電子機械制動控制系統研究

舒希勇+王宇航

摘要：隨著機械電子技術的發展，傳統的液壓制動系統逐漸被電子機械制動技術所取代。電子機械制動控制系統采用先進的電子機械制動技術，并結合防抱死制動系統一起應用于汽車制動控制系統中。文章對電子機械控制系統的特點及構成進行了分析，對防抱死制動系統的特點及應用進行研究，在此基礎上建立了基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統的結構框架，并對基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統框架的設計進行了分析和研究。

關鍵詞：電子機械制動；防抱死制動系統；制動性能指標；控制系統

1 研究目的和意義

隨著我國汽車工業的發展，我國的汽車制造量和銷售量迅猛增長。我國的汽車工業體現了我國整體工業的制造水平，隨著電子機械技術的發展及應用，我國的汽車電子化技術水平越來越高，汽車工業中對汽車的安全性和操作性的要求也越來越高。汽車的制動系統決定著汽車的安全性的好壞，汽車的制動控制技術的發展己經進入到了電子機械制動技術發展及應用的階段。

1.1 電子機械制動控制系統

電子機械制動控制（ElectronicMechanicalBrake，EMB）系統是汽車線控技術中的一種，汽車線控技術是比較先進的機電一體化的系統，汽車線控技術的制動理念是以電作為主要的傳導介質。電子機械制動控制系統比電子液壓制動系統先進，主要是體現在取消了液壓油路，對踏板可以更好地進行控制，更好地分配制動力，電子機械制動控制系統在汽車工業中具有很大的應用前景。電子機械制動控制系統中傳導介質以電為導體，傳輸效率高，反應速度快；取消了沉重的液壓元器件；對電機的控制精度更高，制動力的輸出穩定性更好；制動系統在對故障的診斷能力方面也得到了加強，故障診斷更加容易；電子機械制動控制系統零件小，不會占用大的空間，而且質量也輕，這樣可以為其他零件的安裝提供空間；電子機械制動控制系統與防抱死制動控制系統的兼容性好，可以通過軟件進行集成，通過軟件進行操作，非常方面。在電子機械制動控制系統中，車載電源是電子機械制動控制系統的主要能源，主要為電機和傳感器提供工作的能量的；電子制動踏板是一個傳感器裝置，負責向電子控制單元來傳導制動意圖；制動力分配單元主要負責把傳感器采集到的信息進行收集和處理，為分配合理的制動力制定決策，控制最小的制動距離。

1.2 防抱死制動系統

防抱死制動技術是對制動力進行調節的一種技術，防抱死制動技術可以為輪胎提供最佳的制動效果，縮短汽車的制動距離。傳統的制動系統在汽車發生制動的過程中，車輪發生抱死并與地面進行滑動摩擦，受附著系數的影響，這樣車輛不能進行轉向，從而不能進行避讓，車輛還容易發生側滑等現象，傳統的制動系統造成汽車的制動距離變大，很容易發生追尾的情況，而且輪胎與地面的滑動摩擦還會減少輪胎的使用壽命，所以為了提高汽車的安全性，在汽車的電子機械制動控制系統中引入了防抱死制動系統（Anti-lockBrakingSystem，ABS）。防抱死制云力系統的工作原理如圖1所示。

在圖1中我們可以看出，車輪的轉速是通過傳感器進行實時監控的，傳感器收集到的數據傳給電子控制單元，電子控制單元對車輪轉速的數據進行處理，對車輪的速度和滑移率等參數進行計算，并對計算出來的參數進行比對，把調節壓力的指令發送給壓力調節器，壓力調節器對制動系統的制動力的輸出進行控制，這樣可以保證汽車車輪運行的最佳狀態，從而為汽車提供最佳的制動效果。

2 電子機械制動控制系統總體框架設計

2.1 系統設計需求分析

防抱死制動系統的安裝和使用可以保障車輛安全性，本文根據制動系統的需要設計了電子機械制動控制系統的執行器結構的整套制動控制系統，在設計中把防抱死制動系統和制動間隙的調整的功能加入進來，對電子機械制動控制系統的設計要符合國家制動性能指標，在生產中要盡量降低成本。基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統主要組成包括電子機械制動控制系統執行器和控制系統兩部分。制動控制系統硬件成本主要是傳感器的使用，節省傳感器的使用可以減少系統的硬件成本，并且可以節省系統的空間，在車的結構中可以更好地把電子機械制動控制系統融合進來。系統調試的成本由系統模塊算法決定，所以在制動控制系統正常運行的前提下，對算法的復雜度要簡化，在軟件編寫中提高算法的可實現性，從而降低系統的設計成本。

2.2 系統總體結構設計

電子機械制動控制系統工作原理圖如圖2所示。在電子機械制動控制原理圖中我們可以看出，車輛在制動的過程中，制動踏板被踩踏之后，信號通過制動踏板的傳感器發送給中央控制器，中央控制器在接到信號之后對其進行制動分析，根據車輛的實時速度等參數信息作出正確的制動輸出。

當中央控制器把制動的命令信息發送到每個車輪的控制器之后，制動控制器對執行器電機進行相應的控制，這樣就可以完成車輛的制動過程。

2.3 基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統功能分析基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統把防抱死制動技術和電子機械制動控制技術綜合在一起，比傳統的制動控制系統具有更好的安全性。基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統反應速度快，制動效率更高。汽車的制動距離主要由制動器反應的時間和輪胎與地面的附著系數決定，電子機械制動控制系統的傳導介質主要是電信號，縮短了踩下制動踏板到制動器進入工作之間的時間，在制動系統發生緊急制動的時候，防抱死制動系統給輪胎最大的附著系數，讓汽車在最短的時間內進行減速，在最短的距離內停止運行。電子機械制動控制系統的應用，減少了汽車的質量，這樣可以減少汽車的油耗，而且提高了汽車的安全性，汽車整體質量變輕可以減少汽車發生制動時候的能量損耗。電子機械制動控制系統擴展性強，同時也提高了制動控制系統的故障診斷能力，在電子機械制動控制系統中，可以很容易地把輔助控制系統集合到整體的控制系統中，計算機網絡在車輛中的應用可以提高對車輛各個部分系統的故障檢測能力。

3 結語

電子機械制動控制系統的開發和應用，有利于汽車工業的發展。基于防抱死制動系統的電子機械制動控制系統研究可以保證汽車制動的安全性，具有一定的研究意義和應用價值。

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