淺議汽車電子機械式制動系統的安全設計

王勇，陳夢龍

淺議汽車電子機械式制動系統的安全設計

王勇，陳夢龍

（信陽涉外職業技術學院，河南 信陽 465550）

電子機械制動控制系統性能的好壞，影響車輛駕駛的安全。通過合理的設計制造出高性能的電子機械制動控制體系，全面提高汽車行駛的穩定性。設計出符合制動性能指標的安全電子機械控制系統。

汽車電子；機械式制動；系統安全設計

前言

汽車電子機械式制動系統主要是以電動機作為整個驅動基礎的，通過有效的安裝與使用，實現對車輛的制動控制，隨著我國信息技術的不斷發展，電子機械制動控制系統具有響應快、系統硬件設施完善、使用體積小、質量輕等優秀特點。在現代化汽車制造的過程中得到了廣泛應用，本文主要通過當前我國電子機械制動控制系統使用過程中所存在的安全設計問題，對設計內容進行了詳細研究，希望能夠助力我國電子機械制動控制系統向著高性能發展。

1 汽車電子機械式制動控制系統設計的安全問題

想要保證汽車的安全行駛，就需要做好汽車電子機械式制動控制系統的安全設計，通過制動系統的有效應用，能夠讓汽車在行駛過程中及時的進行變速和停止，從而讓處于行駛狀態的汽車能夠在各種路面上穩定停車，電子機械自動控制系統設計主要采用的是電子軟件和導線相互組合的形式。該系統所具有的設計安全性問題較為突出，需要結合相關設計材料，探究問題出現的主要原因，制定出合理的方案進行解決，一般情況下，電子機械制動控制系統中的安全問題主要表現為電子踏板傳感器突然失靈、汽車附帶的計算機網絡出現故障、電源失效、制動力控制模塊出現問題等等。

2 汽車電子機械式制動控制系統的安全設計

制動系統安裝的主要作用是有效的控制汽車的行駛情況，適當的進行汽車減速，或者迫使汽車直接停車，在進行下坡行駛的過程中，讓汽車具有一定的穩定性，汽車制動性的系統設計是保證汽車安全行駛的重要途徑，因此需要做好制動系統的整體開發。電子機械控制系統的有效應用，改變了傳統汽車依靠液壓油路和機械結構傳導進行制動力輸出的局面，通過制動踏板和制動執行器之間的有效對接，節約了液壓制動管理所需要的人力、物力投入，全面提高了汽車的制動成效，在此基礎上，想要提高電子機械制動控制系統的設計的安全性和舒適性，需要參考以下設計原則[1]。

2.1 電子制動間隙控制調整模塊設計

近年來，在進行汽車制造的過程中，車輛制動器的頻繁使用，讓制動器的制動間隙越來越大，從而不利于制動效果的提高，制動間隙會造成制動響應時間變得緩慢、制動距離變長，甚至會讓車輛產生側滑事故，結合當前學術界的研究發現，想要消除制動器之間的間隙問題，就需要制定出合理的補償措施，保證機械結構裝置之間進行有效的間隙調整，合理的利用電機傳感器進行信息控制點的采集和判斷，有效地解決間隙行程問題。但是這一解決方式需要占用制動器的安裝空間，增加設置成本，想要解決這一設計缺點，需要通過電流信號識別系統對制動臨界點的電子機械制動器間隙進行有效調整，消除制動間隙，實現制動力跟隨。

首先我們需要對制動器的制動過程進行詳細分析，判斷所處的間隙臨界點，做好臨界點的識別工作，同時還需要結合制動器的實際工作原理，通過零件中剛度最小的制動片，判斷制動器的整體剛度，通過電流大小的實驗對臨界點間隙有一個詳細的計算，一旦電流值突破原有的設定值，就可以確定已經清除制動間隙，在進行分離臨界點識別的過程中，需要明確分離臨界點主要指的是剎車片和剎車盤之間的分離臨界點。電機在正常工作的過程中，剎車片和剎車盤之間的夾緊力就會隨之變小，電流的傾斜角度也會從負半軸逐漸靠近零軸，當電流變化的傾斜率為零時，剎車制動結束就會產生間隙，因此電子機械控制系統想要發出制動力命令，就需要結合當前的電流信號，了解制動間隙是否存在，如果存在嚴重的制動間隙，就需要進行間隙消除，保證制動力跟隨。

2.2 制動意圖識別設計

所謂的制動意圖主要指的是在進行設計開始之前，需要通過有效的系統接收駕駛人員的制動意圖，從而將這一信息源頭變為制動信號，從而全面提高制動系統的工作安全性，制動意圖識別模塊在進行信號輸出時，主要是通過初始傳感器、角度傳感器和傳感器之間的通力合作，共同計算得出的。輸出的結果是通過信息中轉分配之間相結合的方式進行簡單的計算得來的，從而全面提高輸出結果的精準性，保證制動系統使用的安全性，結合相關實驗內容，在進行制動意圖識別系統設計的過程中，需要解決傳感器問題，傳感器問題主要指的是傳感器在應用過程中無法及時的進行數據信息收集，嚴重影響了制動執行力[2]。因此在進行安全設計的過程中，一般會采用異構靜態方案，借助位移傳感器，傳感器以及角度傳感器對駕駛員的駕駛意圖進行識別，通過傳感器之間的有效設計將設計結果轉化為意圖信號，整個過程需要確保所得出的制動意圖準確性。

