汽車電子機械制動系統(tǒng)的研究

陳東強++溫佐禮

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

摘 要：科學技術的進步必然會影響著社會中各個行業(yè)的發(fā)展。我國甚至是世界范圍內的汽車行業(yè)越來越多地受到了科學技術發(fā)展的影響。另一個方面科學技術的發(fā)展在很大程度上帶動了汽車行業(yè)的進一步繁榮。由于當下人們對汽車的性能要求以及安全要求越來越高，就導致了汽車行業(yè)在汽車性能以及安全問題上必須投入非常大的力量來進一步完善。目前汽車行業(yè)在制動系統(tǒng)中逐漸加入了電子制動控制系統(tǒng)。該文主要針對汽車電子機械控制系統(tǒng)進行詳細的闡述以及分析，希望通過該文的闡述以及分析能夠有效地提升我國汽車制動系統(tǒng)的性能，同時也為我國汽車電子機械制動系統(tǒng)的進一步發(fā)展以及創(chuàng)新貢獻力量。

關鍵詞：汽車電子機械制動系統(tǒng) 安全系統(tǒng) 可邏輯編程 研究

中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0129-02

在汽車制動系統(tǒng)中，電子機械制動的具體結構并不復雜，沒有太大的難度，由于其體積小、功能集成、可靠性高的特點，電子機械汽車制動系統(tǒng)在目前受到了大范圍的應用并且取得了很好的應用效果。目前我國汽車制造的發(fā)展方向是數字化、智能化。在這樣的背景下，越來越多的汽車制動制動系統(tǒng)使用了電子機械制動來對汽車進行制動控制?，F代汽車行業(yè)發(fā)展的一項重要標志就是電子機械化程度的發(fā)展。因此汽車制動系統(tǒng)的完善和發(fā)展最根本的決定因素就是汽車電子機械制動系統(tǒng)的應用和研發(fā)。

1 汽車電子機械制動控制系統(tǒng)的主要發(fā)展條件和要求

在我國目前的汽車設計制造過程中，傳統(tǒng)形式的液壓控制制動系統(tǒng)技術已經越來越成熟。但是這種發(fā)展程度還不能滿足目前人們對汽車制動安全以及性能的要求。因此在這樣的背景下，新型汽車在設計以及制造的過程中都會使用電子機械制動系統(tǒng)來取代液壓制動系統(tǒng)。最顯著的一個例子就是目前大多數的汽車在制動系統(tǒng)中應用了防抱死制動，這樣大大地提升了汽車在制動過程中的性能以及安全保障。在汽車制動線路的選擇上，目前更多的選擇設置附加結構。以前傳統(tǒng)形式的液壓制動控制系統(tǒng)已經不能符合并且滿足復雜制動系統(tǒng)結構的要求。目前制動系統(tǒng)的管路設計更加的復雜，更加的多樣化。這樣就導致了在汽車設計以及生產過程中存在越來越大的難度，這樣也導致了一個非常明顯的缺點就是汽車的制動安全性能得不到很好的保障，提升了汽車安全制動的難度，這樣不符合人們對于汽車安全性能的要求。當代的汽車需要的是制動精準；反應靈活并且功能全面的汽車制動。因此在這樣的大背景下電機機械制動系統(tǒng)應運而生，是目前汽車設計以及生產的第一選擇。

2 汽車電子機械制動控制系統(tǒng)的主要發(fā)展優(yōu)勢

在汽車制動系統(tǒng)中，電子機械制動系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)相比較有明顯的優(yōu)勢。首先，電子機械制動系統(tǒng)在汽車機械制動連接上非常的簡便，程序更加的簡化，便于操作，不同于傳統(tǒng)的液壓控制制動系統(tǒng)的操作繁瑣；其次，電子機械制動控制系統(tǒng)在運行過程中不需要制動液來進行制動操作，這樣就在很大程度上對制動系統(tǒng)油管進行了簡化，同時也很大程度上節(jié)約了制動系統(tǒng)中的制動油箱。電子機械制動控制系統(tǒng)的體積??；結構簡單并且便于維護，能夠便于汽車內部的設計。電子機械制動控制系統(tǒng)在機械制造的過程中不存在油管泄露的狀況，有利于環(huán)境保護。電子機械制動控制系統(tǒng)在汽車執(zhí)行制動操作的過程中能夠實現外部載荷的平穩(wěn)傳輸，同時在制動的過程中噪音更小，制動效果較好。電子機械制動控制系統(tǒng)采用的是電線的方式來對外部能量進行傳輸，這樣就讓能量的傳輸更加便捷和快速，電線傳輸能力能夠提升汽車的制動反應時間，同時還具有良好的持久性能。在電子機械制動控制系統(tǒng)中，命令的執(zhí)行部件是電機，這樣的構造在傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)中并沒有，這樣的結構在很大程度上減少了制動系統(tǒng)的操作程序，提升了制動系統(tǒng)的操作速度和操作精準度?；谥苿涌刂菩盘柕牟僮魇鞘褂玫碾娦盘?，因此在電子機械制動控制系統(tǒng)中能夠實現最優(yōu)化的控制功能。通過機械方面的設計以及電氣方面的編程能夠很好地實現制動系統(tǒng)的仿真以及建模，能夠有效地對電子機械制動控制系統(tǒng)進行性能驗證以及穩(wěn)定性，安全性驗證。作為電子機械制動控制系統(tǒng)的核心元件，電機在設計以及選型的過程中要格外注意，一定在在保障安全性能以及穩(wěn)定性能的前提下進行最優(yōu)化選擇。

