汽车电子机械制动系统技术发展分析  

汽车电子机械制动系统技术发展分析  

楼超雄 王国琴 赵立城 金晨

浙江万安科技股份有限公司  浙江诸暨  311800

摘要：中国从新世纪开始，便开始了汽车的普及，经过数年的快速发展，与汽车相关的产业也得到了飞速的发展。汽车的出现，给人类的生活带来了极大的方便。其中，汽车电子机械制动对于汽车工业的发展起着至关重要的作用，因此，应该更好地将车辆的电子机械刹车系统进行创新设计，保证车辆的安全性，降低车祸的发生率。

关键词：汽车；电子机械；制动系统技术 

一、汽车制动系统发展现状分析

世界汽车最显著的设计技术就是防抱制动系统的应用，而21世纪以后中国也迎来了汽车时代，跟随着汽车的发展潮流，车辆制动系统的控制也作为主要设计重点，一是增加控制范围加强控制性能，二是设计出准确力度高的控制系统。随着科技的发展，电子机械制动系统技术也被运用到汽车行业中，手摇式升降车窗转变为电子控制，脚踩式制动踏板也转变为电子制动，并加入了更多的电子设备，例如行车导航、雷达等。

传统的汽车制动系统就是将油液的压力均匀分配到每个制动管路中，然后汽车制动会根据油液压力来进行调节，而这种操作是由人为操作实现，摩擦的次数以及制动性慢反应慢会为车辆行车安全带来隐患，随着科学技术的不断发展，电子制动系统更为安全便捷，电子制动通过电脑控制制动系统，过程更为简单安全，在汽车发展的当下，电子制动系统终将取代传统的汽车制动系统。

（一）汽车制动系统可靠性低

汽车的更新换代非常迅速，每年都有很多新车型上市，而在汽车制造中，刹车系统的质量普遍较差。像汽车在行驶的过程中，出现刹车跑偏、刹车踏板“软”以及制动力下降等问题。汽车制动系统的实际效果与原设计的概念存在一定的偏离，车辆检测、日常车辆维修维护、制动系统选材等方面存在的问题造成了汽车制动系统的可靠性不高。

（二）汽车在减压中时常紧急制动

我们在公路上经常会发现，有些人开车太快，开着斗气车，这些都是比较危险的，当车辆遇到紧急刹车的时候，驾驶者会立即减速，这个时候，如果车辆的紧急急阀存在隐患，就会对车辆的刹车效果造成很大的影响，也会给使用者的生命带来威胁。因此，在进行车辆维修的时候，一定要仔细地检查急阀，一旦发现有什么问题，就应该立即维修。

（三）汽车在制动缓解时发生不能缓解现象

在车辆行驶过程中，通常的制动缓解时不能达到缓解的效果，即制动机缓解时，制动缸活塞杆无法收回，从而使车辆在刹车后无法解除制动。因此，我们需要自己去学习一些比较专业的知识，并且要更加注意这一点，以免出现安全问题。 

二、汽车电子制动系统的性能特点

在汽车上，电子装置的应用也变得更加的普遍，从最初的汽车车窗手动控制，变成了电控，汽车中以刹车为核心的车辆，也从手工控制变成了电控，很少有驾驶员可以通过直接的机械连接进行自动控制，大多数喜欢手动刹车的汽车爱好者，也开始转向操作简单、快捷的电子刹车装置。

（一）电子制动的基本原理是，刹车踏板与制动器不存在机械连接，采用导线作为刹车管线，这样的设计可以节约制动系统的许多阀门，与常规的制动系统相比，该装置中的液压管路和液压元件全部由电子电路和电子元器件代替，但其原理设计使得安装更快捷、更便捷。

电子制动不仅安装方便快捷，而且因为不需要制动液，所以它更绿色。它不仅能降低制动时产生的摩擦，还能提高系统的重复利用率，同时还能降低系统的质量，因为摩擦的减少，会让刹车的使用变得更灵活，安装也更简单。

（二）对于某些性能较高的汽车，刹车系统中的主动行驶控制系统，可以将其与制动器进行简单的数据传递，而对汽车内的其它简单操作，则仅需借助一种专门的软件或传输器，就能将制动系统进行连接。

