智能网联汽车线控制动系统的技术分析

刘彪杰 杨果仁 邹瑾 兰旭 陈伟 李定明

成都师范学院 四川省成都市 610000

1 引言

在汽车产业的进步中，汽车线控制动系统是线控底盘技术的关键。实现电控制动，通过制动力分配，使各车轮摩擦片磨损更均匀，能有效提高汽车的操控稳定性，有效防止侧滑、甩尾现象，使驾驶员可以紧急避让或修正方向。随着汽车系统效果的持续发展，智能网联汽车线控制动系统的技术研究成为研究者的一大课题。

2 汽车线控系统的定义

汽车线控制系统的历史是上世纪末，汽车线控制系统技术密切联系汽车电子技巧和网络信息技术，促进汽车全自动化水平提高，使汽车技术得到突出的进步。汽车行驶的高速传动系统大致可以再细分为大型汽车高级EHB 系统和小型汽车高级EMB 控制传动系统两种。

2.1 EHB 系统

EHB 系统改进了旧的制动系统，将电子控制系统用于电液制动系统，提高了油压控制系统的结构和效果，在利用的经验中同时利用踏板传感器和电子控制器踏板传感器控制信号的导火。同时EUC 在过程中开始工作计算数据，掌握制动强弱，确保制动好快进步，EHB 系统可以保证运行中较大的把握安全性提高将噪音带来的危害程度减到最小，使车的构造更符合现实的运用状况。但是，电液制动系统在实际使用过程中有一定的限制，电液制动系统在使用时需要刹车液，因此使用不恰当的话容易导致刹车液泄漏的问题，造成了对汽车使用不利的安全风险。

最典型的EHB 系统是采用博世的usbsbc 驱动系统。以往的齿轮制动时，备用制动阀门被打开，通过电机控制制动增压泵和制动减压阀的自动接通从而断开制动状态，完成制动作业。通常的汽车制动系统失效后，控制器就会打开一个备用制动阀门，启用一个备用的汽车制动管理系统，踩刹车踏板，就可以刹车前轮。丰田的s-ecb 汽车系统的内部整体硬件结构与它的sbc 在工作原理上相似。所有的EHB 刹车系统的工作原理基本上都相似，但是现在丰田仍然有一些新的系统设计。两个脉冲回油阀在管道的两端结合部由于流速不同，所以很多丰田汽车认为流速会同时产生一个脉冲。这个传动脉冲也是根据后轮和刹车的高速回油传动管路慢慢不断地被传达，带来大的噪音。基于这个设计想法，丰田把在两个刹车控制回路的油管上同时施加一个脉冲的电流抑制电阻装置也统称为脉冲电阻抑制装置。清华大学的数字d-ehb 系统主要功能是针对分布式系统驱动的。主要特点有新颖的设计，增加了气动压力表以保证电磁阀的气动设计。在各个方形圆筒的排气管道中分别追加了自动压力阀和保持控制阀。达到一定的压力后，可以继续维持这个新的压力。

2.2 EMB 系统

EMB 制动系统在实际应用中主要采用了主干式交流线性微控制器和制动动力系统。所谓“干式”，主要指的是在使用EMB 刹车系统自动刹车期间，取消制动油压调节机构和关闭制动排气管道，这种自动控制刹车方式需要使用马达键来执行刹车控制系统命令。EMB 制动系统在实现汽车高速制动应用过程中，将系统结构有效率地简化，节省了大量汽车零部件的实际应用。与原有EHB 两种系统版本相比，EMB 传动系统的所有动力油压输送装置、主缸和汽缸、油压输送管道、动力装置均由马达驱动油压装置进行代替，包括动力油压盘和动力鼓闸。EMB 制动系统本身正是一款先锋型的制动动力系统。主要原理是用脚踩自动控制踏板，通过自动控制踏板上的传感器直接得到汽车驾驶员的制动意图，通过e-cud 的处理直接高速驱动装在车轮上的高速制动模块。

EMB 系统没有材料泄漏的安全隐患，具有更高的使用安全性。在汽车进行高速控制的操作过程中，大幅提高了对命令行的响应操作效率，具有较高的高速制动操作精度。此外，EMB 监控系统在汽车应用修理过程中更好地直接实现了小型汽车的监控一体化远程控制，在使用EMB 监控系统的汽车修理使用过程中很方便。结合我国线上监控制动和制动管理系统的目前发展现状情况，EMB 系统对比于EHB 制动系统来说有着更大的发展前景。在对智能网联汽车采用线性式控制器和制动管理系统设备进行汽车安全性制动控制的应用过程中，如何有效地正确使用汽车EMB 控制系统，是我国汽车行业快速发展的大过程中必须认真考虑的重要技术议题。

