淺議汽車電子機(jī)械式制動系統(tǒng)的安全設(shè)計

　　摘要：電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)性能的好壞，影響車輛駕駛的安全。通過合理的設(shè)計制造出高性能的電子機(jī)械制動控制體系，全面提高汽車行駛的穩(wěn)定性。設(shè)計出符合制動性能指標(biāo)的安全電子機(jī)械控制系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：汽車電子,機(jī)械式制動,系統(tǒng)安全設(shè)計

　　前言汽車電子機(jī)械式制動系統(tǒng)主要是以電動機(jī)作為整個驅(qū)動基礎(chǔ)的，通過有效的安裝與使用，實現(xiàn)對車輛的制動控制，隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)具有響應(yīng)快、系統(tǒng)硬件設(shè)施完善、使用體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)秀特點。在現(xiàn)代化汽車制造的過程中得到了廣泛應(yīng)用，本文主要通過當(dāng)前我國電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)使用過程中所存在的安全設(shè)計問題，對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)研究，希望能夠助力我國電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)向著高性能發(fā)展。

　　1汽車電子機(jī)械式制動控制系統(tǒng)設(shè)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(jī)械式制動控制系統(tǒng)的安全設(shè)計，通過制動系統(tǒng)的有效應(yīng)用，能夠讓汽車在行駛過程中及時的進(jìn)行變速和停止，從而讓處于行駛狀態(tài)的汽車能夠在各種路面上穩(wěn)定停車，電子機(jī)械自動控制系統(tǒng)設(shè)計主要采用的是電子軟件和導(dǎo)線相互組合的形式。該系統(tǒng)所具有的設(shè)計安全性問題較為突出，需要結(jié)合相關(guān)設(shè)計材料，探究問題出現(xiàn)的主要原因，制定出合理的方案進(jìn)行解決，一般情況下，電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)中的安全問題主要表現(xiàn)為電子踏板傳感器突然失靈、汽車附帶的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障、電源失效、制動力控制模塊出現(xiàn)問題等等。

　　2汽車電子機(jī)械式制動控制系統(tǒng)的安全設(shè)計

　　制動系統(tǒng)安裝的主要作用是有效的控制汽車的行駛情況，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行汽車減速，或者迫使汽車直接停車，在進(jìn)行下坡行駛的過程中，讓汽車具有一定的穩(wěn)定性，汽車制動性的系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)的整體開發(fā)。電子機(jī)械控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)汽車依靠液壓油路和機(jī)械結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)進(jìn)行制動力輸出的局面，通過制動踏板和制動執(zhí)行器之間的有效對接，節(jié)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(chǔ)上，想要提高電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)的設(shè)計的安全性和舒適性，需要參考以下設(shè)計原則[1]。

　　2.1電子制動間隙控制調(diào)整模塊設(shè)計

　　近年來，在進(jìn)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(yīng)時間變得緩慢、制動距離變長，甚至?xí)�讓車輛產(chǎn)生側(cè)滑事故，結(jié)合當(dāng)前學(xué)術(shù)界的研究發(fā)現(xiàn)，想要消除制動器之間的間隙問題，就需要制定出合理的補(bǔ)償措施，保證機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置之間進(jìn)行有效的間隙調(diào)整，合理的利用電機(jī)傳感器進(jìn)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(shè)置成本，想要解決這一設(shè)計缺點，需要通過電流信號識別系統(tǒng)對制動臨界點的電子機(jī)械制動器間隙進(jìn)行有效調(diào)整，消除制動間隙，實現(xiàn)制動力跟隨。

　　首先我們需要對制動器的制動過程進(jìn)行詳細(xì)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(jié)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(xì)的計算，一旦電流值突破原有的設(shè)定值，就可以確定已經(jīng)清除制動間隙，在進(jìn)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(jī)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(fù)半軸逐漸靠近零軸，當(dāng)電流變化的傾斜率為零時，剎車制動結(jié)束就會產(chǎn)生間隙，因此電子機(jī)械控制系統(tǒng)想要發(fā)出制動力命令，就需要結(jié)合當(dāng)前的電流信號，了解制動間隙是否存在，如果存在嚴(yán)重的制動間隙，就需要進(jìn)行間隙消除，保證制動力跟隨。

