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1、汽車電子機(jī)械制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為核心，分析汽車制動(dòng)系統(tǒng)容易發(fā)生的問題，提出汽車電子機(jī)械制動(dòng)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)
電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)以電動(dòng)機(jī)為主要驅(qū)動(dòng)力，在合理安裝使用后，可以起到車輛制動(dòng)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(dòng)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(shì)，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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的問題
當(dāng)前，汽車制動(dòng)設(shè)計(jì)中多以防抱死的制動(dòng)系統(tǒng)為主，由于城市交通環(huán)境日益復(fù)雜，汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接決定汽車行駛安全性。對(duì)此，在汽車制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)存在以下弊端：①汽車緊急制動(dòng)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(huì)在緊急情況選擇緊急制動(dòng)的方式，讓汽車快速停止前行，這就對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)性能提出更高要求。制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)常常出現(xiàn)不能緩解的情況，這是因?yàn)橹苿?dòng)缸活塞桿無法在短時(shí)間內(nèi)縮回，汽車發(fā)生制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
在汽車電子制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中，依靠踏板傳感器搜集和識(shí)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(dòng)的制定和處理結(jié)果輸送至車輪制動(dòng)器中，實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)控制，制動(dòng)控制時(shí)間為0.1s。
2.1精準(zhǔn)制動(dòng)要求
在汽車電子機(jī)械制動(dòng)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(dòng)需求
4、，及時(shí)控制汽車的制動(dòng)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(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，精準(zhǔn)分配制動(dòng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車的精準(zhǔn)制動(dòng)。
2.2整車匹配要求
汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前最為先進(jìn)的制動(dòng)方式，直接取替了傳統(tǒng)液壓制動(dòng)管路的制動(dòng)方式，系統(tǒng)由力矩電機(jī)、運(yùn)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)體積小、質(zhì)量輕，可以滿足汽車空間對(duì)制動(dòng)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(dòng)的關(guān)系。面臨著各種行駛條件，需要制動(dòng)系統(tǒng)和其他各個(gè)系統(tǒng)緊密配合，而電子機(jī)械制動(dòng)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(dòng)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(huì)影響制動(dòng)的穩(wěn)定性，一旦電子元器件發(fā)生故障，將會(huì)對(duì)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(duì)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(hào)的抗干擾技術(shù)，設(shè)置故障容錯(cuò)機(jī)制，使制動(dòng)汽車在任意故障情況下，都會(huì)根據(jù)駕駛員的駕駛需求實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制，提高電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。
3汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
在傳統(tǒng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)中多以液壓油路為核心進(jìn)行制動(dòng)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(dòng)性能低，且容易形成安全隱患。而電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)直接摘除原
6、有的液壓制動(dòng)管路，實(shí)行制動(dòng)踏板與執(zhí)行器的連接，大大提高了制動(dòng)效率與安全性，具體設(shè)計(jì)方案如下：
3.1制動(dòng)意圖識(shí)別系統(tǒng)
制動(dòng)意圖就是獲取和搜集汽車駕駛員的制動(dòng)意圖，將其意圖信號(hào)傳輸至系統(tǒng)中形成制動(dòng)指令，而快速識(shí)別制動(dòng)意圖，以轉(zhuǎn)化為制動(dòng)操作信號(hào)就顯得尤為關(guān)鍵。在電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)意圖識(shí)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(jí)，使其快速識(shí)別車輛制動(dòng)意圖，搜集和分析汽車駕駛員的制動(dòng)意圖信息，對(duì)該信息進(jìn)行核算與轉(zhuǎn)化，分配制動(dòng)信號(hào)權(quán)重，形成信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)意圖的識(shí)別與處理。如圖1所示，在制動(dòng)意圖識(shí)
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(dòng)踏板信號(hào)與加速踏板信號(hào)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(shí)別模型，在線識(shí)別駕駛員制動(dòng)意圖，保證汽車制動(dòng)控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。
3.2制動(dòng)力分配系統(tǒng)
電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)識(shí)別出駕駛員制動(dòng)意圖后，立即發(fā)送制動(dòng)執(zhí)行命令，借助車載計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把制動(dòng)信號(hào)傳輸至車輪控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力分配。在制動(dòng)力分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須結(jié)合電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，合理分配制動(dòng)力控制的執(zhí)行任務(wù)。一旦制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)間隙調(diào)整系統(tǒng)
該制動(dòng)間隙調(diào)整系統(tǒng)的主要目的是消除制動(dòng)器間的間隙問題，制定針對(duì)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(duì)此，在制動(dòng)間隙調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要了解制動(dòng)器的制動(dòng)過程，判斷間隙臨界點(diǎn)，加強(qiáng)臨界點(diǎn)的識(shí)別，并根據(jù)制動(dòng)器的運(yùn)行需求，利用制動(dòng)皮零件確定制動(dòng)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(huì)自動(dòng)清除制動(dòng)間隙。在分離臨界點(diǎn)識(shí)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(huì)形成剎車制動(dòng)間隙。而制動(dòng)間隙調(diào)整系統(tǒng)可以根據(jù)制動(dòng)力的命令，通過電流信號(hào)來判斷是否存在制動(dòng)間隙，判斷存在后就會(huì)立即消除間隙，進(jìn)而保證制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在線故障診斷系統(tǒng)會(huì)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，掌握各個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)后會(huì)立即進(jìn)行在線診斷和修復(fù)，若故障無法修復(fù)，會(huì)直接剔除該模塊，進(jìn)而提高制動(dòng)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(dòng)態(tài)化管理，提高制動(dòng)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(dòng)信息和制動(dòng)意圖，對(duì)
10、電子機(jī)械制動(dòng)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(huì)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(huì)自動(dòng)對(duì)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用中，要根據(jù)當(dāng)前汽車制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和功能，優(yōu)化電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的制動(dòng)控制，保證汽車行駛安全。
汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討