与气压制动系统和传统液压制动系统相比，有非常大的优势，它用电导线的形式进行信号的传输，不存在结构设计复杂、笨重以及液压油泄露、污染环境等问题，符合绿色环保的发展理念。BBW 系统是一个新的先进系统，传感器踏板，计算和控制踏板，电子控制文件和相应的单制动模型。BBW 系统进行自动化分析，可以简单地看到道路状况的信息，全面、具体地正确地推测道路状况的信息，及时地减轻危险。线控制动系统简化了旧刹车系统的构造，缩短了刹车所需的时间，没有刹车系统之间的联络要素，缩短了系统之间的联系时间，包含了轻松的运用特征。

3 智能网联汽车线控制动技术发展现状

为了大大提高民用汽车安全驾驶的线路安全性和系统可靠性，欧盟专门设计了安全和高性能的通信容错安全控制结构，开始深入研究各种汽车线路和通信容错控制安全系统。这个电子系统里安装了电线和电子制动器，但是这个和以前的机器和油压系统不同。这是通过计算机来控制驾驶员的命令，将其转换成一定的电子信号来驱动电子制动器。

汽车通用线性电控制动器技术的相关研究最早兴起于20 世纪90 年代，这项技术研究最初可能是由当时世界上一些著名的通用汽车制造公司共同组织开展起来的。瑞典SKF 集团在2001 年9 月展示的第一号汽车berton1-skffiilo 小型概念车上的它使用了基于skf 的一种线性式控制刹车技术。这个传动技术的广泛使用大大解决了由于方向盘、加速、刹车踏板等复杂机械部件操作传动方式的复杂问题。2002 年，美国通用汽车公司中国发售了一款搭载汽车电线自动控制系统技术和搭载燃料转化电池控制技术的新车autoomy(具有自主驾驶魔力)跑车。戴尔菲于2004 年3 月开发了一种可以利用电动刹车钳进行操作的前后轮动力制动器的四轮混合动力制动技术系统。世界上第一辆EMB 类型汽车设计是由澳大利亚PBR公司于2005 年期间开发的。之后，这家汽车公司陆续开发了“esequel”等概念车。2016年Wang F 等人针对单轮爆胎的问题进行了深入研究，并提出将BBW 以及前轮转向协同的容错控制策略。2017 年Xiangzhi Liu 利用FlexRay 总线作为车载网络搭建线控制动实物平台，并验证了实物平台的可行性。2020年ShuaiChen 等人针对汽车制动舒适性问题，提出了基于汽车制动舒适性的制动意图分类策略。

现在又出现了电机制动器EMB。根据构造，分为机电鼓制动器和机电盘制动器。其中，机电盘制动器也分为无自增力和自增力两种形式。机电盘式刹车具有高稳定性，结构设计简单，质量好，尺寸适中，市场前景比鼓式制动器更广阔。

4 汽车制动系统方式分析

4.1 滞空现象

滞空形式及多个威胁形式是应该重视的现象，这些现象对汽车能否安全使用造成一定的威胁，找出滞留点所在，通过深度探讨引起滞留现象的原因对生产方面存在的问题进行研究生考试，找出合适的解决方法，在开展滞空形式的剖析的过程中，可以根据重要的基准进行测定，同时根据引起滞空现象的因素，在计划中持续改善甚至可以避免滞空现象。

4.2 制动器故障分析

刹车故障形式的要点是，在刹车展开过程中，刹车系统出现刹车反应迟钝或完全故障的现象，刹车发生不能工作，降低速度的行为发生了故障。基本上，这种原因是由于刹车系统内部的布线故障、踏板接触不足、ECU 硬盘发生错误等，根据故障的重要水平来区分，刹车故障给汽车带来的不利条件更加严重应该密切改变建设失误的可能性和系统体制的修理。

5 线控制动系统的关键技术分析

与以往的中控制动管理系统技术相比，控制器和制动管理系统虽然具有无可比拟的技术优势，对现代汽车的制动结构和中控制动系统性能发展带来了一些根本性的重大变革，但在全面深入推进汽车应用之前，还有很多重要的关键技术保障问题。

5.1 车用42V 电源系统的开发

线性式控制转向制动管理系统主要通过42v 直流电源控制系统合并驱动电气动力操作器件来实现电动车轮转向制动，同时整车使用42v 电源供电控制系统，有利于电动汽车执行控制装置的最佳性能设计。但是，高压输电会直接造成输电线路中的绝缘、耐压、电磁波和噪音的严重问题。现在电子汽车的每个电子零件一般需要符合12v的工作电压，而42v 这个电压一定可能会给电子汽车零件制造商和其他的电子汽车零部件产品供应商之间带来新的技术挑战。

车体内部供电的最基本的供电系统元件是42v 的直流电源。BBW 制动系统对备用电源也是具有一定的性能要求。由于旧式的电源12v 本身的输出电压比较小，动力的产生绝对不够，所以必须提高刹车的力量。但是，42v 的直流电源电压可以对它进行最好的散热处理。知道各种力量强度不足的物理现象。防止紧急刹车有电未充分保存的状态。同时将绝缘作为正确的解决方法。拒绝因侵蚀导致的线路接触不足，保证控制系统的安全性。

