试论汽车制动系统中机电一体化技术的应用

王健 王嘉兴

摘要：机电一体化技术在当前的汽车行业发展中占据着重要地位，为汽车的设计制造效率提升和功能丰富完善带来了积极效果。本文以汽车的制动系统为例，对机电一体化技术在其中应用内涵、特点以及具体应用进行了阐述和分析，希望对促进相关工作的发展能够产生一些有意义的参考和借鉴。

关键词：汽车;制动系统;机电一体化技术;应用分析

1引言

现代化的产品及其制造加工过程普遍离不开机械电子技术，尤其是随着机电一体化技术的不断完善及其与信息网络技术的集成应用，机电技术在社会生产和生活中的应用更是越发广泛，汽车领域自然也不例外。事实上，现代化汽车产品在使用性能和功能上的要求日益提高，越来越体现出了机电一体化产品的特性，这也促使机电一体化技术在汽车制造和产品内置功能的设计上变得更加成熟，进而也在很大程度上提升了整个汽车行业的技术水平与智能化程度。因此，机电一体化技术在当前的汽车行业发展中占据着重要地位，为汽车的设计制造效率提升和功能丰富完善带来了积极效果，对其深化研究并加强应用意义重大。本文以汽车的制动系统为例，对机电一体化技术在其中的应用进行了阐述和分析，希望对促进机电一体化技术应用水平的提高能够产生一些有意义的参考和借鉴。

2汽车领域中的机电一体化技术内涵及其应用特点

所谓机电一体化就是将机械和电子进行有效结合，从而促使工程问题得到更加高质量和效率的解决。当然，采用机电一体化技术生产的产品往往也具有更加丰富的功能，给用户带来更好的体验。机电一体化的应用基础是机电工程系统，它可以被视作为一个统一整体，但在汽车工程领域中体现出来的具体技术类型可以概括为以下几个方面：第一，机械技术。机械技术是机电一体化的重要基础性技术。它主要反映在机械的工作性能方面，要求对车辆涉及的机械装置的误差进行严格控制，同时还要求各个机械装置之间的装配质量和性能满足要求，在实际应用过程中，系统的各个机械装置能够实现良好衔接，发挥出应有功能。第二，信息处理技术。对于机电工程系统，电子信息技术也是关键核心技术之一，它是构建中央控制模块的主要技术。通过正确应用电子信息技术，可以对需要掌握的信息参数进行及时地传输和处理，从而实现对具体工作情况的有效分析与可靠掌握。第三，传感器技术。机电一体化涉及到电子信息领域，需要对信息数据进行有效的传输和分析，而信息数据的产生就离不开各种传感器。传感器技术可以根据设计需求实现对各种状态信息的检测采集，尤其是多传感器技术集成应用时，更是可以从多个角度、不同侧面对当前系统的工作状态进行全方位监测。以汽车产品为例，现代汽车中就应用了多种传感器，可以实现对胎压、水温、发动机转速等参数的传感监测，进而为驾驶员控制汽车以及车辆自动调节提供参考依据。第四，自动化技术。机电一体化技术的提出目的之一就是为了实现自动化，这同时也是汽车行业追求应用机电一体化技术的初衷，更是汽车发展的必然趋势。现代化汽车是一个复杂的系统，其各个子系统在工作时需要相互协调甚至实现自动控制，而这也就决定了自动化技术必然会在汽车产品的内部功能调节方面发挥关键作用。现代汽车领域一个融合应用自动化控制、传感器以及电子信息技术的典型应用案例就是自动头灯。依据电子信息和自动化技术构建中央控制模块，实现对当前光照亮度信息的传输、处理和控制响应。如果光线传感器监测到光线变暗，那么头灯就会自动点亮;反之，则自动熄灭。最后，驱动技术。驱动技术的主要作用就是执行控制指令，控制指令发出后需要经驱动模块才能变为实际状态，这也是对汽车制动系统影响最大的技术之一，在汽车制动系统中具有不可替代的重要作用。

通过以上对机电一体化技术的内涵分析不难看出，机电一体化技术在汽车中的应用具有如下特点：第一，安全性较高。机电一体化技术可以对汽车各子系统运行状态进行自动监测和调节，尤其是在遇到一些突发状况时，通过及时开启保护模式，能有效预防事故发生。第二，数字化特点显著。机电一体化技术的数字化特性比较明显，可以对车辆的行驶状态进行信息采集、分析和处理，并能够借助数字终端进行有效展示。第三，使用性能高。机电一体化技术的应用无疑使汽车的功能更加完善丰富，在带来更好驾乘体验的同时也提升了车辆使用性能。最后，应用范围广。汽车产品还在不断发展进步，而这也正是机电一体化技术在汽车中的应用日益广泛和深化的结果。

3具体应用分析

对于汽车制动系统（如图1所示），机电一体化技术的应用主要可以分为以下三个模块：

1.车轮控制模块

汽车制动系统的车轮控制模块主要包括制动执行器和其控制部分，而在车轮控制模块在实际工作中，主要依靠转角的电信号进行驱动控制。制动就需要对轮子进行夹紧，而夹紧力的大小正是根据电流转角或电子转子的转角来进行计算并加以调控。这里需要注意的一点是，外界的温度和车轮的磨损状况会对夹紧力的计算产生影响，所以最终施加的夹紧力还必须根据这些外部因素进行修正，以确保最终计算的准确性，这样也才能促使制动过程更加安全可靠。

图1 某汽车电子驻车制动系统的结构示意图

2.中央电子控制模块

利用机电一体化技术构建汽车制动系统的中央电子模块。当中央电子模块接收到自动踏板的控制信号后，能够对制动控制器发出相应的制动信号。而制动器则在该信号的驱动下实现车辆制动。实际中，为了防止制动系统出现抱死或者打滑现象，就需要对中央电子控制模块进行合理设计和有效应用，这样才能充分发挥好车辆的制动效果。

3.电子踏板模块

随着机电一体化技术的发展完善及其在汽车领域中的应用日渐深化，自动系统已经开始对传统的液压制动模式进行取代，电子踏板制动模拟器正是在这种背景下应运而生并发展迅速。通过应用电子踏板模块，可以将驾驶员踩踏制动踏板的力信号转化成相应的电信号并传输至中央电子控制模块，这样就可以让车辆制动系统更好地掌握驾驶员对踏板踩踏用力情况和相应制动意图，进而也就能更好地实现对制动系统的控制。在设计和应用电子踏板模块时，需要对当前汽车驾驶员的制动习惯进行分析，并根据人机工程学的相关原理进行开发设计，这样才能在确保电子踏板制动应用的舒适性和安全性的同时，强化制动响应的效率及其对驾驶员制动意图的契合性，最终实现更好的车辆制动。

参考文献

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作者简介：王健（1985.5-），男，汉族，浙江杭州人，杭州汉腾汽车研发有限公司，大學本科，研究方向：汽车制动系统