汽车电子机械制动系统关键技术及前景分析

李少驰 赵莲莲 张洪亮

长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司 天津市 300462

摘要：在研发汽车的过程中，人们最常关注到的问题便是安全问题，我国如今现代化的汽车制动技术已经有了一个新的发展，由原来的传统液压技术变成了电子机械制动技术。在很大程度上对汽车在行驶中的安全系数，进行了提升，从而对人们的安全行驶进行了保护，所以在本篇文章中，主要研究分析的是汽车电子机械制动技术的关键技术。

关键词：汽车；电子机械；制动；关键技术；分析

一、汽车制动系统发展现状分析

1.1汽车制动系统可靠性低

汽车的更新速度极快，每年都会有许多款式的新车推出，但是车辆生产的过程中却存在汽车制动系统质量偏低的问题。汽车制动系统实际成果与去设计的理念有偏差，并且车辆检测、日常汽车维修保养、制动系统选材方面的问题导致汽车制动系统可靠性较低。

1.2　汽车在减压中时常紧急制动

我们行走在路上不难看到有人开快车，开斗气车，这都是相当危险的，在车辆发生需要紧急停车时，驾驶人会立马减速，在此过程中如果车辆紧急急阀存在隐患，会严重影响到汽车的制动效果，并危害到使用人的生命，所以在车辆保养中要对急阀进行细致检查，出现隐患问题应及时修理。

1.3　汽车在制动缓解时发生不能缓解现象

在车辆行驶途中，常用制动缓解时不能发生缓解现象，就是制动机缓解时，制动缸活塞杆不能缩回，导致汽车在制动后不能解除制动的状态。其实很多人只是会开车而不懂车，所以相对比较专业的知识我们应该自行了解一下，也应当重视起来，避免发生隐患行驶。

二、汽车电子机械制动系统的设计

2.1工作原理

就设计原理来讲，汽车电子制动系统的原理可以简单理解为：车辆在途中的行驶过程中会发生需要紧急停车的情况时，驾驶员需要通过踩压的形式将停车的信号传送给制动踏板，在操作脚压踏板制动的过程中，会将信息传送到电子制动系统中，实现有效的速度调节，从而达到停车的目的。为了方便利用减速增加距离改变转速信号，应将电机轴转动调节信号传送到传动机构，在保证可以直接制动的条件下变化为制动力，这个过程在汽车电子机械系统中的速度仅需0.1秒的时间，减少了时间就减少了车祸的发生率，可以说电子机械系统的设计相当有价值。

2.2制动控制系统设计

制动控制系统可实现对系统的精确控制，通过准确的速度调节，实现减少制动距离、提高制动效果的目标。在控制系统中，电流环发挥转速调节功能，基于电流环的电流信号传输，实现系统的精准化控制，提高其制动效果。在系统设计中，需将制动压力超调5%，制动距离时间控制在0.1s以内，将制动距离超调控制2%。当系统电流处于饱和状态时，启动转速控制环，可应用电子机械消除制动间隙。控制系统设计目标在于保障系统控制的精确性，实现对制动距离、制动间隙、制动时间的准确控制，以精准性的控制方法，提高制动系统的安全性。

2.3系统机械的相关设计

电子机械制动器属于机械系统的主要执行机构，其自身是运用制动电机以及电磁离合器，还有减速齿轮和非自锁滚珠丝杆还有制动卡钳与刹车片和刹车盘等多个部分所构成。制动电机主要是使用驱动减速齿轮和减速齿轮去完成对同轴滚珠丝杆把转动的引导使其能够形成移动趋势，同时还能够使得活塞在推进的时候还能够影响刹车片的运动，刹车片在通过对刹车盘的挤压之后同时也会产生一定的夹紧力，这样的一种情况次啊能够对于车辆制动上的要求给予有效的满足，在制动电机把输出关闭的过程中，非自锁机构在受到刹车盘相反作用力的制约下则会反退，其可以形成夹紧力和卸载的目标。这样的一种情况下才能够令制动力获得有效的保持，本制动器运用的是一种电磁离合器，电磁离合器其中一部分是通过制动卡钳去完成所需要的固定，并且还有一部分是和电机输出轴去完成固定目标，在对电磁离合器去完成通电的过程中，电磁离合器断电就能够获得有效的释放。