5.2 基于数字技术的新型控制管理系统

在电气控制汽车制动软件系统的不断普及中和使用中最大的一个问题当然是系统可靠性和系统安全性的两个问题，解决系统可靠性和系统安全性两个问题的最有效的解决方法当然是冗余系统设计，包括控制汽车的主要电气控制零部件、控制制动单元、甚至控制软件的冗余设计这些都可以防止使制动系统更加复杂和大大提高制造成本。

5.3 基于触发网络协议的高速总线

基于无线时间控制触发的无线通信控制网络系统是用户实现对BBW 系统的实时时间控制的最佳网络选择。Flexray 定时具有三种同步定时、确定性和定时容错性的基本特征。两种治疗方法各自都有其优缺点。另外，只有不断优化改善手机网络远程通信，才能真正实现实时远程控制。

5.4 制动性能的评价方式

刹车的评价主要包括刹车的效用、制动能力以及恒久性和制动方向的平定性。刹车的效用说明，将汽车的速度减低至最小，直到静止技能，这也是评价制动性的最基本标准，根据制动路径、制度力量、制动速度和制动所需的时间。刹车的路程是在固定的初级速度值中，说停下来的车完全静止所需的汽车的滑行距离。

5.5 高速汽车协议控制系统

汽车在运用过程中，为了重视安全特征，确保数据的导入和输出的完全安全，将高速稳定的车载网络信息贯彻始终，全面构建一个控制系统要确保各环节严密组织和数据最新情况的跟进，保持数据最新化。

5.6 汽车制动系统安全的重要性

随着经济的发展，交通量密度增加，汽车速度也提高，汽车制动系统的控制越来越主要。就目前的情况而言，相关的汽车制动系统基本上集中在制动控制的道理和方式上。使用线路控制技术的结构相关的汽车安全知识电子控制系统越来越成为汽车技术进步的目标。安全的特征和稳定的特征是阻碍线控制系统的使用的主要原因。因此，线控系统的安全管理要把握文化和方式，展开系统比较，有刹车安全控制，适当的制动机可以保证汽车的安全质量，提高机动性。另外，线路控制的技能在汽车及许多电气控制系统或不同的运输技术方面有着无法比拟的优势。

6 网联汽车线控制动技术探究

BBW 系统大大提高了汽车的性能。此系统成为与传统汽车区别的一大特征。但是，此系统的全面普及的推广仍有一定的距离，特别是许多关键技术是最大的制约壁垒。

车载42V 电源系统。电动机车执行控制装置的系统设计经由42v 的直流供电控制系统开始进行。但是，42V 电源系统的开发还必须解决绝缘、耐压、噪音、电化学腐蚀、电弧放电等问题。解决这些问题可以大大提高电源系统的性能。

实时容错控制系统结构的设计。面临线控制动系统使用的最大难题是安全性和可靠性。首先，行车与地面接触和碰撞多，线路容易发生故障，线控制动系统的电子信号失效对汽车来说是极大的隐患。其次，线控制动系统的安全性、可靠性可以通过可靠性分析、事件树分析、故障树分析等来提高，但并不是通过上述方法可以避免任何灾害。因此，线控制动系统在考虑元素、单元或子系统以及软件的冗余设计的同时，在设计研究阶段，必须考虑成本、空间、重量等因素。

基于高速时间轴的触发器和网络协议的高速容错器和实时数据总线。为了大大提高车载汽车的信息安全性和信息可靠性，为了有效保证车载信息数据传递的及时和安全，设置出了支持高速、可靠性和较高容错性的车载信息网络协议，构建分散了安全性重要性的实时控制系统必须保证及时完成严格的时机和时机的刷新的重要任务。因此，对于车载消息网络协议需要有非常严格的技术要求，消息数据传输要长时间实时可靠，同时车载网络协议还非常需要它所支持的超高速率、可靠性和超高容错性。

7 结束语

本文指出智能网联汽车线性控制机动系统的技术与通用电子汽车科学制造技术相密切联系，提高了系统的自动性，重视刹车机构的成果，降低了成本，掌握了刹车系统的特点。促进安全性飞跃，决定汽车刹车系统的安全性。汽车制动线路监控制动与制动监测系统的应用安全控制制动技术的广泛应用与汽车电子技术紧密结合，需要不断提高系统的制动智能性，重视汽车制动监控效果，减少制动布线，提高汽车制动监控系统的安全可控性。在现阶段的产品生产中，利用新型生产设备，进一步提高产品生产工艺技术，满足人们对汽车安全性的要求，提高汽车智能化。由此，保证汽车的线控制动系统的可靠性。