汽车电子机械制动系统的研究

陈东强++温佐礼

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.129

摘 要：科学技术的进步必然会影响着社会中各个行业的发展。我国甚至是世界范围内的汽车行业越来越多地受到了科学技术发展的影响。另一个方面科学技术的发展在很大程度上带动了汽车行业的进一步繁荣。由于当下人们对汽车的性能要求以及安全要求越来越高，就导致了汽车行业在汽车性能以及安全问题上必须投入非常大的力量来进一步完善。目前汽车行业在制动系统中逐渐加入了电子制动控制系统。该文主要针对汽车电子机械控制系统进行详细的阐述以及分析，希望通过该文的阐述以及分析能够有效地提升我国汽车制动系统的性能，同时也为我国汽车电子机械制动系统的进一步发展以及创新贡献力量。

关键词：汽车电子机械制动系统 安全系统 可逻辑编程 研究

中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0129-02

在汽车制动系统中，电子机械制动的具体结构并不复杂，没有太大的难度，由于其体积小、功能集成、可靠性高的特点，电子机械汽车制动系统在目前受到了大范围的应用并且取得了很好的应用效果。目前我国汽车制造的发展方向是数字化、智能化。在这样的背景下，越来越多的汽车制动制动系统使用了电子机械制动来对汽车进行制动控制。现代汽车行业发展的一项重要标志就是电子机械化程度的发展。因此汽車制动系统的完善和发展最根本的决定因素就是汽车电子机械制动系统的应用和研发。

1 汽车电子机械制动控制系统的主要发展条件和要求

在我国目前的汽车设计制造过程中，传统形式的液压控制制动系统技术已经越来越成熟。但是这种发展程度还不能满足目前人们对汽车制动安全以及性能的要求。因此在这样的背景下，新型汽车在设计以及制造的过程中都会使用电子机械制动系统来取代液压制动系统。最显著的一个例子就是目前大多数的汽车在制动系统中应用了防抱死制动，这样大大地提升了汽车在制动过程中的性能以及安全保障。在汽车制动线路的选择上，目前更多的选择设置附加结构。以前传统形式的液压制动控制系统已经不能符合并且满足复杂制动系统结构的要求。目前制动系统的管路设计更加的复杂，更加的多样化。这样就导致了在汽车设计以及生产过程中存在越来越大的难度，这样也导致了一个非常明显的缺点就是汽车的制动安全性能得不到很好的保障，提升了汽车安全制动的难度，这样不符合人们对于汽车安全性能的要求。当代的汽车需要的是制动精准；反应灵活并且功能全面的汽车制动。因此在这样的大背景下电机机械制动系统应运而生，是目前汽车设计以及生产的第一选择。

2 汽车电子机械制动控制系统的主要发展优势

在汽车制动系统中，电子机械制动系统和传统的液压制动系统相比较有明显的优势。首先，电子机械制动系统在汽车机械制动连接上非常的简便，程序更加的简化，便于操作，不同于传统的液压控制制动系统的操作繁琐；其次，电子机械制动控制系统在运行过程中不需要制动液来进行制动操作，这样就在很大程度上对制动系统油管进行了简化，同时也很大程度上节约了制动系统中的制动油箱。电子机械制动控制系统的体积小；结构简单并且便于维护，能够便于汽车内部的设计。电子机械制动控制系统在机械制造的过程中不存在油管泄露的状况，有利于环境保护。电子机械制动控制系统在汽车执行制动操作的过程中能够实现外部载荷的平稳传输，同时在制动的过程中噪音更小，制动效果较好。电子机械制动控制系统采用的是电线的方式来对外部能量进行传输，这样就让能量的传输更加便捷和快速，电线传输能力能够提升汽车的制动反应时间，同时还具有良好的持久性能。在电子机械制动控制系统中，命令的执行部件是电机，这样的构造在传统的液压制动系统中并没有，这样的结构在很大程度上减少了制动系统的操作程序，提升了制动系统的操作速度和操作精准度。基于制动控制信号的操作是使用的电信号，因此在电子机械制动控制系统中能够实现最优化的控制功能。通过机械方面的设计以及电气方面的编程能够很好地实现制动系统的仿真以及建模，能够有效地对电子机械制动控制系统进行性能验证以及稳定性，安全性验证。作为电子机械制动控制系统的核心元件，电机在设计以及选型的过程中要格外注意，一定在在保障安全性能以及稳定性能的前提下进行最优化选择。

3 汽车电机机械制动系统的主要整体设计过程

在汽车制动系统中，电子机械制动控制系统的运行以及设计是非常复杂的。当汽车进行制动操作的过程中，并且驾驶员踩踏制动踏板时，制动踏板要及时地通过电子感应得到相关的信息，了解制动踏板的运行状况，包括运行速度的大小。制动过程中需要的外力的大小等等。此外制动位移问题也是一个在制动设计过程中需要考虑和了解的问题。只有这样才能够有效地判断出汽车驾驶员操作制动命令的真正意图，更好地完成制动操作。在制动命令下达之后，相应的制动缸体以及制动电子单元会通过传感器来编制制动信号，在编制的过程中要明确制动车轮的具体尺寸以及相关参数，这样才能够进行准确安全的制动。汽车电子制动控制系统在制动执行的过程中要对制动系统中的相关部件进行控制和操作，这样才能够对制动距离以及制动时间进行有效的掌握，从而实现适当的制动力矩来对车轮进行制动。电子机械制动控制系统能够实现精准的车轮制动，实现了汽车在行驶过程中的平稳制动。电子机械制动控制系统主要就是通过制动板的动作来实现制动信号的输出，进而产生相应的制动力矩。不论是哪一种汽车制动系统，汽车制动的直接操作都是驾驶员进行踩踏制动踏板来实现。在这一过程中驾驶员踩踏制动踏板时，力量的控制要合适，这样才能够最大限度地发挥电子机械制动控制系统的优势。否则就会让制动控制系统的优势发挥不出来造成浪费。

汽车电子制动系统随着科技的不断进步已经成为未来汽车制动领域发展的重要方向。汽车制动主要有紧急制动与普通制动两个方面，在紧急制动中更多的会增加ABS等控制模块以及相应的算法。而普通制动中主要是建立FPGA作为主控器的电机控制，采取的主要系统算法是PID模糊算法。对无刷直流电机中的控制模块进行软件设计与仿真研究，这样能够证明程序的准确性。但是在实际应用中会受到现实的限制，模块仅在理论研究的基础上进行系统的分析与仿真验证，没有对整体控制系统进行实际的验证[5]。因此汽车电子制动系统在这方面还有待进一步完善创新。采用FPGA的SOPC技术，能够将数据采集模块、控制模块以及模糊PID算法模块融合在一个系统中，对整体系统进行仿真式检测。

参考文献

[1] 周润景，图雅，张丽敏.基于Quartus II的FPGA/CPLD数字系统设计实例[M].北京：电子工业出版社，2010：408-411.

[2] 李伯全，田洪胜，王瑞，等.基于FPGA的EMB力矩电机控制器设计[J].机械设计与制造，2011（7）：9-11.

[3] （美）Steve Kilts，著.高级FPGA设计结构、实现、和优化[M].孟宪元，译.北京：机械工业出版社，2009.

[4] 王奎洋，唐金花.电子机械制动系统执行机构的分析与设计[J].江苏理工学院学报，2008（2）：39-43.

[5] 陈赜，邹道胜，朱如琪.CPLD/FPGA与ASIC设计实践教程[M].北京：科学出版社，2010.