汽車電子制動系統(tǒng)的研究與發(fā)展

程陽　襄陽汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院　441000

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汽車電子制動系統(tǒng)的研究與發(fā)展

程陽襄陽汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院441000

【文章摘要】

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車電子制動系統(tǒng)在開發(fā)中也取得較多突破性的成就。然而實際設(shè)計電子制動系統(tǒng)中，仍存在較多關(guān)鍵性影響因素，使制動系統(tǒng)性能的提高受到制約，要求立足于現(xiàn)行制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特征，做好模塊化設(shè)計工作。本文主要對汽車電子制動系統(tǒng)發(fā)展情況、電子制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特征以及電子制動系統(tǒng)關(guān)鍵問題與模塊化設(shè)計思路進行探析。

【關(guān)鍵詞】

汽車電子制動系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵問題；模塊化設(shè)計

0　前言

現(xiàn)行汽車電子技術(shù)發(fā)展背景下，汽車制動系統(tǒng)設(shè)計中更側(cè)重于使環(huán)保問題、能源問題得到解決。從國外電子制動研究現(xiàn)狀看，如ABS系統(tǒng)的出現(xiàn)、壓力分配技術(shù)的使用，很大程度使制動系統(tǒng)性能得到提高。相比之下，國內(nèi)在研究與開發(fā)中多集中在動力源電動化改造方面，滯后性較為明顯。因此，本文對電子制動系統(tǒng)進行研究，具有十分重要的意義。

1　汽車電子制動系統(tǒng)發(fā)展情況

自上世紀80年代以來，汽車領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的制動系統(tǒng)主要以ABS為主，其又稱之為防抱制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)本身將液壓控制、精密加工以及微電子等先進技術(shù)融于一體，且在安裝中也可使汽車操縱性、安全性等得到提高。在科學(xué)技不斷發(fā)展下，原有的制動系統(tǒng)適用性逐漸下降，要求將控制技術(shù)引入其中，確保控制功能得到增加且高精度、伺服等控制得到加強。從現(xiàn)行制動系統(tǒng)發(fā)展形式看，因大規(guī)模集成電路不斷發(fā)展，使制動系統(tǒng)操作機理發(fā)生明顯變化，如EHB系統(tǒng)的安裝。近年來，汽車電子系統(tǒng)設(shè)計中強調(diào)對原有有形連接利用電子信號取代，這樣汽車設(shè)計時無需引入制動總泵、軟管以及其他連接件，整體重量得到減輕，且制造成本與汽車油耗問題都可得到控制。綜合來看，汽車中的操作部件以及電線布置都將更具靈活性，使設(shè)計自由空間得到擴大。

2　電子制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特征研究

關(guān)于電子制動，可將其理解為系統(tǒng)運行中，無需利用機械構(gòu)件將制動器、制動踏板進行連接，而直接將制動管路與電線引入其中。同時，制動力大小與分配完全由電控元件進行控制，這樣傳統(tǒng)ASR與ABS系統(tǒng)功能都可得到發(fā)揮。從現(xiàn)代電子制動系統(tǒng)構(gòu)成上看，其主要包括：①制動控制單元。該單元可叫做ECU，能夠根據(jù)來自制動踏板的信號，對制動器制動進行控制，并在車輪傳感器向其發(fā)送信號后，ECU會自動判斷是否有打滑、抱死等問題存在，在此基礎(chǔ)上達到驅(qū)動防滑、防抱死的目標(biāo)。且ECU運行中能夠集成所有制動、控制系統(tǒng)，如懸架系統(tǒng)、變速系統(tǒng)、導(dǎo)航與定位系統(tǒng)等;②制動器。該構(gòu)件接近于液壓制動器，在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為鼓式制動器、盤式制動器兩種;③線速。其作用在于將電控制、能源信號向系統(tǒng)傳送;④車輪速度傳感器。對于車輪速度，傳感器能夠及時、可靠的對其獲取;⑤電源。其主要將能源向電制動系統(tǒng)輸送。

從這些制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，其在優(yōu)勢上較為明顯，具體體現(xiàn)在：①制動距離得以縮短，系統(tǒng)穩(wěn)定性較強;②利用數(shù)據(jù)線對制動踏板、執(zhí)行器進行連接;③運行中無需引入制動液，環(huán)保效果較為明顯;③制動踏板靈活性較強，可根據(jù)需要進行調(diào)整，安全性與舒適度較高;④穩(wěn)定、制動功能較為明顯，常見的ACC、TCS 與ABS都可發(fā)揮相應(yīng)的功能;⑤直接聯(lián)網(wǎng)交通管理系統(tǒng)，并將較多附加功能集成其中，常見的駐車制動便為附加功能。

3　電子制動系統(tǒng)關(guān)鍵問題與模塊化設(shè)計

以BBW系統(tǒng)為例，由于其在設(shè)計中未將液壓設(shè)備、機械后備等未設(shè)置其中，要求系統(tǒng)應(yīng)保證能夠容錯且具有較高的可靠性。對此在設(shè)計中便需考慮到其中較多關(guān)鍵性問題，具體為：第一，驅(qū)動能源問題。通常盤式、鼓式兩種制動在功率要求上分別為1kW、100W，這種情況下電氣系統(tǒng)將無法保證電氣制動運行，要求進行42V電壓系統(tǒng)的構(gòu)建，使高電壓情況下系統(tǒng)安全問題得到解決。第二，容錯問題。為使容錯系統(tǒng)安全性得到提高，較多制動系統(tǒng)設(shè)計中多采取設(shè)置后備系統(tǒng)方式，若系統(tǒng)中控制單元發(fā)生異常，需進行后背裝置的啟用。即使將CAN等通信系統(tǒng)引入車輛中，容錯要求也將難以得到滿足。對此問題，可考慮將TDMA引入，其能夠使預(yù)測信息過于滯后的問題得以解決。第三，執(zhí)行器問題。在執(zhí)行器選擇中，主要需保證其能夠在高溫環(huán)境下可靠運行。除此之外，制動系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵問題也表現(xiàn)在抗干擾處理方面，需注意綜合考慮導(dǎo)航、懸架以及轉(zhuǎn)向等問題，進行數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上解決干擾信號問題。

另外，在模塊化設(shè)計過程中，主要需從車輪制動模塊、中央電子控制單元以及踏板模塊等方面著手。以其中中央控制單元為例，應(yīng)保證控制單元能夠高度集成所有制動系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，能夠解決車輪打滑或抱死等問題。再如車輪方面，其需保證在合理選擇驅(qū)動電機的基礎(chǔ)上，使減速機構(gòu)、滾珠絲杠副以及傳感器等性能充分發(fā)揮，以此滿足制動系統(tǒng)運行要求。

4　結(jié)論

電子制動系統(tǒng)的設(shè)計與研究是未來汽車行業(yè)發(fā)展需考慮的重要問題。實際進行制動系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)正視當(dāng)前制動系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)其結(jié)構(gòu)與特征，做好關(guān)鍵性設(shè)計工作，并保證各模塊合理設(shè)計，這樣才促進制動系統(tǒng)性能的進一步提高。

【參考文獻】

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