輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制研究

鄭世祺

（武漢理工大學，湖北 武漢 430070）

1 前言

目前來看，在研究汽車地盤控制領域的工作當中，輕型電子機械制動系統已經成為了研究的熱點，其注重的主動安全控制更受到了社會各界的高度關注。而且隨著時間的推移，人民群眾已經對汽車的使用安全性方面提出了嶄新且更高的要求，在這種環境下就更加需要重視對輕型電子機械制定系統的研究和應用，促使汽車使用過程中的橫擺和側偏現象得到有效的控制。

2 輕型電子機械制動系統概述

2.1 輕型電子機械制動系統總體結構和工作原理

圖1 為電子機械制動系統結構組成示意圖。

圖1 電子機械制動系統結構組成示意圖[1]

從圖1中不難看出，整車的電子機械制動系統的組成還是比較復雜的，其中包括傳感系統、電子制動踏板以及通信網絡等。此系統在實際的運行過程中，其中的主動安全狀態控制器部分會對不同的組成部分輸入的信號進行分析，并且運用設置好的算法進行計算，最終得到制動盤夾緊力，后續分別將控制信號發送給四個車輪的EBM執行控制系統，最終由控制器控制電機的運動，實現制動，其中的CAN或者是其他的通信網絡的主要作用是進行數據交換，整個輕型電子機械制動系統運行所需要的能源來源于汽車自身的電源[1]。

2.2 輕型電子機械制動系統中執行器的類型

目前很多輕型電子機械制動系統中應用的都是EMB執行器，而EMB執行器結構總體上可以分為兩種，第一種主要是通過一系列裝置，將電機的輸出力矩直接轉化為制動盤之上的壓力，最終實現制動，這一類型主要以行星齒輪-滾珠絲杠式執行器為代表；另一種則是電動機驅動的，這是一套自增力機構，西門子公司研制的電子楔式制動器為主要代表[2]。

2.3 輕型電子機械制動系統的優點

首先，輕型電子機械制動系統主要是通過電子制動踏板產生相應的制動信號，并且以電機驅動運動為基礎產生相應的制動壓力，整個過程快捷，且存在的阻礙情況比較少，而傳統的液壓制動系統主要利用的是汽車駕駛人員腳踩壓板產生相關的制動壓力。

其次，將輕型電子機械制動系統與傳統的液壓式指定系統進行比較發現，輕型電子機械制動系統整體結構復雜程度比較低，布置相對也比較簡單，這使得整車的質量減少了很多，并且實際應用輕型電子機械制動系統過程中其實是不使用制動液的，這使得制動系統的安全性得到了提升，以往使用汽車過程中經常出現的制動液泄漏現象也不斷減少，從宏觀角度看，這對于國內整體的環保工作也具有重要作用[3]。EMB與傳統液壓制定系統對比如圖2所示。

圖2 EMB與傳統液壓制定系統對比示意圖

最后，輕型電子機械制動系統的應用，還能夠促使汽車整體性能得到提升，其中各種傳感器可以實時監測汽車的行駛狀態，而傳統的液壓式制動系統是難以實現實時監控的，并且在汽車運行過程中，使用的制動液也存在著泄漏隱患，集成難度也是比較大的[4]。

3 輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制研究

3.1 輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制的實現

在實際駕駛汽車過程中，輪速傳感器、橫擺角速度傳感器和側向加速度傳感器會對汽車的實際輪速[5]、橫擺角速度和側向加速度三項指標進行實時的監測，其中的ESP電子控制單元會對檢測到的傳感器信號進行處理，后續對執行機構動作進行控制，因此，也可以將其視為控制邏輯的載體。后續就能使HCU執行ESP的輸出信號，這樣就能對輪缸制動壓力進行精準的控制，這也是輕型電子機械制動系統的主要特點之一，需要提及到的是，其中的發動機管理單元的主要作用是對發動機輸出力矩進行管理和控制，這是良好的控制效能實現的重要前提之一。

3.2 輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制系統

其中橫擺與側偏控制模塊會根據車輛的實際行駛狀態對駕駛員的汽車使用意圖進行大致的判斷，一旦預測到不穩定的趨勢，其中的控制邏輯計算器就會發揮重要的作用，對補償橫擺力矩的大小進行計算，最后由執行器EMB控制器對制動夾緊力進行合理的調節，促使力矩得到科學合理的補償，最終車輛的外在表現就是穩定性提高，安全性也有一定的提升，這也是非常重要的一種提升，對于未來汽車行業發展是比較重要的[6]。當然，輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制系統具有重要的作用，但是從某種程度上來說還是有比較大的提升空間，因此，后續的發展過程中還需要相關的工作人員進行不斷的優化和完善，促使汽車具有一個良好的輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制系統[7]。

3.3 開展輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制研究的意義

近年以來，國內的社會經濟發展水平在不斷提升的同時，人民群眾的生活水平和實際的需求也在不斷提升，作為現代人民群眾重要的生活和工作交通工具，人民群眾對于汽車的要求每年都在提升，首當其沖的就是安全性和穩定性。而本文研究的輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制系統，其主要作用就是對汽車進行控制，良好的系統對于汽車出現的橫擺情況和側偏情況的控制是具有重要的意義的[8]。而且，筆者在實際的研究和調查過程中還發現，目前輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制系統已經成為了汽車的標準配置之一，在這種情況下，就更加需要對其進行不斷優化和完善，這對于提升汽車使用過程中的安全性和穩定性具有重要意義，能夠使汽車行業和制動系統可持續性發展。

4 結論

傳統的液壓式制動系統已經逐漸不能滿足人民群眾的汽車使用需求，對于汽車出現的橫擺和側偏情況所能夠起到的控制作用也不是十分明顯，在這種情況下就需要推進輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制系統的研發工作，必要情況下可以搭建相關的仿真實驗平臺，促使輕型電子機械制動汽車橫擺與側偏控制系統的作用和價值得以發揮。