 模 塊 化， 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 又 可 分 它 整 為： 驅(qū)動(dòng)部 分 ， 磁 無 刷 直 流 力 矩 電 動(dòng) 機(jī) ； 級(jí) 減 速 永 一 行星 齒 輪 減 速 器 ； 珠 絲 杠 螺 旋 傳 動(dòng) 部 分 ， 滾 把 部分 ，
２ ］ 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成絲杠的直線運(yùn)動(dòng) ［ ～ ４ 。

? ? 數(shù)學(xué)模型 ? ? ? ? 電動(dòng)機(jī)模型 ?? 車 輛 制 動(dòng) 時(shí)， 動(dòng) 執(zhí) 行 器 中 的 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 狀 態(tài) 制 并驅(qū)動(dòng) 有 ： 在制動(dòng)踏板信號(hào)的控制下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) ， ① 行星減速器及滾珠絲杠副 ， 使絲杠平動(dòng) ， 以消除整個(gè) 此時(shí)電動(dòng) 機(jī)外 部 負(fù) 載 很 低 ， 要 是 各 部 件 間 的 摩 擦 主 阻力和制動(dòng)器回位彈簧力 。② 當(dāng)整個(gè)機(jī)構(gòu)的間隙消 除后（ 制動(dòng)鉗與 制動(dòng) 盤 接 觸 后 ） 電 動(dòng) 機(jī) 進(jìn) 入 第 ２種 ， 工作狀態(tài) ， 此時(shí)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn) ， 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的堵轉(zhuǎn)力矩 經(jīng)行星 減速機(jī) 構(gòu) 、 珠 絲 杠 副 在 制 動(dòng) 器 上 形 成 制 動(dòng) 滾 壓力 ， 進(jìn)而產(chǎn)生制動(dòng)力矩 。③ 解除制動(dòng)時(shí) ， 電動(dòng)機(jī)反

機(jī) 構(gòu)各部件間 的 間 隙 及 制 動(dòng) 盤 與 摩 擦 片 間 的 間 隙 ，

絲杠回位 ， 并進(jìn)行制動(dòng)器間隙的自調(diào)整 。在第 １ 轉(zhuǎn)， 、 ３工 作 狀 態(tài) 時(shí) 電 動(dòng) 機(jī) 主 要 進(jìn) 行 位 置 控 制 和 調(diào) 速 控 制， 電動(dòng)機(jī)的數(shù) 學(xué) 模 型 與 普 通 的 永 磁 無 刷 直 流 電 動(dòng) 機(jī)的數(shù)學(xué)模型相同 ， 本文不再敘述 。 由于制動(dòng)鉗與制動(dòng)盤接觸后 ， 電動(dòng)機(jī)將處于 “ 堵 轉(zhuǎn)” 工作狀態(tài) ， 制動(dòng)執(zhí)行器中的電動(dòng)機(jī)可選用永磁無 刷直流力矩電動(dòng)機(jī) 。 文獻(xiàn) ［ ］ ５ 提出了電動(dòng)機(jī)連續(xù)堵轉(zhuǎn) 時(shí)， 堵轉(zhuǎn)力矩與輸入電流之間關(guān)系的計(jì)算公式 ?５ 爤 爴 ＝９ ５ 爦牉 牑 爣 其中 式中

? 電子機(jī)械制動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型
? ? 結(jié)構(gòu) ? 電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)的差 別主要是 ： 在電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中 ， 電源代替了液壓 源， 機(jī)電作動(dòng)器代替了液壓作動(dòng)裝置 ， 制動(dòng)力由電動(dòng) 機(jī)產(chǎn)生 ， 大小受電子控制器的控制 。 以 浮 動(dòng) 盤 式 制 動(dòng) 器 為 例 ， ２為 電 子 機(jī) 械 盤 式 圖 制動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)圖 。 該執(zhí)行器采用了電動(dòng)機(jī)內(nèi)置的

（） １

＝（ （） ２ 爦牉 爺０－爤爲(wèi) ） 牕 ０ 牃 燉０ 連續(xù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 爴 —— 爣 定 爦牉—— 反 電 勢(shì) 系 數(shù) ， 義 為 單 位 轉(zhuǎn) 速 下 的 反 電勢(shì)值 爤—— 連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流 牑 爺０—— 空載電壓 爤—— 空載電流 ０ 電樞電阻 爲(wèi) —— 牕—— 空載轉(zhuǎn)速 牃 ０ 電 選 用 某 永 磁 無 刷 直 流 力 矩 電 動(dòng) 機(jī)， 動(dòng) 機(jī) 參 數(shù)