3 汽車電機機械制動系統(tǒng)的主要整體設計過程

在汽車制動系統(tǒng)中，電子機械制動控制系統(tǒng)的運行以及設計是非常復雜的。當汽車進行制動操作的過程中，并且駕駛員踩踏制動踏板時，制動踏板要及時地通過電子感應得到相關的信息，了解制動踏板的運行狀況，包括運行速度的大小。制動過程中需要的外力的大小等等。此外制動位移問題也是一個在制動設計過程中需要考慮和了解的問題。只有這樣才能夠有效地判斷出汽車駕駛員操作制動命令的真正意圖，更好地完成制動操作。在制動命令下達之后，相應的制動缸體以及制動電子單元會通過傳感器來編制制動信號，在編制的過程中要明確制動車輪的具體尺寸以及相關參數，這樣才能夠進行準確安全的制動。汽車電子制動控制系統(tǒng)在制動執(zhí)行的過程中要對制動系統(tǒng)中的相關部件進行控制和操作，這樣才能夠對制動距離以及制動時間進行有效的掌握，從而實現適當的制動力矩來對車輪進行制動。電子機械制動控制系統(tǒng)能夠實現精準的車輪制動，實現了汽車在行駛過程中的平穩(wěn)制動。電子機械制動控制系統(tǒng)主要就是通過制動板的動作來實現制動信號的輸出，進而產生相應的制動力矩。不論是哪一種汽車制動系統(tǒng)，汽車制動的直接操作都是駕駛員進行踩踏制動踏板來實現。在這一過程中駕駛員踩踏制動踏板時，力量的控制要合適，這樣才能夠最大限度地發(fā)揮電子機械制動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。否則就會讓制動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢發(fā)揮不出來造成浪費。

汽車電子制動系統(tǒng)隨著科技的不斷進步已經成為未來汽車制動領域發(fā)展的重要方向。汽車制動主要有緊急制動與普通制動兩個方面，在緊急制動中更多的會增加ABS等控制模塊以及相應的算法。而普通制動中主要是建立FPGA作為主控器的電機控制，采取的主要系統(tǒng)算法是PID模糊算法。對無刷直流電機中的控制模塊進行軟件設計與仿真研究，這樣能夠證明程序的準確性。但是在實際應用中會受到現實的限制，模塊僅在理論研究的基礎上進行系統(tǒng)的分析與仿真驗證，沒有對整體控制系統(tǒng)進行實際的驗證[5]。因此汽車電子制動系統(tǒng)在這方面還有待進一步完善創(chuàng)新。采用FPGA的SOPC技術，能夠將數據采集模塊、控制模塊以及模糊PID算法模塊融合在一個系統(tǒng)中，對整體系統(tǒng)進行仿真式檢測。

參考文獻

[1] 周潤景，圖雅，張麗敏.基于Quartus II的FPGA/CPLD數字系統(tǒng)設計實例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010：408-411.

[2] 李伯全，田洪勝，王瑞，等.基于FPGA的EMB力矩電機控制器設計[J].機械設計與制造，2011（7）：9-11.

[3] （美）Steve Kilts，著.高級FPGA設計結構、實現、和優(yōu)化[M].孟憲元，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[4] 王奎洋，唐金花.電子機械制動系統(tǒng)執(zhí)行機構的分析與設計[J].江蘇理工學院學報，2008（2）：39-43.

[5] 陳賾，鄒道勝，朱如琪.CPLD/FPGA與ASIC設計實踐教程[M].北京：科學出版社，2010.