汽車電子機械制動系統設計與仿真研究

王大慶

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，我國各行各業也在不斷發展之中，尤其是汽車行業發展迅速。汽車是人們生活中使用最為廣泛的交通工具之一，隨著人們生活質量的不斷提高，人們對汽車的性能要求也在不斷提高，加大對汽車進行電子機械制動系統設計和仿真研究成為現階段檢驗汽車安全性和穩定性的有效保證。

關鍵詞：汽車；電子機械制動系統；設計；仿真研究

隨著汽車在人們生活中應用的越來越廣泛，人們對汽車的使用性能和安全性能的要求也越來越高。本文首先對汽車電子機械制動系統的應用現狀進行分析，然后再針對汽車電子機械制動系統設計和仿真系統設計相關內容進行分析，希望通過本文的分析能夠有效促進汽車行業的發展。

1.現階段汽車電子機械制動系統的應用現狀分析

汽車生產過程中，對制動系統進行設計和優化是十分重要的，現階段人們對汽車電控機械的制動系統研究的比較多，車輛中使用汽車電控機械制動系統主要是運用電動機來代替車輛中壓縮空氣或者是液壓進行驅動的機械部分，從而可以有效的提高車輛中機械的制動效果。對車輛的機械制動系統進行研究和分析，可以在不影響車輛裝配以及車輛運行狀態的情況下，對車輛的機械結構進行最大限度的簡化，提高其機械的運行效率。

現在隨著人們對汽車的使用越來越廣泛，對汽車的性能要求也有所提高，尤其是車輛的機械制動性能，為了達到這一目的，技術人員可以加大對傳統車輛壓縮空氣以及液壓制動系統的研究，加大對電子機械制動系統的應用，電子機械制動系統與傳統的機械系統相比，具有結構簡單，多種功能集中的特點，從而可以提高車輛機械制動系統的運行效率，促進我國汽車行業的不斷發展。

2.如何設計汽車電子機械制動系統

2.1汽車電子機械制動系統的運行原理

汽車在行駛的過程中，如果遇到突發情況，駕駛員需要立刻進行緊急剎車，駕駛員就可以通過用腳觸碰車輛的腳踏板來將其踏板力量信號傳遞到制動踏板上，力量信號在傳遞的過程中會通過電子機械制動系統，然后再通過三環調速系統，在通過三環調速系統的過程中，力量信號會被合理調控，這樣就可以保證車輛的無刷直流力矩電機能夠沒有阻礙的直接接受輸出電樞電壓，這樣就能夠保證信號可以直接發送到傳動機上，然后在經過減速增距的作用，直接將其轉變為汽車的制動力，這個過程前后大概只需要0.1秒的時間，大大的提高了車輛的制動效率。

2.2執行系統分析

執行系統是電子機械制動系統中的重要組成部分，在這個系統中主要包含有三個模塊，分別是制動模塊、無刷直流的點擊模塊以及最后的傳動模塊，電機驅動模塊主要包含在無刷在直流電機模塊中。電子機械制動系統的工作原理比較復雜，如果想要具體了解，則應該在電子機械制動系統的基礎上建立仿真的數學模型，從而對其工作原理進行再現。具體的操作方法是：第一，在無刷中直流電動機中安裝減速裝置，盡量將其安裝到驅動行星齒輪上，然后在采用合理的方式將驅動行星齒輪的運動方式從旋轉運動轉化為直線運動，只有這樣才可以使制動器能夠產生足夠的制動力矩，從而產生制動壓力，通過傳感器將其信息反饋出來。

在對執行系統進行設計的過程中，需要按照一定的設計流程來進行，首先需要確定設計目標，一般情況都是將車輛的前輪的制動器作為執行系統的設計對象，在此基礎上設計執行系統。為了保證汽車電子機械制動系統執行系統設計的科學性和合理性，則應該對其相關的各項參數進行研究，例如如果目標車輛的前輪的輪缸的制動壓強最大數值是15MPa，并且氣活塞的直徑長度可以達到48mm，在此基礎上為了更好的將車輛執行系統的制動盤與制動鉗隔離開來，則應該對機械制動系統的間隙數值進行合理設置，可以將其設置為0.3mm，進而對其他參數進行合理設置，從而保證汽車電子機械制動系統的執行系統設計可以符合汽車的要求。

2.3控制系統分析

在設計控制系統時，需要對控制系統的作用進行了解，控制系統作用是在車輛發生緊急制動的情況下盡量及時的消除制動的間隙，達到及時調節制動力的目的。控制系統的設計方法是如果電子機械制動系統各個環節的控制目標已經確定，則應該對電流控制環進行從內到外的設計，尤其是需要注重對轉速控制環節的設計，將其作為壓力調節環中的重要組成部分。在設計控制系統的過程中也需要對各項參數進行合理設置，例如制定壓力超調應該高于5%，保證消除制動間隙的時間不能小于0.1秒，轉速環參數設置為8.6，控制環參數設置為1.9。

3汽車電子機械制動系統仿真分析

3.1電流仿真分析

如果車輛的電動機沒有任何的載重，那么電動機的電流就可能維持在一個穩定的狀態內，且電流值比較小，因此在調節電流環的時候可以合理的對電動機的轉動進行阻擋，這樣就可以保證車輛所處的狀態是空載的狀態。通過對汽車電子機械制動系統進行電流仿真實驗分析，我們可以了解到當汽車的電動機在轉動的時候，在電流超調數值較大的情況下也可以實現對電流的實時追蹤。

3.2轉速環實驗分析

在對汽車電子機械制定系統進行轉速環的仿真實驗時，前提是需要保證電動機的載重為0，如果汽車電動機在開始運行時顯示的電流的數值比較大，那么短時間內就可以保證電動機的轉速能夠達到提前規定的轉速，如果電動機轉動速度非常快，且在轉的過程中電動機頻繁的進行換相，那么就極易造成電路抖動的問題，導致調動及的轉動幅度變小。

3.3壓力環實驗分析

在壓力環仿真實驗中我們可以發現如果將汽車電動機的制動間隙消除時間控制在0.1秒的時間內，那么就需要對制動壓力超調值進行合理控制，盡量將其保持在5%以上，在這個實驗中可以通過電子機械制動系統中的執行器輸出制動壓力的最大值，從而提高汽車的制動效率。

總 結：

綜上所述，汽車是人們生活中最常用的交通工具，隨著電子機械制動系統在汽車發動機中的應用，大大減少了汽車發動時的負荷量，提高了汽車制動速度和制動效率，從而大大的提高了汽車運行的安全性和穩定性。

參考文獻：

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