如表 １所示 。
表 ? 永磁無刷直流力矩電動(dòng)機(jī)參數(shù) ? ? ? ? ┇│??┈┄ ┅ ┇ ┃ ┃ ?┊??┈ ﹤ ?． ?? ┉┇ ? ?│? ? ┉ ┇┈━┈ ﹥ ┉┇ ┊ ┄┆ ?│┄┄ ┉┇
參數(shù) 數(shù)值 空載電壓 燉 Ｖ ２ ４ 空載電流 燉 Ａ ０５５ ．７ 電樞電阻 燉 Ω ０８０ ．５ 空載轉(zhuǎn)速 燉·ｍｉ－ １ ｒ ｎ ２７ ２

將表中數(shù)值代入式 （ ） 則反電勢(shì)系數(shù) ２，
圖 ２ 電子機(jī)械盤式制動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖 Ｆｇ ２ Ｄ ｓ ｒｋ ｃｕ ｔｒ ｆ ＭＢ ｉ． ｉ ｃｂａ ｅａｔａｏ ｏ Ｅ
１制動(dòng)鉗 ． 感器 ２摩擦片 ． ３行星輪 ． ８ 推桿 ． ４定子 ． ５轉(zhuǎn)子 ． ６壓力傳 ． ７ 滾珠絲杠副 ． ９ 制動(dòng)盤 ．

＝０ １ ４ （） ３ 爦牉 ? ０ 對(duì) 該 電 動(dòng) 機(jī) 在 電 動(dòng) 機(jī) 試 驗(yàn) 臺(tái) 上 進(jìn) 行 堵 轉(zhuǎn) 試 驗(yàn)， 測(cè)試結(jié)果如表 ２ 。 對(duì)表 ２中 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 插 值 擬 合 并 結(jié) 合 式 （ ） 對(duì) ３，

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式（） 的 功 率、 矩 轉(zhuǎn) 換 常 數(shù) 進(jìn) 行 修 正， 到 修 正 轉(zhuǎn) 得 １中 后的永磁無刷直流力矩電動(dòng)機(jī)連續(xù)堵轉(zhuǎn)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩

與輸入電流間關(guān)系的計(jì)算公式 ?９ 爤 爴 ＝４ ８ 爦牉 牑 爣

（） ４

表 ? 電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)堵轉(zhuǎn)力矩與輸入電流測(cè)試數(shù)據(jù) ? ? ? ? ┈??? ┉ ?┉┇ ┊ ┃ ┃ ┊ ?┇? ┉ ?━ ┄??┃?┄ ?┃ ?． ?┉ ┃ ??┄ ┄┆ ?? ??┅ ┉ ┊┇┃ ┌ ? ┉┉ ┐━? ?? ?┇ ┄
線圈端電流 燉 Ａ 堵轉(zhuǎn)力矩 燉 Ｎ·ｍ ０８ ．８ ０４ ．１ ２５ ．５ １２ ．２ ５０ ．８ ２６ ．０ ６０ ．９ ３１ ．６ ７０ ．０ ３６ ．８ ８７ ．９ ４６ ．０ １． ０５ ５４ ．８ １． ２４ ６４ ．４

? ? ? 行星減速機(jī)構(gòu)模型 ?? 式中 爴 ＝爴 牏牀 牀 爣 犣 行星減速機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩 爴 —— 牀 —— 行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 牏 （） ５

得 將式 （ ） （ ） （ ０ 代 入 式 （ １ 并 求 導(dǎo) ， 制 動(dòng) ４、 ５、 １） １） 執(zhí)行器的數(shù)學(xué)模型 爴 ＝牑 爤 牄 牑 其中
? · ? ·

（２ １）

犣 —— 行星減速機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率 牀 ? ? ? 滾珠絲杠模型 ?? 電 動(dòng) 機(jī) 通 過 行 星 齒 輪 減 速 器 驅(qū) 動(dòng) 滾 珠 絲 杠 副， 將電 動(dòng) 機(jī)的 旋轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 為 絲 杠 的 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 制 對(duì) 動(dòng)盤施加壓力 。 由于滾珠絲杠副將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng) ， 則 犽 牨 牠 ＝ ２ 牘 π 牎 —— 滾珠絲杠副螺母的角速度 犽 —— 絲杠的位移 牨 牘 —— 絲杠導(dǎo)程 牎 （） ６