　　2.2制動意圖識別設(shè)計

　　所謂的制動意圖主要指的是在進(jìn)行設(shè)計開始之前，需要通過有效的系統(tǒng)接收駕駛?cè)藛T的制動意圖，從而將這一信息源頭變?yōu)橹苿有盘枺瑥亩�全面提高制動系統(tǒng)的工作安全性，制動意圖識別模塊在進(jìn)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(jié)果是通過信息中轉(zhuǎn)分配之間相結(jié)合的方式進(jìn)行簡單的計算得來的，從而全面提高輸出結(jié)果的精準(zhǔn)性，保證制動系統(tǒng)使用的安全性，結(jié)合相關(guān)實驗內(nèi)容，在進(jìn)行制動意圖識別系統(tǒng)設(shè)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(yīng)用過程中無法及時的進(jìn)行數(shù)據(jù)信息收集，嚴(yán)重影響了制動執(zhí)行力[2]。

　　因此在進(jìn)行安全設(shè)計的過程中，一般會采用異構(gòu)靜態(tài)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(jìn)行識別，通過傳感器之間的有效設(shè)計將設(shè)計結(jié)果轉(zhuǎn)化為意圖信號，整個過程需要確保所得出的制動意圖準(zhǔn)確性。

　　2.3制動力的分配模塊設(shè)計

　　制動力分配模塊主要是結(jié)合當(dāng)前的制動意圖識別模塊所發(fā)出的制動命令，而將動力通過車載計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳遞到不同的車輪行駛系統(tǒng)中，保證制動力的最優(yōu)分配，我們在進(jìn)行動力分配模塊設(shè)計的過程中，需要合理的采用電子機(jī)械制動系統(tǒng)的制動力分配要求，一旦出現(xiàn)制動力模塊故障，就需要及時的找出故障產(chǎn)生的主要原因，制定出合理的策略，進(jìn)行故障排除。

　　重新調(diào)動制動力進(jìn)行分配能夠保障車輛運行的穩(wěn)定性，一旦車輪的制動力控制系統(tǒng)，出現(xiàn)問題時，分配前后的車軸之間的制動力就會產(chǎn)生波動，例如：駕駛員進(jìn)行車輛轉(zhuǎn)彎時，制動力的分配模塊會自動的進(jìn)行制動力合理分配，保證內(nèi)外側(cè)車輪制動力分配適當(dāng)，有效解決車輛轉(zhuǎn)向存在的轉(zhuǎn)向問題，保證車輛過彎兒的平穩(wěn)性。

　　理想的制動力分配i曲線設(shè)計，需要保證前后輪制動器同時抱死，結(jié)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(jìn)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(shè)計條件，結(jié)合實際設(shè)計結(jié)果得出結(jié)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(shù)之間的關(guān)系，制定出制動力分配i曲線，通過實際調(diào)查得出后輪和前輪的接地點力矩，解得前后軸的附著系數(shù)。

　　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(tǒng)的運行前、后制動力配置，在滿足參數(shù)前、后制動力分配標(biāo)準(zhǔn)的同時，做到前、后輪同時抱死，完成這一發(fā)展目標(biāo)時，地面的附著系數(shù)與同步附著系數(shù)具有相同性。一些并沒有安裝制動力調(diào)節(jié)裝置的制動系統(tǒng)，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(shù)，保證模塊設(shè)計的最優(yōu)化。