（三）电子制动系统可以缩短制动距离，更加稳定的操作，也可以实现防抱死、电子制动力分配、牵引力控制系统、车身电子稳定系统、自适应巡航控制电源等所需的稳定性，在未来也可方便与交通管理系统的连接，方便集成附加功能，例如实现电子驻车制动的操作。

三、汽车电子制动系统技术优势

（一）提升制动控制可靠性

电子机械制动系统通过集成传感器技术，实时监测车辆状态和驾驶员制动需求。电子机械制动系统的核心理念是提升制动控制可靠性，车辆在行驶途中可以根据驾驶人员的制动需求来准确判断从而进行控制，让车辆可以在保持稳定的情况下进行准备的制动控制，提高整车性能和驾驶安全性，满足汽车驾驶人员的需求进行准确的制动控制，提高汽车制动控制的可靠性。

（二）提升车辆制动匹配与控制

电子机械刹车系统是一种新的刹车方法，它将传统的液压手动刹车管路换成了导线，在车辆的体积很小而零部件齐全的情况下，合理地安装结构紧凑、体积小的刹车系统显得非常重要。汽车的结构是由特定的部件构成的，它们彼此密切相连，又彼此依赖，在汽车的不同运行状况下，电子机械刹车系统的性能一直处于持续的改变之中，因此，要提高整车的系统匹配与控制，以便在紧急制动时，汽车仍能保持较好的刹车效果。

（三）故障容错控制 

故障容错控制能够在事故发生前或事故后对检测信息进行反馈，针对不同情形做出不同的响应，进而实现对故障的容错控制，保证装备在突发事件中能够做出正确的判断。在车辆结构制造中，任一部件的疏漏都会对人体造成伤害，而在车辆电子刹车系统的设计中，由于直流力矩电机与大量的电子部件的组合，会导致刹车的稳定性下降，因此，必须建立一个完善的信号干扰系统，建立故障容错控制，才能保证车辆在使用时，能够按照驾驶者的想法来进行操作。

四、汽车电子制动系统的设计

（一）工作原理 

在设计原理上，汽车电子刹车系统的工作原理是这样的：当车辆在行驶的过中，遇到了需要紧急停车的情形，驾驶员要向刹车踏板传递驻车的信号，在对脚压踏板制动的同时，将信息传递到电子刹车系统，进行有效的速度调整，实现驻车。为便于通过减速来增大距离来改变转速信号，需要向传动机构传递电动机轴转动调整信号，在确保能够直接制动的情况下，将其转变为制动力，该过程在车辆电子机械系统中只需要0.1秒，缩短的时间能降低事故的发生，因此，电气机械系统的设计是非常有价值的。

（二）制动控制系统

刹车控制系统是一种能够缩短刹车距离，实现对刹车速度的快速精确调整的装置，其主要由压力环，转速环，电流环组成，能够按照命令迅速地进行控制。首先，采用电流环，使其在速度调整中起到了很大的作用，从而实现了对速度的精确控制；其次，以转速环为压力调整的主要环节，完成了一个合理的增压回路设计方案；最后，在整个刹车控制系统的设计过程中，各个步骤都要符合设计的要求，在压力控制回路的设计中，刹车压力的超调量要大于5%，刹车距离的消除时间要小于0.1秒，在当前控制转换的设计中，要把它的超调量控制在20%或者更高。

结语

在汽车生产过程中，制动系统的良好状态至关重要。刹车系统的应用非常广泛，其性能的优劣对人体的生命安全构成了很大的威胁，因此，随着科学技术的进步，车辆的电子刹车系统将逐步取代传统的刹车控制。汽车的制动有两种情形，一种是实现常规制动，另一种是实现应急制动，通常的制动能够确保车辆的正常行驶，而紧急制动则会对防抱死系统产生过度的摩擦，从而使得防抱死性能下降。因此，在车辆的结构上，必须要对电子机械制动的系统进行合理的设计，以满足用户的需要，并提高安全系数，提高稳定性。汽车电子系统的开发是一个必不可少的环节，同时也是开发车辆性能的一项关键技术，因此，有必要去深入研究开发。

参考文献

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[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，2020（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，2019.