７ ４ π 牏牀 爳 （ 牎 牘 牑 ＝１ ? ８ 爦牉 犣犣燉 牘牑） 由 上 述 制 動(dòng) 執(zhí) 行 器 的 數(shù) 學(xué) 模 型 可 知， 杠 所 提 絲

供的推力 與電 動(dòng) 機(jī) 的 堵 轉(zhuǎn) 電 流 、 動(dòng) 機(jī) 堵 轉(zhuǎn) 時(shí) 的 輸 電 因 出轉(zhuǎn)矩 呈線性 關(guān) 系 ， 此 可 以 計(jì) 算 出 加 在 制 動(dòng) 裝 置 在設(shè)計(jì)過程中 ， 可以通 上的壓力和制動(dòng)力矩的大小 。 過所需的最大制動(dòng)力矩和制動(dòng)壓力估算絲杠輸出推 力的大小 ， 并選用一定規(guī)格的絲杠來滿足要求 ， 然后 選 擇合適傳動(dòng) 比 的 行 星 減 速 器 ， 后 計(jì) 算 出 所 需 的 最 電動(dòng)機(jī) 堵轉(zhuǎn)力 矩 ， 用 相 應(yīng) 的 永 磁 無 刷 直 流 力 矩 電 選 動(dòng)機(jī) 。

式中

—— 滾珠絲杠副的動(dòng)作時(shí)間 牠 滾 珠 絲 杠 副 所 承 受 的 轉(zhuǎn) 矩， 行 星 減 速 機(jī) 構(gòu) 輸 即 出的轉(zhuǎn)矩 ， 包括滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)力矩 、 阻力矩及其傳 動(dòng)系統(tǒng)的摩擦力矩 。 即 爴 ＝爴 ＋爴 ＋爴 牀 爧 爟 牊 其中 爫 牎 牘 ２ π 爡牘 爮 牎 爴＝ 爧 ２ π 滾珠絲杠的阻力矩 爴 —— 爧 爴＝ 爟 爴 —— 滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)力矩 爟 爴 —— 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦力矩 牊 爫—— 絲杠輸出推力 爡 —— 滾珠絲杠的軸向預(yù)緊力 爮 爴 是指除滾珠絲杠本身的摩擦力矩外的摩擦 牊 主要為支承軸承和密封裝置的摩擦力矩 。 阻力矩 ， 考 慮式 （ ） ９ ， 滾 珠 絲 杠 副 的 傳 動(dòng) 效 率 來 ８ ～（ ） 用 表示系統(tǒng)的阻力矩和摩擦力矩 ， （ ） 式 ７ 可簡(jiǎn)化為 爫＝２ 爴 犣燉 牎 π牀 爳牘 其中 犣＝爴 燉 牀 爳 爟 爴 ? ? ? 制動(dòng)器模型 ?? 制動(dòng)力矩 爴 表達(dá)式為 牄 式中 爴 ＝牑（ 牄 牘 爫－爫牔） 牑—— 制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù) 牘 爫牔—— 克服彈簧力所需推力 （１ １） （０ １） （） ７ （） ８ （） ９

? 制動(dòng)執(zhí)行器原理機(jī)的試驗(yàn)
根 據(jù) 上 述 制 動(dòng) 執(zhí) 行 器 結(jié) 構(gòu)、 理 制 作 出 制 動(dòng) 執(zhí) 原

行器原理機(jī) ， ３為制動(dòng)執(zhí)行器原理機(jī)試驗(yàn)裝置圖 。 圖 測(cè)試時(shí) ， 以電子踏 板 的 輸 出 電 壓 信 號(hào) （ ～ ５Ｖ） 電 為 ０ 動(dòng) 機(jī)控制器的 輸 入 ， 拉 壓 傳 感 器 測(cè) 量 絲 杠 的 推 力 用 從而確定 出 制 動(dòng) 踏 板 的 輸 出 信 號(hào) 與 絲 杠 輸 出 輸出 ， 之間 的關(guān)系 ， 即 確 定 了 踏 板 信 號(hào) 與 制 動(dòng) 器 上 所 產(chǎn) 也 生的制動(dòng)力的關(guān)系 。

式中

圖 ３ 制動(dòng)執(zhí)行器原理機(jī)試驗(yàn)裝置圖 Ｆｇ ３ Ｔ ｓｉｇｐｏｏｙ ｅｏ Ｅ ｉ． ｅｔ ｎ ｒｔｔｐ ｆ ＭＢｂａ ｅａｔａｏ ｒｋ ｃｕ ｔｒ
１無刷直流力矩電動(dòng)機(jī) ． 壓傳感器 ２行星減速器 ． ３滾珠絲杠副 ． ４拉 ． ５ 電動(dòng)機(jī)控制器 ． ６ 支架及連接件 ．

