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線控制動之機電制動（EMB）系統(tǒng)的綜述：結(jié)構(gòu)、控制與應(yīng)用

2025-04-13 09:32:59·  來源：智駕社  
　
2. 機電制動（EMB）執(zhí)行器的發(fā)展現(xiàn)狀

為了概述機電制動（EMB）執(zhí)行器的發(fā)展情況，基于行業(yè)背景以及各企業(yè)對機電制動（EMB）研究的參與程度，共選取了 21 家相關(guān)汽車零部件制造商，如表 2 所示。

在這 21 家相關(guān)制造商中，依據(jù)專利分布情況選取了 6 家具有代表性的制造商，包括博世、西門子、大陸特維斯、德爾福、現(xiàn)代和萬都。此外，對這些制造商的總共 169 項相關(guān)專利進行了調(diào)研。專利的總體分布情況在表 3 以及圖 1 - 3 中給出。這些專利依據(jù)基本結(jié)構(gòu)被分為兩類：采用減速機構(gòu)的方案和采用自增力機構(gòu)的方案。而且，與駐車制動器集成的專利被單獨列出，以展示駐車制動方案的總體分布情況。

表 2. EMB相關(guān)制造商圖片

表3.專利權(quán)的總體分布情況圖片

此外，這些制造商隨時間推移所提出的機電制動（EMB）執(zhí)行器基本方案如圖 4 所示（具體結(jié)構(gòu)將在下一節(jié)介紹）。自 20 世紀 90 年代以來，隨著制動輔助（BA）和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）的應(yīng)用，機電制動（EMB）的優(yōu)勢吸引了眾多制造商的關(guān)注，其中大陸特維斯、博世、西門子和德爾福率先開始對機電制動（EMB）執(zhí)行器的基本配置進行研究。到 21 世紀初，隨著自適應(yīng)巡航控制（ACC）和自動緊急制動（AEB）等先進駕駛輔助系統(tǒng)的發(fā)展，對主動制動控制提出了更高的要求?，F(xiàn)代和萬都等制造商開始投入對機電制動（EMB）執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及控制策略的研究，以實現(xiàn)量產(chǎn)和實際應(yīng)用。

圖片圖1.具有減少機制的專利的總體分布情況

圖片圖2. 自激勵機制專利總體分布

圖片圖3.集成停車制動器的專利總體分布

對于行車制動機構(gòu)，大陸特維斯首先提出了 “滾珠絲杠 + 行星齒輪系” 的集成結(jié)構(gòu)。從 1994 年到 1997 年，先后對電機結(jié)構(gòu)、快速回位機構(gòu)、傳感器形式以及控制方法進行了研究。自 2002 年起，大陸特維斯開始采用滾珠絲杠作為運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，形成了 “滾珠絲杠 + 直齒輪 / 行星齒輪系” 的典型結(jié)構(gòu)，并設(shè)計了相應(yīng)的制動間隙補償機構(gòu)、密封裝置以及軸承結(jié)構(gòu)。

從 1996 年到 1998 年，博世提出了 “滾珠絲杠 + 不同減速機構(gòu)” 的方案，先后采用直齒輪、蝸輪、錐齒輪以及行星齒輪系作為減速機構(gòu)?；谏鲜雠渲茫槍χ苿邮У那闆r，設(shè)計了雙電機主動釋放方案以及帶電磁離合器的被動釋放方案，并且進一步改進了電磁離合器的結(jié)構(gòu)與功能。從 1999 年到 2001 年，博世最終采用了 “滾珠絲杠 + 行星齒輪系” 的典型方案，并對電機結(jié)構(gòu)和制動回位限位裝置進行了優(yōu)化。

自 2002 年起，博世一直在研發(fā)楔形自增力方案。從 2002 年到 2004 年，提出了 “絲杠 / 齒輪齒條 + 單 / 雙 / 多楔形面” 的各類方案，并對楔角、制動力控制方法以及制動間隙補償機制進行了研究。從 2005 年到 2006 年，“齒輪齒條 + 雙楔形面” 的自增力方案得到進一步完善并最終被采用。

同樣，其他制造商經(jīng)過多輪迭代設(shè)計后也形成了典型的結(jié)構(gòu)方案，如表 4 所示。

圖片圖 4. 6 家制造商的機電制動（EMB）執(zhí)行器發(fā)展情況

行車制動方案（時間線之上）以 “運動轉(zhuǎn)換機構(gòu) + 力放大機構(gòu)” 的形式表示，專利的創(chuàng)新點在括號內(nèi)注明。駐車制動方案（時間線之下）以 “驅(qū)動部件 + 鎖定部件” 的形式表示。此外，6 家制造商提出的典型結(jié)構(gòu)方案用相應(yīng)顏色進行了標注。

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