汽車電子機械制動系統的設計

張小鵬 李哲 張洪琰

中國重汽集團濟南卡車股份有限公司 山東省濟南市 250000

進入21世紀后，中國的自行車王國迎來了汽車的時代，在連續幾年近乎井噴的發展中，就連和汽車相關聯的行業都迅速的發展起來，汽車的發明不僅促進了社會的發展也為人們帶來了生活上的便利。其中汽車電子機械制動是汽車行業進步的關鍵，所以要應更加完善汽車電子機械制動系統的設計，保障汽車安全的行駛，減少交通事故的發生。

1 汽車制動系統發展現狀分析

世界汽車最顯著的設計技術就是防抱制動系統的應用，而21世紀以后中國也迎來了汽車時代，跟隨著汽車的發展潮流，車輛制動系統的控制也作為主要設計重點，一是增加控制范圍加強控制性能，二是設計出準確力度高的控制系統。隨著電子科技的發展，電子科技也被運用到汽車行業中，手搖式升降車窗轉變為電子控制，腳踩式制動踏板也轉變為電子制動，并加入了更多的電子設備，例如行車導航、雷達等的使用。

傳統的汽車制動系統就是將油液的壓力均勻分配到每個制動管路中，然后汽車制動會根據油液壓力來進行調節，而這種操作是由人為操作實現，摩擦的次數以及制動性慢反應慢會為車輛行車安全帶來隱患，隨著科技技術的不斷發展，電子制動系統更為安全便捷，電子制動通過電腦控制制動系統，過程更為簡單安全，在汽車發展的當下，電子制動系統終將取代傳統的汽車制動系統。

1.1 汽車制動系統可靠性低

汽車的更新速度極快，每年都會有許多款式的新車推出，但是車輛生產的過程中卻存在汽車制動系統質量偏低的問題。汽車制動系統實際成果與去設計的理念有偏差，并且車輛檢測、日常汽車維修保養、制動系統選材方面的問題導致汽車制動系統可靠性較低。

1.2 汽車在減壓中時常緊急制動

我們行走在路上不難看到有人開快車，開斗氣車，這都是相當危險的，在車輛發生需要緊急停車時，駕駛人會立馬減速，在此過程中如果車輛緊急急閥存在隱患，會嚴重影響到汽車的制動效果，并危害到使用人的生命，所以在車輛保養中要對急閥進行細致檢查，出現隱患問題應及時修理。

1.3 汽車在制動緩解時發生不能緩解現象

在車輛行駛途中，常用制動緩解時不能發生緩解現象，就是制動機緩解時，制動缸活塞桿不能縮回，導致汽車在制動后不能解除制動的狀態。其實很多人只是會開車而不懂車，所以相對比較專業的知識我們應該自行了解一下，也應當重視起來，避免發生隱患行駛。

2 汽車電子制動系統的性能特點

電子設備對于汽車中的運用也越來越廣泛了，早先的汽車車窗手搖式也轉化為電子控制，汽車中以制動為中心，也由人工操控到電子控制，駕駛者能通過直接機械連接來自主控制的部分已經越來越少了，大部分喜愛手動制動的汽車愛好者也轉向操作方便且快速的電子制動設備，那么就汽車電子制動系統的特點來進行闡述。

2.1 電子制動的原理是制動踏板與制動器之間沒有機械連接，而是用電線作為制動管路，這種設計會節省制動系統的很多閥，相較于傳統的制動系統，設備中的油壓管道和油壓元件都被電子線路和電子元件替代，但是其原理設計使安裝起來更加快速方便。

2.2 電子制動不僅安裝便捷、快速，又因無需制動液而更加環保，不僅可以減少因制動而發生的摩擦提高系統的再利用性，還可以減輕系統的重量，也由于摩擦減少減少了空間利用，使制動使用起來更加靈活，安裝簡易。

2.3 針對一些高要求的車輛來說，車輛的制動系統中的主動巡航控制系統可以通過簡單的數據傳播進行與制動器的相連接，對于車輛中其他簡單的操作只需要通過專業的軟件或者傳輸器即可實現制動系統相連接。

2.4 電子制動系統可以縮短制動距離，可以更加穩定的操作，也可以實現防抱死、電子制動力分配、牽引力控制系統、車身電子穩定系統、自適應巡航控制電源等所需的穩定性，在未來也可方便與交通管理系統的連接，方便集成附加功能，例如實現電子駐車制動的操作。