圖 ４ 為制動(dòng)踏板電壓信號(hào)與無刷直流力矩 ～５ 電動(dòng)機(jī)在堵轉(zhuǎn)時(shí)的力矩輸出及電動(dòng)機(jī)線圈端電流的 關(guān)系曲線 。 圖 ６為制動(dòng)踏板輸出電壓信號(hào)與滾珠絲

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沈沉 等 ：電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)執(zhí)行器建模與試驗(yàn)

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圖 ４ 制動(dòng)踏板信號(hào)與電動(dòng)機(jī)輸出力矩關(guān)系 Ｆｇ ４ Ｒ ｌｔ ｎ ｈｐｏ ｂａ ｅｐ ｄ ｌ ｉｎ ｌ ｎ ｉ． ｅａｉ ｓ ｉ ｆ ｒｋ ｅ ａ ｓ ａ ａ ｄ ｏ ｇ ｏ ｔｕ ｔｒｕ ｕｐ ｔ ｏｐ ｅ

圖 ６ 制動(dòng)踏板信號(hào)與絲杠輸出推力的關(guān)系 Ｆｇ ６ Ｒ ｌｔ ｎ ｈｐｏ ｂａ ｅｐ ｄ ｌ ｉｎ ｌ ｎ ｕｐ ｔ ｉ． ｅ ｉ ｓ ｉ ｆ ｒｋ ｅ ａ ｓ ａ ａ ｄｏ ｔｕ ａｏ ｇ ｏ ｌ ｄｓｒｗ ｆ ｅ ｃｅ ａ

似呈線性關(guān)系 ， 系統(tǒng)的可控性好 ； 踏板電壓信號(hào)與絲 杠輸出推力 （ 即制動(dòng)器所產(chǎn)生的制動(dòng)力 ） 也近似呈線 性 關(guān)系 ， 即電 動(dòng) 機(jī) 的 線 圈 端 電 流 與 絲 杠 輸 出 推 力 近 似呈線 性關(guān)系 ， 而 驗(yàn) 證 了 所 建 立 的 制 動(dòng) 器 模 型 是 從 正確的 。
圖 ５ 制動(dòng)踏板信號(hào)與電動(dòng)機(jī)線圈端電流關(guān)系 Ｆｇ ５ Ｒ ｌｔ ｎ ｈｐｏ ｂａ ｅｐ ｄ ｌ ｉｎ ｌ ｎ ｉ． ｅａｉ ｓ ｉ ｆ ｒｋ ｅ ａ ｓ ａ ａ ｄ ｏ ｇ ｗｉｄｎ ｕｒｎ ｎ ｉｇｃ ｒｅ ｔ

? 結(jié)束語
通過制動(dòng)執(zhí)行器原理機(jī)的設(shè)計(jì)及制作可進(jìn)行系 統(tǒng)的可靠性和 可 行 性 試 驗(yàn) ， 對(duì) 系 統(tǒng) 關(guān) 鍵 部 件 進(jìn) 行 可 單項(xiàng)試 驗(yàn)研究 ， 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 集 成 及 性 能 優(yōu) 化 提 供 試 為 驗(yàn)和理論依據(jù) 。
文 獻(xiàn)

杠輸出推力的關(guān)系曲線 。 由曲線可以看出 ， 踏板的電 壓信號(hào)與電動(dòng)機(jī)的力矩輸出及電動(dòng)機(jī)線圈端電流近
參 考