2.3 制動力的分配模塊設計

制動力分配模塊主要是結合當前的制動意圖識別模塊所發出的制動命令，而將動力通過車載計算機網絡傳遞到不同的車輪行駛系統中，保證制動力的最優分配，我們在進行動力分配模塊設計的過程中，需要合理的采用電子機械制動系統的制動力分配要求，一旦出現制動力模塊故障，就需要及時的找出故障產生的主要原因，制定出合理的策略，進行故障排除。重新調動制動力進行分配能夠保障車輛運行的穩定性，一旦車輪的制動力控制系統，出現問題時，分配前后的車軸之間的制動力就會產生波動，例如：駕駛員進行車輛轉彎時，制動力的分配模塊會自動的進行制動力合理分配，保證內外側車輪制動力分配適當，有效解決車輛轉向存在的轉向問題，保證車輛過彎兒的平穩性。理想的制動力分配i曲線設計，需要保證前后輪制動器同時抱死，結合汽車在行駛過程中的主要受力分析，分別對前后輪的接地點進行力矩計算，通過得到的兩個方程式，分別判斷前后輪同時抱死需要滿足的設計條件，結合實際設計結果得出結論，前后輪制動力之和等于附著力，從而可以判斷出前后輪制動力與附著系數之間的關系，制定出制動力分配i曲線，通過實際調查得出后輪和前輪的接地點力矩，解得前后軸的附著系數。首先，需要將所得到的i曲線與實際曲線共同繪制在同一圖示上，保證兩曲線之間的相交點，能夠充分的表示出制動系統的運行前、后制動力配置，在滿足參數前、后制動力分配標準的同時，做到前、后輪同時抱死，完成這一發展目標時，地面的附著系數與同步附著系數具有相同性。一些并沒有安裝制動力調節裝置的制動系統，計算出的制動器制動力為固定比值，從而計算出空載和滿載時所具有的同步附著系數，保證模塊設計的最優化。

2.4 電子機械制動系統的改良措施

在進行實驗開展的過程中，主要選擇低速的電動車作為基本載體，將傳統的液壓制動系統更換為線性控制系統，從而保證車輛的整個行駛過程都能夠被行車記錄儀所記錄，將一些實驗數據提供給上級部門進行詳細的記錄分析，通過實驗結果表明，機械制動系統所創造出的EMB系統性能完全符合國家的質量監督標準。但是在實際實驗開展的過程中，車輛改裝前后的制動性能相比，制動踏板會采用現行控制形式，讓車輛的行駛速度出現減速，保證行車的安全性，但同時也存在著很多問題需要進行解決，制動系統在發揮應有的作用時，傳統的液壓制動系統的制動能力要遠優于線性制動系統。之所以產生這一發展原因，主要是因為系統的電機功率較小，電瓶在電壓下降的情況下，所執行的機構效率不高，因此我們需要對機械制動控制系統進行全面改良，主要的改良措施有：首先在電瓶外安裝穩定液壓裝置，從而有效解決車輛行駛電壓下降引起的問題，同時全面提高電子機械制動系統的整體質量，保證電子元件的精度，通過以上政策的有效實施對傳統的系統形式進行改變，不僅能夠消除車輛制動過程中所出現的車輛側滑問題，提高車輛的穩定性，還能夠滿足基本制動性能指標。在進行制動器參數計算和選擇的過程中，需要充分了解制動的半徑，結合輪軸的尺寸，以及鼓式制動器的制動鼓內徑，得出盤式制動器的制動盤直徑，從而確定制動器的效能因數。制動器效能因式的計算，主要是通過制動鼓和制動盤在發生運行作用的過程中，半徑上所產生的摩擦力以及輸入力之間的比值來進行的，因此我們需要在完成前后輪缸直徑、鼓式制動器制動鼓直徑的系列化發展之后，了解制動器制動力分配系數的主要變化規律，判斷同步附著系數產生變化的實際情況，結合相應的公式內容進行校準，如果產生的結果并不適合汽車的穩定運行，需要重新調整制動器現有的參數進行計算，一直到計算結果符合參數標準為止。

2.5 電源管理模塊設計

電源是保障電子機械制動系統正常運行的重要內容，一般情況下，在出現電源失效問題時，無外乎由于車輛在正常行駛過程中頻繁的剎車或者轉向所造成的，尤其是車輛下坡行駛時所消耗的電源量較多，因此我們需要制定出合理的方案提高電源的使用壽命，從而保障電子機械制動系統的行駛安全性。首先需要明確車輛在行駛之前，是通過車載蓄電池進行供電的，車輛在行駛過程中主要是通過車載發電機進行供電的，在進行電源故障研究和排查時，需要充分考慮電源的硬件使用情況，要在車內安裝一整套備用電源，一旦檢測出電源故障，就需要及時的進行更換，保證車輛行駛安全性。

3 結束語

本文主要探討了電子機械制動控制系統在使用過程中所存在的安全性問題，電子機械制動控制系統的總體設計，為車輛制動機械技術的有效發展奠定良好的理論基礎。

[1] 羅茂元.基于汽車電子機械式制動系統的主動安全設計[D].四川:電子科技大學,2016.

[2] 王世喜,王麗娟.汽車電子制動系統研究[J].經濟技術協作信息, 2009,(17):194.

Safety Design of Automotive Electro-mechanical Braking System

Wang Yong, Chen Menglong

（Xinyang Foreign-related Vocational and Technical College, Henan Xinyang 465550）

The performance of the electromechanical braking control system affects the safety of vehicle driving. It is necessary to design and manufacture a high performance electromechanical braking control system in accordance with the international automobile functional safety standards, so as to improve the driving stability of the vehicle in an all-round way. A safety electromechanical control system which meets the braking performance index is designed.

automotive electronics; mechanical braking; system safety design

U463.5

A

1671-7988(2019)18-92-03

U463.5

A

1671-7988(2019)18-92-03

王勇，就職于信陽涉外職業技術學院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.030