圖1

3 汽車電子制動系統技術關鍵

3.1 提升制動控制可靠性

電子機械制動系統的核心理念是車輛在行駛途中可以根據駕駛人員的制動需求來準確判斷從而進行控制，讓車輛可以在保持穩定的情況下進行準備的制動控制，滿足汽車駕駛人員的需求進行準確的制動控制，提高汽車制動控制的可靠性。

3.2 提升車輛制動匹配與控制

電子機械制動系統作為一種新型制動方式，是將傳統的液壓手動制動管道用電線的方式取代，在汽車的空間小卻零件完整的前提下，將結構緊湊尺寸小的制動系統合理進行安裝是尤為重要的。汽車的構造是由需要的零件完成的，他們之間相互緊密的聯系著又相互依附著對方，在汽車不同的行駛條件下，電子機械制動系統的性能都在不斷地變化中，所以要提升整個車輛的系統匹配和控制，使汽車在緊急制動的情況下也可以保持良好的制動性能。

3.3 故障容錯控制

故障容錯控制可以在發生故障之前或者之后進行檢測信息反饋，根據不同的情況作出不同的反應，從而采取相應的故障容錯控制，在保障設備緊急情況下作出判斷。汽車構造的過程中任何一個零件的疏忽都會帶來人身安全的危害，在汽車電子制動系統的設計中，直流力矩電機和大量電子元件的搭配在制動的使用過程中將穩定性降低，所以要設置健全完善的信號干擾系統，設置故障容錯控制，可以保障在汽車使用中，會根據駕駛人員的思想進行控制。

4 汽車電子制動系統的設計

4.1 工作原理

就設計原理來講，汽車電子制動系統的原理可以簡單理解為：車輛在途中的行駛過程中會發生需要緊急停車的情況時，駕駛員需要通過踩壓的形式將停車的信號傳送給制動踏板，在操作腳壓踏板制動的過程中，會將信息傳送到電子制動系統中，實現有效的速度調節，從而達到停車的目的。為了方便利用減速增加距離改變轉速信號，應將電機軸轉動調節信號傳送到傳動機構，在保證可以直接制動的條件下變化為制動力，這個過程在汽車電子機械系統中的速度僅需0.1秒的時間，減少了時間就減少了車禍的發生率，可以說電子機械系統的設計相當有價值。

4.2 基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統設計

對于防抱死制動系統的電子制動設計，就是將防抱死的制動設備加入電子機械的控制技術，電子機械制動控制系統的設計比傳統的制動控制提高了車輛的安全性與穩定性功能。針對防抱死制動系統設計的電子機械制動控制系統，可以增加制動的反應速度，提高制動效果。汽車在行駛中，制動的距離是由制動反應速度和輪胎的附著力來決定的，但是電力機械制動系統是由電子信號來傳播的，這樣就是減少人工踩壓踏板的等待時間，在車輛發生緊急狀況時實現汽車在最短時間內停進行減速，在最少的距離內停止運轉，這樣的設計原理可以減少汽車的耗油量，提升車輛的安全性能。

4.3 制動控制系統

制動控制系統的設計可以減少制動距離，快速準確的進行制動速度調節，它的主要構成是壓力環、轉速環、電流環，可以快速的根據指令進行控制。首先，電流環的設計使將它作為轉速調節的重要部分，可以更加精準化的進行轉速控制；其次在選擇轉速環作為進行壓力調節重要組成部分的前提下，實現對壓力控制環的合理設計計劃；最后，在整個制動控制系統的設計中每個環節都要按照設計要求進行，在壓力控制環的設計中，要將制動壓力超調在5%以上，制動距離消除時間要在0.1s之內，在電流控制換的設計上，要將其超調控制在2%以上，如圖1所示。

5 結語

汽車制造中制動系統被頻繁使用，制動系統的性能好壞會直接威脅到人身安全，這也就預示著制動系統的重要性，在科技發展的未來，汽車電子制動系統會逐漸替代傳統的制動控制。汽車制動包括實現普通制動和實現緊急制動兩個情況，然后普通制動可以保證車輛的正常運行，緊急制動就會對防抱死系統進行過度的摩擦，導致防抱死性能減退，所以汽車在構造中要充分將電子機械制動的系統進行合理設計，滿足使用需求，同時也要增加安全系數，增加穩定系數。汽車電子系統的發展的必要過程，也是研發汽車性能的重要技能，所以在汽車中增加電子設備的運用也是在汽車市場競爭中的有效手段。