１ Ｋａｌｅ ｚＢｌ ｒ ｉ ｉ，Ｍａｔ ｅ ｃ ， ｅｔ ｒｕ ｒ ｈｎ ｌ ｒｉ ｍｓｈ Ｂ ｒ Ｂ ｅ ｅ．Ａ ｎ ｗ ａ ｐｏ ｃ ｏｉｖｓｉａｅｔｅｖｈｃ ｎｅｆｃ ｒ ｅ燉 ｒｋ ｅ ａ ｎＳ ｅ ｐ ｒａｈｔ ｎ ｅｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｅｉｔｒａｅｄｉ ｒｂａ ｅｐ ｄ ｌ ｇ ｌ ｖ ｕ ｄ ｒ ｅｌ ｏ ｄｃｎ ｉｏ ｓｉ ｉ ｏ ｏ ｃｍｉｇｂａ ｅｂ ? ｒ?ｙｔｍｓＣ ．Ｓ ｎ ｅ ｒａ ｒａ ｏ ｄｔ ｎ ｎｖｅ ｆ ｎ ｏ ｎ ｒｋ ?ｙｗｉ ｓｓｅ ［ ］ ＡＥＰ ｐ ｒ１ ９ ０ ２ ４ ， ９ ９ ｉ ｗ ｅ ａｅ ９ ９ １ ９ ９ １ ９ ． ２ Ｒ ｌ Ｓ ｈ ｒ，Ｒ ｌ Ｉｅｍａ ｎ ｌｍｐｎ ｏｃ ｓｉ ｔ ｎｆｒａｂａ ｉｇｂ ? ｒ ｃｕ ｔｒＣ ．Ｓ ， ａｆ ｃ ｗａｚ ｏｆ ｓｒ ｎ ．Ｃａ ｉｇｆｒｅｅｔ ｉ ｏ ｍａ ｏ ｒｋｎ ?ｙｗｉ ｅａｔａｏ［ ］ ＡＥＰ ｐ ｒ１ ９ ０ ａｅ ９ ９ １ ０８，９９ ４２１９．

３ Ｒ ｌ ｃ ｗａｚ ｏｆＩｅｍａ ｎ ａｆＳ ｈ ｒ，Ｒ ｌ ｓｒ ｎ ．Ｍｏ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔｏ ｏ ｎｅ ｃｒｍｅｈ ｎｃｌ ｉ ｒｋ ［ ］ ＡＥ Ｐ ｐ ｒ９ ０ ０ ， ｄ ｌ ｇａ ｄｃｎｒｌ ｆａ ｌ ｔｏ ｃ ａ ｉ ｄｓ ｉ ｅ ａ ｋｂａ ｅ Ｃ ．Ｓ ａｅ ８ ６ ０ １９． ９８ 宋健 ．電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 ［］ 機(jī)械科學(xué)與技術(shù) ， ０ ５ ２ ：２ ８ １ ． ４ 張猛 ， ２ ０ （ ） ０ ～２ １ Ｊ． ５ 張文海 ．用反電勢(shì)系數(shù)計(jì)算直流力矩電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的公式 ［］ 微特電機(jī) ， ０ ４ ４ ： ５ ６ ２ ０ （ ） ４ ～４ ． Ｊ．

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上接第 ? 頁 ） （ ?

文提出的鉸點(diǎn)軸與軸套間隙的計(jì)算理論及方法是可 行的 。

（） ４ 通過對(duì)某 挖 掘 機(jī) 工 作 裝 置 鉸 點(diǎn) 軸 與 軸 套 間 隙 的 實(shí) 例計(jì) 算分 析 以 及 與 國(guó) 外 間 隙 設(shè) 計(jì) 的 比 較 ， 本
參 考

文

獻(xiàn)

王家序 ， 秦大同 ．液壓挖掘機(jī)工作裝置固有頻率的試驗(yàn)靈敏度 ［］ 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ， ０ ６ ３ （ ） ２ ～２ ． １ 楊為 ， ２０，７２：１ ４ Ｊ． 趙洪倫 ．過盈配合應(yīng)力的接觸非線性有限元分析 ［］ 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究 ， ０ ０ １ （ ） ３ ～３ ． ２ 許小強(qiáng) ， ２０，１１：１ ５ Ｊ． ２５ ５． ４ ～２ ４ 潘雙夏 ， 馮培恩 ．基于 ＡＤ ４ 劉靜 ， ２０，６１）１９ １． ＡＭＳ的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)仿真技術(shù) ［］ 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ， ０ ５ ３ （ ０ ： ０ ～１ ２ Ｊ．

３ Ｅ ｇ ｎｕ ｚＢ ｄ ｙ ｏ ｄｉｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｏ ｔｏ ｏ ａｈ ｄａ ｌ ｘ ａ ａｏ［］ ｕ ｅ ｉｓ ｕ ｎ ．Ｌ ａ ? ｅ ｅ ｄ ｎ ｃｎｒｌ ｆ ｙ ｒｕｉ ｃｖ ｔｒＪ．Ａｕｏ ｔ ｎｉ ｏ ｓｒｃｉｎ ２ ０ ， ２ ３ ： ｎ ｃｅ ｔｍａｉ ｎＣ ｎ ｔｕ ｔ ， ０ ３ １ （ ） ｏ ｏ



  本文關(guān)鍵詞：電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)執(zhí)行器建模與試驗(yàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。