機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用

方衛(wèi)春 倪海洋 壽灃

浙江亞太機(jī)電股份有限公司/浙江大華技術(shù)股份有限公司 浙江杭州 310053

1 機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化在工業(yè)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，而在汽車工業(yè)中應(yīng)用機(jī)電一體化，能進(jìn)一步探索汽車研發(fā)生產(chǎn)的價值和作用，進(jìn)而擴(kuò)大汽車行業(yè)的影響范圍。由此可見，在汽車工業(yè)中應(yīng)用機(jī)電一體化是主要發(fā)展趨勢之一，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 安全性能高

機(jī)電一體化在汽車系統(tǒng)中的應(yīng)用，能提供多種一體化服務(wù)，如監(jiān)控、警報、診斷、保護(hù)等。例如，當(dāng)汽車在行駛過程中出現(xiàn)了故障，機(jī)電一體化系統(tǒng)會自動采取相應(yīng)的保護(hù)措施；當(dāng)汽車某些設(shè)備出現(xiàn)了電壓過低或過高的情況，系統(tǒng)會操作汽車相應(yīng)系統(tǒng)自動停止運(yùn)行，或發(fā)出警報提示駕駛?cè)藛T這一情況。由此可見，機(jī)電一體化的應(yīng)用具有較高的安全性，能確保汽車駕駛?cè)藛T和系統(tǒng)設(shè)備的安全。

1.2 生產(chǎn)效率高

機(jī)電一體化系統(tǒng)及其設(shè)備處理各種信息、控制相應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備都是通過自動化的方式完成的，在結(jié)合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之后，機(jī)電一體化能更好地完成各項(xiàng)汽車設(shè)備所設(shè)計(jì)的動作，極大地提高了汽車的運(yùn)行性能。在滿足汽車運(yùn)行性能及運(yùn)行安全需求的基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化系統(tǒng)及設(shè)備能做到自動化處理，提高汽車相應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)效率，同時還能降低汽車的生產(chǎn)成本[1]。

1.3 適用范圍廣

機(jī)電一體化系統(tǒng)和設(shè)備具有較為良好的技術(shù)綜合性能，這表示其功能較多，超過了單一的產(chǎn)品功能，具有較為廣泛的應(yīng)用范圍。此外，機(jī)電一體化系統(tǒng)和設(shè)備還具備較高的自動化水平，能更好地滿足客戶對于系統(tǒng)的需求，同時還能為客戶提供不同的自動化控制方案，客戶也能自行調(diào)節(jié)。由此可見，機(jī)電一體化系統(tǒng)和設(shè)備的智能化水平、自我保護(hù)水平、可擴(kuò)展水平、自我監(jiān)控水平，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，可以被應(yīng)用在汽車工業(yè)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，也可以被應(yīng)用在汽車運(yùn)行系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)中。

1.4 調(diào)整維護(hù)方便

對于機(jī)電一體化產(chǎn)品來說，不需要改變產(chǎn)品中的任何部件就可以轉(zhuǎn)變工作方式，只需要改變控制程序就可以滿足不同的需求，除此之外，其維護(hù)也更加方便，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動檢驗(yàn)和監(jiān)視功能，因此能夠及時的發(fā)現(xiàn)工作過程中的故障，并采取相應(yīng)的故障應(yīng)對措施，從而恢復(fù)其正常工作狀態(tài)[2]。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

汽車制動系統(tǒng)是汽車整體控制系統(tǒng)中最主要的系統(tǒng)內(nèi)容之一，而且汽車制動系統(tǒng)能夠?yàn)槠囂峁└鼮槿娴谋Ｗo(hù)。我國傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)在進(jìn)行汽車整體生產(chǎn)和設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，制動系統(tǒng)的應(yīng)用相對較少，而且由于我國傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)本身所應(yīng)用的生產(chǎn)技術(shù)相對落后，也就導(dǎo)致在我國汽車制造業(yè)發(fā)展前期汽車制動系統(tǒng)的研究工作處于初期開發(fā)狀態(tài)，而隨著我國技術(shù)體系的不斷完善，技術(shù)水平的不斷提升，汽車結(jié)構(gòu)在進(jìn)行整體優(yōu)化之后本身具備了這種能力，而汽車制動系統(tǒng)也正式應(yīng)用到了汽車的控制系統(tǒng)當(dāng)中。

