汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

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1、汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討 　　摘要：本文在研究中以汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)為核心，分析汽車制動系統(tǒng)容易發(fā)生的問題，提出汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，避免汽車電子機(jī)械系統(tǒng)的故障問題，發(fā)揮出電子機(jī)械制動系統(tǒng)的作用，并為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和幫助。 　　關(guān)鍵詞：汽車；電子機(jī)械制動系統(tǒng)；設(shè)計(jì) 　　電子機(jī)械制動系統(tǒng)以電動機(jī)為主要驅(qū)動力，在合理安裝使用后，可以起到車輛制動控制的作用。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，電子機(jī)械制動的控制系統(tǒng)越來越完善，其具有體積小、重量輕、硬件設(shè)施完善等優(yōu)勢，使用過程中響應(yīng)速度較快，沒有延遲現(xiàn)象，因此被廣泛應(yīng)用到汽車制造領(lǐng)域中。在這樣的環(huán)境背

2、景下，探究汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 　　1當(dāng)前汽車制動系統(tǒng)的問題 　　當(dāng)前，汽車制動設(shè)計(jì)中多以防抱死的制動系統(tǒng)為主，由于城市交通環(huán)境日益復(fù)雜，汽車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接決定汽車行駛安全性。對此，在汽車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要以增強(qiáng)控制性能和保證控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性為設(shè)計(jì)關(guān)鍵，當(dāng)前汽車制動系統(tǒng)存在以下弊端：①汽車緊急制動現(xiàn)象頻繁。在車輛行駛中，由于交通情況復(fù)雜多變，司機(jī)一般會在緊急情況選擇緊急制動的方式，讓汽車快速停止前行，這就對制動系統(tǒng)性能提出更高要求。制動系統(tǒng)發(fā)生故障，直接造成安全隱患，必須要定期做好制動系統(tǒng)的檢查維護(hù)工作，也需要駕駛?cè)诵纬闪己玫男熊嚵?xí)慣，減少緊急制動的次數(shù)

3、，防止安全隱患；②不緩解問題。在車輛正常行駛中，制動系統(tǒng)常常出現(xiàn)不能緩解的情況，這是因?yàn)橹苿痈谆钊麠U無法在短時(shí)間內(nèi)縮回，汽車發(fā)生制動較短時(shí)間內(nèi)無法立即解除，進(jìn)而出現(xiàn)不能緩解的問題。 　　2汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 　　在汽車電子制動系統(tǒng)運(yùn)行中，依靠踏板傳感器搜集和識別駕駛信息，將駕駛?cè)藛T的腳步力度信息輸送至電子控制元件，利用ECU裝置處理傳輸數(shù)據(jù)，并將制動的制定和處理結(jié)果輸送至車輪制動器中，實(shí)現(xiàn)汽車制動控制，制動控制時(shí)間為0.1s。 　　2.1精準(zhǔn)制動要求 　　在汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)運(yùn)行中，通過EMB系統(tǒng)（嵌入式系統(tǒng)）精確感應(yīng)車輛行駛情況，結(jié)合駕駛員的車輛制動需求

4、，及時(shí)控制汽車的制動力矩電機(jī)，通過準(zhǔn)確控制的方式，達(dá)到汽車穩(wěn)定制動的標(biāo)準(zhǔn)，精準(zhǔn)分配制動力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車的精準(zhǔn)制動。 　　2.2整車匹配要求 　　汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)是當(dāng)前最為先進(jìn)的制動方式，直接取替了傳統(tǒng)液壓制動管路的制動方式，系統(tǒng)由力矩電機(jī)、運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)以及減速增矩裝置等部分組成。由于汽車裝車空間有限，電子機(jī)械制動系統(tǒng)體積小、質(zhì)量輕，可以滿足汽車空間對制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。由于汽車中的子系統(tǒng)較多，各個(gè)子系統(tǒng)間具備相互限制和相互協(xié)動的關(guān)系。面臨著各種行駛條件，需要制動系統(tǒng)和其他各個(gè)系統(tǒng)緊密配合，而電子機(jī)械制動系統(tǒng)的整車匹配技術(shù)，可以和汽車各個(gè)部件、電控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)，保證整車的制動性

5、能。 　　2.3故障容錯(cuò)要求 　　在汽車運(yùn)行中，直流力矩電機(jī)與相關(guān)電子元器件會影響制動的穩(wěn)定性，一旦電子元器件發(fā)生故障，將會對汽車制定系統(tǒng)的性能和工作狀態(tài)產(chǎn)生較大影響，形成車輛行車的安全隱患。對此，在汽車電子機(jī)械制定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要完善信號的抗干擾技術(shù)，設(shè)置故障容錯(cuò)機(jī)制，使制動汽車在任意故障情況下，都會根據(jù)駕駛員的駕駛需求實(shí)現(xiàn)制動控制，提高電子機(jī)械制動系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。 　　3汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 　　在傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)中多以液壓油路為核心進(jìn)行制動力輸出，液壓油路要和機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行相互配合與傳導(dǎo)，制動性能低，且容易形成安全隱患。而電子機(jī)械制動系統(tǒng)直接摘除原