　　2.4電子機(jī)械制動系統(tǒng)的改良措施

　　在進(jìn)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(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)更換為線性控制系統(tǒng)，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(shù)據(jù)提供給上級部門進(jìn)行詳細(xì)的記錄分析，通過實驗結(jié)果表明，機(jī)械制動系統(tǒng)所創(chuàng)造出的EMB系統(tǒng)性能完全符合國家的質(zhì)量監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)。

　　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(xiàn)行控制形式，讓車輛的行駛速度出現(xiàn)減速，保證行車的安全性，但同時也存在著很多問題需要進(jìn)行解決，制動系統(tǒng)在發(fā)揮應(yīng)有的作用時，傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)的制動能力要遠(yuǎn)優(yōu)于線性制動系統(tǒng)。

　　之所以產(chǎn)生這一發(fā)展原因，主要是因為系統(tǒng)的電機(jī)功率較小，電瓶在電壓下降的情況下，所執(zhí)行的機(jī)構(gòu)效率不高，因此我們需要對機(jī)械制動控制系統(tǒng)進(jìn)行全面改良，主要的改良措施有：首先在電瓶外安裝穩(wěn)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(jī)械制動系統(tǒng)的整體質(zhì)量，保證電子元件的精度，通過以上政策的有效實施對傳統(tǒng)的系統(tǒng)形式進(jìn)行改變，不僅能夠消除車輛制動過程中所出現(xiàn)的車輛側(cè)滑問題，提高車輛的穩(wěn)定性，還能夠滿足基本制動性能指標(biāo)。

　　在進(jìn)行制動器參數(shù)計算和選擇的過程中，需要充分了解制動的半徑，結(jié)合輪軸的尺寸，以及鼓式制動器的制動鼓內(nèi)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(shù)。制動器效能因式的計算，主要是通過制動鼓和制動盤在發(fā)生運行作用的過程中，半徑上所產(chǎn)生的摩擦力以及輸入力之間的比值來進(jìn)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(fā)展之后，了解制動器制動力分配系數(shù)的主要變化規(guī)律，判斷同步附著系數(shù)產(chǎn)生變化的實際情況，結(jié)合相應(yīng)的公式內(nèi)容進(jìn)行校準(zhǔn)，如果產(chǎn)生的結(jié)果并不適合汽車的穩(wěn)定運行，需要重新調(diào)整制動器現(xiàn)有的參數(shù)進(jìn)行計算，一直到計算結(jié)果符合參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為止。

　　2.5電源管理模塊設(shè)計

　　電源是保障電子機(jī)械制動系統(tǒng)正常運行的重要內(nèi)容，一般情況下，在出現(xiàn)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(zhuǎn)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(jī)械制動系統(tǒng)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(jìn)行供電的，車輛在行駛過程中主要是通過車載發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電的，在進(jìn)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(nèi)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(jìn)行更換，保證車輛行駛安全性。

　　3結(jié)束語

　　本文主要探討了電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)在使用過程中所存在的安全性問題，電子機(jī)械制動控制系統(tǒng)的總體設(shè)計，為車輛制動機(jī)械技術(shù)的有效發(fā)展奠定良好的理論基礎(chǔ)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]羅茂元.基于汽車電子機(jī)械式制動系統(tǒng)的主動安全設(shè)計[D].四川:電子科技大學(xué),2016.

　　[2]王世喜,王麗娟.汽車電子制動系統(tǒng)研究[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息,2009,(17):194.

　　機(jī)械方向刊物推薦：《機(jī)械與電子》Machinery & Electronics(月刊)1983年創(chuàng)刊，是全國性宣傳報道機(jī)電一體化技術(shù)、工業(yè)控制、工業(yè)自動化的專業(yè)技術(shù)性科技期刊。在政策上具有指導(dǎo)性，在技術(shù)上具有引導(dǎo)性和實用性，在經(jīng)驗上具有示范性。適合機(jī)電行業(yè)科技人員、管理人員，大專院校師生及其他從事機(jī)電一體化、工業(yè)控制、工業(yè)自動化等人員閱讀。

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