汽车电子机械制动（EMB）控制系统关键技术研究

马锦荣

摘 要：汽车的行驶速度应该控制在合理的范围之内，以保证汽车在行驶时具有较好的安全性和舒适感。对汽车行驶进行控制，需要采用相应的控制系统，为此本文首先分析了对汽车行驶进行控制的必要性，之后分析了在汽车电子机械制动控制系统中所采用的控制算法，最后对汽车电子机械制动的控制系统进行了相应的设计。

关键词：汽车;电子机械制动;控制系统;关键技术

1 引言

汽车在行驶的过程中，对制定性能的要求较高，以保证汽车在行驶中的安全，此外国家规定汽车行驶的速度。随着汽车技术的不断发展，电子机械制动（EMB）控制系统在汽车中得到了广泛的应用，明显提高了汽车制动系统的性能。在该控制系统中，控制方式和控制算法对于汽车制动系统的性能具有较为关键的影响，本文对汽车电子机械制动（EMB）控制系统关键技术进行了分析。

2 汽车电子机械制动概述

制动装置（制动装备）就是汽车装设的全部制动和减速系统的总称，其功能是使行驶中的汽车减低速度或停止行驶，或使已停驶的汽车保持不动，由于制动装置的结构和性能直接关系到车辆、人员的安全，因而被认为是汽车的重要安全件，受到普遍的重视。所属汽车配件，有停车制动作用，一般有鼓式和盘式等分类，具有散热条件好，制动稳定性好等优点，制动系中制动器，制动器是制动系中产生阻止车辆运动或运动趋向的力的机构，目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。

但现有的制动装置中对制动盘和盘式制动器的制造技术要求较高;对闸瓦的性能要求较高;闸瓦工作面积较小，温升较高，不宜用于调整行驶速度，效能较低，所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置，兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂[1]，鼓式刹车的缺点主要是鼓式刹车的刹车鼓在受热后直径会增大，而造成踩下刹车踏板的行程加大，容易发生刹车反应不如预期的情况。因此在驾驶采用鼓式刹车的车辆时，要尽量避免连续刹车造成刹车片因高溫而产生热衰退现象。刹车系统反应较慢，刹车的踩踏力道较不易控制，不利于做高频率的刹车动作。构造复杂零件多，刹车间隙须做调整，使得维修不易。

3 汽车电子机械制动的控制系统

汽车电子机械制动控制系统的架构通常为在汽车电子机械制动控制系统中加入相应的控制算法，在控制系统中将汽车行驶速度的输出量经过反馈控制与输入量进行叠加，再通过控制数字算法进行控制，得到汽车行驶的合理速度，进而启动汽车电子机械制动相应的调节机构，使汽车的行驶速度达到规定的要求。汽车电子机械制动的控制系统中采用的控制方式大致有开环控制系统和闭环控制系统等两种控制方式，这两种不同的控制方式具有不同的控制算法，在对汽车的行驶速度的控制效果方面，也具有不同的控制效果，需要根据汽车行驶的实际情况加以选择[2]。对于采用开环方式的控制系统，输出量的信息难以反映到输入中，即输入量不能根据输出量的情况进行调节，故该种控制系统的控制系统较差。但这种控制方式较为简单实用，对汽车行驶速度要求不高的场合中可以采用开环控制系统对汽车行驶速度进行控制。

在对汽车行驶速度控制要求不高的情况下可以采用开环控制方式，若对汽车行驶速度的控制性能要求较高，则可以采用闭环控制系统。在开环控制系统的基础上进行改进，可以构成闭环控制系统。和开环控制系统相比较，在闭环控制中，多了检测元件，通过闭环控制系统中的检测元件，可以实现汽车行驶速度的负反馈调节，将可以使汽车行驶速度得到更好的调节控制效果。