6、有的液壓制動管路，實(shí)行制動踏板與執(zhí)行器的連接，大大提高了制動效率與安全性，具體設(shè)計(jì)方案如下： 　　3.1制動意圖識別系統(tǒng) 　　制動意圖就是獲取和搜集汽車駕駛員的制動意圖，將其意圖信號傳輸至系統(tǒng)中形成制動指令，而快速識別制動意圖，以轉(zhuǎn)化為制動操作信號就顯得尤為關(guān)鍵。在電子機(jī)械制動系統(tǒng)中，制動意圖識別主要依靠傳感器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員要掌握傳感器的運(yùn)行特征，制定異構(gòu)靜態(tài)冗余措施?；诹α亢臀灰埔暯沁M(jìn)行傳感器設(shè)備的升級，使其快速識別車輛制動意圖，搜集和分析汽車駕駛員的制動意圖信息，對該信息進(jìn)行核算與轉(zhuǎn)化，分配制動信號權(quán)重，形成信號輸出，實(shí)現(xiàn)對制動意圖的識別與處理。如圖1所示，在制動意圖識

7、別系統(tǒng)中引入信息技術(shù)，通過CAN控制中心進(jìn)行制動踏板信號與加速踏板信號的處理，核算加速踏板變化率，并結(jié)合整車模型進(jìn)行加速度均值和加速度均方值的核算，構(gòu)建駕駛員意圖識別模型，在線識別駕駛員制動意圖，保證汽車制動控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。 　　3.2制動力分配系統(tǒng) 　　電子機(jī)械制動系統(tǒng)識別出駕駛員制動意圖后，立即發(fā)送制動執(zhí)行命令，借助車載計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把制動信號傳輸至車輪控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)制動力分配。在制動力分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須結(jié)合電子機(jī)械制動系統(tǒng)的運(yùn)行情況，合理分配制動力控制的執(zhí)行任務(wù)。一旦制動力系統(tǒng)發(fā)生故障，要根據(jù)車輛行駛情況，采取有效的制動力分配措施，為汽車的安全運(yùn)行提供重要保障。

8、車輪制動控制系統(tǒng)要維持穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，合理管理前車輪和后車輪的運(yùn)行協(xié)調(diào)，防止轉(zhuǎn)向不足問題，使得車輛平穩(wěn)地通過彎道，消除安全隱患。 　　3.3制動間隙調(diào)整系統(tǒng) 　　該制動間隙調(diào)整系統(tǒng)的主要目的是消除制動器間的間隙問題，制定針對性補(bǔ)償措施，實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)間的間隙調(diào)整。對此，在制動間隙調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要了解制動器的制動過程，判斷間隙臨界點(diǎn)，加強(qiáng)臨界點(diǎn)的識別，并根據(jù)制動器的運(yùn)行需求，利用制動皮零件確定制動器的整體剛度，設(shè)計(jì)電流大小實(shí)驗(yàn)，計(jì)算臨界點(diǎn)間隙，當(dāng)電流值超過原有設(shè)定值，就會自動清除制動間隙。在分離臨界點(diǎn)識別中，要明確剎車片與剎車盤存在的分離臨界點(diǎn)，電機(jī)運(yùn)行中，剎車片與剎車盤夾緊力逐漸

9、減少，電流傾斜角由負(fù)半軸接近零軸，電流傾斜率達(dá)到零，就會形成剎車制動間隙。而制動間隙調(diào)整系統(tǒng)可以根據(jù)制動力的命令，通過電流信號來判斷是否存在制動間隙，判斷存在后就會立即消除間隙，進(jìn)而保證制動控制的精確性。 　　3.4在線故障診斷系統(tǒng) 　　在汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在線故障診斷系統(tǒng)會對各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)測，掌握各個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)后會立即進(jìn)行在線診斷和修復(fù)，若故障無法修復(fù)，會直接剔除該模塊，進(jìn)而提高制動系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用在線故障診斷技術(shù)，通過預(yù)警信息的發(fā)布和動態(tài)化管理，提高制動操作的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。在系統(tǒng)運(yùn)行中，需要分析制動信息和制動意圖，對

10、電子機(jī)械制動系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)不良信息后會立即發(fā)出警報(bào)，讓駕駛員可以及時(shí)了解系統(tǒng)的故障情況，做好駕駛準(zhǔn)備。除此之外，在線故障診斷系統(tǒng)運(yùn)行中，會自動對失效控制節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行綜合管理，剔除存在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的故障節(jié)點(diǎn)，保證電子機(jī)械制動系統(tǒng)的安全性能，為汽車的駕駛安全提供重要保障。 　　4結(jié)語 　　綜上所述，在汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)應(yīng)用中，要根據(jù)當(dāng)前汽車制動系統(tǒng)容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，發(fā)揮出汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的優(yōu)勢和功能，優(yōu)化電子機(jī)械制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對汽車的制動控制，保證汽車行駛安全。