試論汽車制動系統中機電一體化技術的應用

王健 王嘉興

摘要：機電一體化技術在當前的汽車行業發展中占據著重要地位，為汽車的設計制造效率提升和功能豐富完善帶來了積極效果。本文以汽車的制動系統為例，對機電一體化技術在其中應用內涵、特點以及具體應用進行了闡述和分析，希望對促進相關工作的發展能夠產生一些有意義的參考和借鑒。

關鍵詞：汽車;制動系統;機電一體化技術;應用分析

1引言

現代化的產品及其制造加工過程普遍離不開機械電子技術，尤其是隨著機電一體化技術的不斷完善及其與信息網絡技術的集成應用，機電技術在社會生產和生活中的應用更是越發廣泛，汽車領域自然也不例外。事實上，現代化汽車產品在使用性能和功能上的要求日益提高，越來越體現出了機電一體化產品的特性，這也促使機電一體化技術在汽車制造和產品內置功能的設計上變得更加成熟，進而也在很大程度上提升了整個汽車行業的技術水平與智能化程度。因此，機電一體化技術在當前的汽車行業發展中占據著重要地位，為汽車的設計制造效率提升和功能豐富完善帶來了積極效果，對其深化研究并加強應用意義重大。本文以汽車的制動系統為例，對機電一體化技術在其中的應用進行了闡述和分析，希望對促進機電一體化技術應用水平的提高能夠產生一些有意義的參考和借鑒。

2汽車領域中的機電一體化技術內涵及其應用特點

所謂機電一體化就是將機械和電子進行有效結合，從而促使工程問題得到更加高質量和效率的解決。當然，采用機電一體化技術生產的產品往往也具有更加豐富的功能，給用戶帶來更好的體驗。機電一體化的應用基礎是機電工程系統，它可以被視作為一個統一整體，但在汽車工程領域中體現出來的具體技術類型可以概括為以下幾個方面：第一，機械技術。機械技術是機電一體化的重要基礎性技術。它主要反映在機械的工作性能方面，要求對車輛涉及的機械裝置的誤差進行嚴格控制，同時還要求各個機械裝置之間的裝配質量和性能滿足要求，在實際應用過程中，系統的各個機械裝置能夠實現良好銜接，發揮出應有功能。第二，信息處理技術。對于機電工程系統，電子信息技術也是關鍵核心技術之一，它是構建中央控制模塊的主要技術。通過正確應用電子信息技術，可以對需要掌握的信息參數進行及時地傳輸和處理，從而實現對具體工作情況的有效分析與可靠掌握。第三，傳感器技術。機電一體化涉及到電子信息領域，需要對信息數據進行有效的傳輸和分析，而信息數據的產生就離不開各種傳感器。傳感器技術可以根據設計需求實現對各種狀態信息的檢測采集，尤其是多傳感器技術集成應用時，更是可以從多個角度、不同側面對當前系統的工作狀態進行全方位監測。以汽車產品為例，現代汽車中就應用了多種傳感器，可以實現對胎壓、水溫、發動機轉速等參數的傳感監測，進而為駕駛員控制汽車以及車輛自動調節提供參考依據。第四，自動化技術。機電一體化技術的提出目的之一就是為了實現自動化，這同時也是汽車行業追求應用機電一體化技術的初衷，更是汽車發展的必然趨勢。現代化汽車是一個復雜的系統，其各個子系統在工作時需要相互協調甚至實現自動控制，而這也就決定了自動化技術必然會在汽車產品的內部功能調節方面發揮關鍵作用。現代汽車領域一個融合應用自動化控制、傳感器以及電子信息技術的典型應用案例就是自動頭燈。依據電子信息和自動化技術構建中央控制模塊，實現對當前光照亮度信息的傳輸、處理和控制響應。如果光線傳感器監測到光線變暗，那么頭燈就會自動點亮;反之，則自動熄滅。最后，驅動技術。驅動技術的主要作用就是執行控制指令，控制指令發出后需要經驅動模塊才能變為實際狀態，這也是對汽車制動系統影響最大的技術之一，在汽車制動系統中具有不可替代的重要作用。

通過以上對機電一體化技術的內涵分析不難看出，機電一體化技術在汽車中的應用具有如下特點：第一，安全性較高。機電一體化技術可以對汽車各子系統運行狀態進行自動監測和調節，尤其是在遇到一些突發狀況時，通過及時開啟保護模式，能有效預防事故發生。第二，數字化特點顯著。機電一體化技術的數字化特性比較明顯，可以對車輛的行駛狀態進行信息采集、分析和處理，并能夠借助數字終端進行有效展示。第三，使用性能高。機電一體化技術的應用無疑使汽車的功能更加完善豐富，在帶來更好駕乘體驗的同時也提升了車輛使用性能。最后，應用范圍廣。汽車產品還在不斷發展進步，而這也正是機電一體化技術在汽車中的應用日益廣泛和深化的結果。

3具體應用分析

對于汽車制動系統（如圖1所示），機電一體化技術的應用主要可以分為以下三個模塊：

1.車輪控制模塊

汽車制動系統的車輪控制模塊主要包括制動執行器和其控制部分，而在車輪控制模塊在實際工作中，主要依靠轉角的電信號進行驅動控制。制動就需要對輪子進行夾緊，而夾緊力的大小正是根據電流轉角或電子轉子的轉角來進行計算并加以調控。這里需要注意的一點是，外界的溫度和車輪的磨損狀況會對夾緊力的計算產生影響，所以最終施加的夾緊力還必須根據這些外部因素進行修正，以確保最終計算的準確性，這樣也才能促使制動過程更加安全可靠。

圖1 某汽車電子駐車制動系統的結構示意圖

2.中央電子控制模塊

利用機電一體化技術構建汽車制動系統的中央電子模塊。當中央電子模塊接收到自動踏板的控制信號后，能夠對制動控制器發出相應的制動信號。而制動器則在該信號的驅動下實現車輛制動。實際中，為了防止制動系統出現抱死或者打滑現象，就需要對中央電子控制模塊進行合理設計和有效應用，這樣才能充分發揮好車輛的制動效果。

3.電子踏板模塊

隨著機電一體化技術的發展完善及其在汽車領域中的應用日漸深化，自動系統已經開始對傳統的液壓制動模式進行取代，電子踏板制動模擬器正是在這種背景下應運而生并發展迅速。通過應用電子踏板模塊，可以將駕駛員踩踏制動踏板的力信號轉化成相應的電信號并傳輸至中央電子控制模塊，這樣就可以讓車輛制動系統更好地掌握駕駛員對踏板踩踏用力情況和相應制動意圖，進而也就能更好地實現對制動系統的控制。在設計和應用電子踏板模塊時，需要對當前汽車駕駛員的制動習慣進行分析，并根據人機工程學的相關原理進行開發設計，這樣才能在確保電子踏板制動應用的舒適性和安全性的同時，強化制動響應的效率及其對駕駛員制動意圖的契合性，最終實現更好的車輛制動。

參考文獻

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作者簡介：王健（1985.5-），男，漢族，浙江杭州人，杭州漢騰汽車研發有限公司，大學本科，研究方向：汽車制動系統