电子机械制动装置，包括电机壳、电机和装置主机，装置主机的一侧设有油刹管，油刹管与装置主机紧密焊接，装置主机的顶端设有电机壳，电机壳与装置主机紧密焊接，电机壳的一侧设有密封胶圈，密封胶圈嵌入设置在电机壳中，电机壳的一侧设有散热器保护壳，散热器保护壳与电机壳紧密焊接，装置主机的一侧设有电源线和电源分接器，电源线和电源分接器均与装置主机电性连接，装置主机的一侧设有左固定板，装置主机与左固定板紧密焊接，装置主机的一侧设有右固定板，装置主机与右固定壳紧密焊接，装置主机的一侧设有电控部件，电控部件与装置主机电性连接，装置主机的底部设有转子，转子与装置主机信号连接，装置主机的内部设有电机，电机贯穿设置于装置主机中，电机的一侧设有蜗轮，蜗轮嵌入设置在电机中，蜗轮的一侧设有螺母和主丝杠，主丝杠与蜗轮通过螺母固定连接，主丝杠的一侧设有非自锁螺栓，非自锁螺栓贯穿设置在主丝杠中，主丝杠的一侧设有平键，平键贯穿设置于主丝杠中，平键的一侧设有副丝杠，平键与副丝杠紧密焊接，电机的一侧设有制动杆，制动杆贯穿设置于电机中，制动杆的一侧设有碟刹固定器，碟刹固定器与制动杆紧密焊接，制动杆的一侧设有旋转五角螺母，旋转五角螺母贯穿设置于制动杆中，制动杆的一侧设有活塞，活塞与制动杆紧密连接。油刹管的一侧设有油管连接头，油管连接头嵌入设置在油刹管中。副丝杠的一侧设有驱动机构，驱动机构与副丝杠紧密焊接。散热器保护壳的顶端设有散热孔，散热孔贯穿设置在散热器保护壳中，装置主机的一侧设有五角螺母，五角螺母嵌入设置在装置主机中，碟刹固定器的底端设有摩擦片，摩擦片与制动杆通过碟刹固定器连接。

4 电子机械制动控制系统中的关键技术

对汽车的行驶进行控制，首先需要采集汽车的行驶速度，判断汽车的行驶速度是否符合要求，若不满足要求则需要对汽车的行驶速度进行合理的调节，可采用负反馈的控制方式。在汽车电子机械制动的控制系统中，汽车的行驶速度可以通过采集装置传递到电子机械制动控制系统中，进行相应的汽车行驶速度控制判断，输出相应的汽车行驶速度控制调节策略，保证汽车的行驶速度在合理的范围之内。在汽车电子机械制动的控制系统中，信息处理及控制系统需要依靠传感器子系统提供数据信息来源。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求[3]。将汽车的行驶速度的输出量经过反馈控制，与系统的输入量进行叠加，进而对汽车的行驶速度进行控制。

在汽车电子机械制动的控制过程中，可以采用数字PID控制器技术，该控制器的控制规律如式（1）所示。

汽车电子机械制动控制系统中的检测元件可通过提取输出量中的信息，并将信息反馈到控制器中，进而调整系统的输入量，保证汽车的速度在合理的范围之内。在闭环控制系统中，最关键的设备在于系统的检测元件，一般也是通过传感器来实现对汽车行驶数据的采集和传递，通过将汽车行驶数据的模拟量转化为数字量传递到汽车行驶的控制系统中，可以对汽车行驶数据进行合理的控制，并进而驱动汽车电子机械制动控制系统中的控制执行元件，来对汽车行驶数据进行控制调节。在汽车行驶数据的调节装置中，一般也需要涉及到多个功能模块，各个功能模块在汽车行驶数据调节系统中都将发挥一定的作用，如制动系统是汽车行驶数据调节系统中的主要模塊，起着对汽车行驶数据的调节作用。汽车电子机械制动控制系统中的各个组成部分都发挥各自的作用，这样才能保证汽车制动具有较好的控制效果。在闭环控制系统中，涉及到将汽车行驶数据等模拟量转化为数字量的过程，一般也是需要通过传感器来完成，只有数字量才可以很好地通过控制系统进行数字化控制，在汽车行驶调节的执行机构中，也是通过数字信号进行汽车行驶数据控制调节的过程。性能良好的汽车行驶调节控制系统，需要采用合适的控制算法和控制方式。

5 结语

汽车行驶对制动系统的性能要求通常较高，需要对汽车行驶的数据进行合理的控制，保证汽车行驶数据在合理的范围之内。本文分析了汽车电子机械制动控制系统的开环控制方式和闭环控制方式，汽车电子机械制动控制系统可以根据汽车行驶的实际情况选择不同的控制方式，本文中所述的汽车电子机械制动控制系统对于调节汽车的行驶具有一定的价值。

参考文献：

[1]张好运，李启迪.电子机械式制动器（EMB）原理及控制方法分析[J].科学技术创新，2016（1）：53-53.

[2]袁培佩.新型汽车电子机械制动系统设计与仿真研究[J].产业与科技论坛，2019，18（02）：69-70.

[3]王志新，余强，王志全，等.基于温度估测汽车电子机械制动系统（EMB）制动力研究[J].自动化与仪器仪表，2015（3）：67-70.

[4]陈志成，吴坚，赵健，等.混合线控制动系统制动力精确调节控制策略[J].汽车工程，2018，v.40;No.285（4）：86-93.