雖然我國的汽車制造業(yè)在進(jìn)行汽車制動系統(tǒng)研究過程當(dāng)中，已經(jīng)將其應(yīng)用到了汽車的控制系統(tǒng)當(dāng)中，但是近現(xiàn)代的發(fā)展過程當(dāng)中汽車所應(yīng)用的制動系統(tǒng)為手動制動方式，而隨著近幾年來技術(shù)水平的不斷提升，人們對生活質(zhì)量的不斷提高，手動制動功能已經(jīng)不符合時代發(fā)展需求，也正是在這樣的背景與需求直下，汽車制造業(yè)開始針對汽車制動系統(tǒng)進(jìn)行全面的優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新，汽車具備了緊急制動功能。而在后期汽車制動系統(tǒng)研究過程當(dāng)中，汽車制動系統(tǒng)也在進(jìn)行全面優(yōu)化尤其是現(xiàn)在人們最常用的，以及最常見的液壓制動系統(tǒng)，但隨著智能化技術(shù)和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓制動系統(tǒng)相對于自動化控制系統(tǒng)而言缺乏靈活性與兼容性，在進(jìn)行使用過程當(dāng)中，有的液壓制動系統(tǒng)與汽車本身的控制系統(tǒng)不兼容，從而導(dǎo)致制動功能出現(xiàn)問題，而正是在這樣的背景下，機(jī)電一體化技術(shù)開始應(yīng)用到汽車制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 車輪智能控制系統(tǒng)

針對汽車制動系統(tǒng)，機(jī)電一體化技術(shù)主要在車輪智能控制當(dāng)中的兩個部分進(jìn)行應(yīng)用，一個是制動執(zhí)行器，另外一個是制動執(zhí)行器當(dāng)中的控制中央單元。因?yàn)檐囕喼悄芸刂浦饕怯呻娏?shí)現(xiàn)的，所以在控制當(dāng)中所采用的輸入方法主要就是電流信號以及功能傳輸，在制動當(dāng)中，制動系統(tǒng)按照電流變化狀態(tài)來對制動力矩進(jìn)行計(jì)算，然后因?yàn)橹苿有Ч麜艿街苿恿σ约澳Σ亮ζ涞挠绊懀茈y準(zhǔn)確的預(yù)算，所以制動系統(tǒng)在對制動力矩計(jì)算中需要按照集成力以及力矩傳感數(shù)值來進(jìn)行確定，采用對制定系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，將制動可靠性提升。

3.2 中央電子控制單元

汽車制動系統(tǒng)當(dāng)中的中央電子控制單元，主要就是對制動信號進(jìn)行接收并且傳輸，比如，中央電子控制單元接收到制動踏板的信號，就可以對制動器進(jìn)行控制；若是接收到駐車制動信號，就可以對駐車制動進(jìn)行控制；若是接收到車輪的傳感器信號，就可對車輪的狀態(tài)及時識別以及控制，對于車輛的制動效果進(jìn)行監(jiān)控，以此來防止產(chǎn)生相應(yīng)的故障情況，由此可以看出，在汽車制動系統(tǒng)當(dāng)中，對于機(jī)電一體化在中央控制單元中的應(yīng)用有著很重要的作用[3]。

3.3 電子踏板智能控制

針對汽車制動系統(tǒng)，相對于機(jī)電一體化技術(shù)的合理應(yīng)用，在對踏板制動模擬器的應(yīng)用中，主要就是對電子踏板實(shí)現(xiàn)智能控制，將液壓汽車制動中的相關(guān)機(jī)械制動結(jié)構(gòu)進(jìn)行了取消，也對真空助力制動器進(jìn)行了取消。采用踏板模擬器來對駕駛?cè)藛T作用在踏板上的作用力進(jìn)行分析，以此來對速度轉(zhuǎn)換為電信號，將其及時傳輸?shù)街醒肟刂茊卧谕ㄟ^對數(shù)據(jù)的分析后，從而實(shí)現(xiàn)對電子踏板的控制，確保制動效果良好。

4 結(jié)語

總之，隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)以及人們生活水平的提升，相對于汽車性能的要求更高，所以，在汽車設(shè)計(jì)制造當(dāng)中也不斷朝向智能以及自動化方向發(fā)展。汽車制動系統(tǒng)中對于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以對汽車的制動功能進(jìn)行改善，將制動效果提升，不但對汽車行業(yè)的發(fā)展有著很好的促進(jìn)作用，還可以為駕駛?cè)藛T的安全提供良好的保障，所以，就需要加強(qiáng)對機(jī)電一體化技術(shù)的研究，以此最大化的將機(jī)電一體化技術(shù)的價值體現(xiàn)出來。