2.4执行系统

一般情况下汽车电子机械制动系统主要是由三部分组成，即制动模块、转动模块以及无刷直流电机模块。其中电机驱动模块是组成无刷直流电机模块的重要部分，通过对数学模型的科学设计在一定程度上有助于站在动力学的角度上实现对系统的仿真，为此需要对其工作原理进行充分的了解，即选择无刷直流电动机，将减速装置设置在驱动行星齿轮上，在运动转换装置带动滚珠丝杠的方式下促使旋转运动能够朝着直线运动的方向进行转换，由此制动器会相应的产生一种制动力矩，并且在压力传感器的帮助下可以实现对制动盘制动压力的有效检测，以此将信号反馈出来，如图1。执行系统的具体设计流程：设计对象选择是目标车型的前轮制动器，在此基础上对其执行系统进行科学的设计，其中前轮轮缸的最大压强值为15MPa，活塞直径控制在48mm，同时为了保证制动盘与制动钳分离彻底，则需要初步确定系统制动的间隙为0.3mm，消除时间控制在0.1s，在此基础上对其他参数进行合理选用，以此实现对电子机械制动系统执行系统的科学设计。

三、电子机械制动系统的关键技术

3.1使用全电的制动系统会对电能量的要求更加严格

电子机械制动系统改变了原来机械制动系统，借助机械和液压的特点，在这个过程中使用了电能，但是从现在的发展情况来说，12V的车辆电气系统是没有办法促使电子机械制动系统正常发挥作用的，所以必须把12V的电压增加到42V的电压，在这个过程中还必须要解决，因为加压而带来的一些不安全的因素。

3.2改变了对于容错的要求

使用电子机械设备取消了液压元件，所以就没有了。后背的以及独立的执行系统虽然可以借助其他的技术来对容错系统的安全性进行提升，但是最重要的还是要进行后备系统的提升，用这种电子机械制动系统在不破坏原来原始系统的状况之下，容错程度会根据场合的变化而发生一定的改变，电子机械制动系统中的任何一个节点都能够支持容错。

3.3增强了抗干扰的处理性能

汽车的行驶过程中，对于汽车系统的抗干扰性能是十分关键的，在我国，汽车中常常所选用的两种抗干扰制动系统是非对称式系统以及对称式系统，这两种方法各有各的好处，也各有各的弊端，在使用的过程中，必须要结合具体的情况来进行。

四、汽车电子机械制动控制系统的主要发展优势

在汽车制动系统中，电子机械制动系统和传统的液压制动系统相比较有明显的优势。首先，电子机械制动系统在汽车机械制动连接上非常的简便，程序更加的简化，便于操作，不同于传统的液压控制制动系统的操作繁琐；其次，电子机械制动控制系统在运行过程中不需要制动液来进行制动操作，这样就在很大程度上对制动系统油管进行了简化，同时也很大程度上节约了制动系统中的制动油箱。电子机械制动控制系统的体积小；结构简单并且便于维护，能够便于汽车内部的设计。电子机械制动控制系统在机械制造的过程中不存在油管泄露的状况，有利于环境保护。电子机械制动控制系统在汽车执行制动操作的过程中能够实现外部载荷的平稳传输，同时在制动的过程中噪音更小，制动效果较好。

结语

汽车制造中制动系统被频繁使用，制动系统的性能好坏会直接威胁到人身安全，这也就预示着制动系统的重要性，在科技发展的未来，汽车电子制动系统会逐渐替代传统的制动控制。汽车制动包括实现普通制动和实现紧急制动两个情况，然后普通制动可以保证车辆的正常运行，紧急制动就会对防抱死系统进行过度的摩擦，导致防抱死性能减退，所以汽车在构造中要充分将电子机械制动的系统进行合理设计，满足使用需求，同时也要增加安全系数，增加稳定系数。

参考文献：

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