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汽车电子机械制动系统的设计探讨

发布时间:2020-10-15 08:17

  摘要:本文在研究中以汽车电子机械制动系统设计为核心,分析汽车制动系统容易发生的问题,提出汽车电子机械制动系统的关键技术,优化系统设计,避免汽车电子机械系统的故障问题,发挥出电子机械制动系统的作用,并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。


  关键词:汽车;电子机械制动系统;设计


  电子机械制动系统以电动机为主要驱动力,在合理安装使用后,可以起到车辆制动控制的作用。随着信息技术的快速发展,电子机械制动的控制系统越来越完善,其具有体积小、重量轻、硬件设施完善等优势,使用过程中响应速度较快,没有延迟现象,因此被广泛应用到汽车制造领域中。在这样的环境背景下,探究汽车电子机械制动系统的设计具有非常重要的现实意义。


  1当前汽车制动系统的问题


  当前,汽车制动设计中多以防抱死的制动系统为主,由于城市交通环境日益复杂,汽车制动系统设计直接决定汽车行驶安全性。对此,在汽车制动系统设计中要以增强控制性能和保证控制系统准确性为设计关键,当前汽车制动系统存在以下弊端:①汽车紧急制动现象频繁。在车辆行驶中,由于交通情况复杂多变,司机一般会在紧急情况选择紧急制动的方式,让汽车快速停止前行,这就对制动系统性能提出更高要求。制动系统发生故障,直接造成安全隐患,必须要定期做好制动系统的检查维护工作,也需要驾驶人形成良好的行车习惯,减少紧急制动的次数,防止安全隐患;②不缓解问题。在车辆正常行驶中,制动系统常常出现不能缓解的情况,这是因为制动缸活塞杆无法在短时间内缩回,汽车发生制动较短时间内无法立即解除,进而出现不能缓解的问题。


  2汽车电子机械制动系统的设计要求


  在汽车电子制动系统运行中,依靠踏板传感器搜集和识别驾驶信息,将驾驶人员的脚步力度信息输送至电子控制元件,利用ECU装置处理传输数据,并将制动的制定和处理结果输送至车轮制动器中,实现汽车制动控制,制动控制时间为0.1s。


  2.1精准制动要求


  在汽车电子机械制动系统运行中,通过EMB系统(嵌入式系统)精确感应车辆行驶情况,结合驾驶员的车辆制动需求,及时控制汽车的制动力矩电机,通过准确控制的方式,达到汽车稳定制动的标准,精准分配制动力,进而实现汽车的精准制动。


  2.2整车匹配要求


  汽车电子机械制动系统是当前最为先进的制动方式,直接取替了传统液压制动管路的制动方式,系统由力矩电机、运动转换机以及减速增矩装置等部分组成。由于汽车装车空间有限,电子机械制动系统体积小、质量轻,可以满足汽车空间对制动执行机构的要求。由于汽车中的子系统较多,各个子系统间具备相互限制和相互协动的关系。面临着各种行驶条件,需要制动系统和其他各个系统紧密配合,而电子机械制动系统的整车匹配技术,可以和汽车各个部件、电控系统进行协调作业,保证整车的制动性能。


  2.3故障容错要求


  在汽车运行中,直流力矩电机与相关电子元器件会影响制动的稳定性,一旦电子元器件发生故障,将会对汽车制定系统的性能和工作状态产生较大影响,形成车辆行车的安全隐患。对此,在汽车电子机械制定的系统设计中,要完善信号的抗干扰技术,设置故障容错机制,使制动汽车在任意故障情况下,都会根据驾驶员的驾驶需求实现制动控制,提高电子机械制动系统运行的可靠性与安全性。


  3汽车电子机械制动系统设计方案


  在传统汽车制动系统中多以液压油路为核心进行制动力输出,液压油路要和机械结构进行相互配合与传导,制动性能低,且容易形成安全隐患。而电子机械制动系统直接摘除原有的液压制动管路,实行制动踏板与执行器的连接,大大提高了制动效率与安全性,具体设计方案如下:


  3.1制动意图识别系统


  制动意图就是获取和搜集汽车驾驶员的制动意图,将其意图信号传输至系统中形成制动指令,而快速识别制动意图,以转化为制动操作信号就显得尤为关键。在电子机械制动系统中,制动意图识别主要依靠传感器设备来实现。设计人员要掌握傳感器的运行特征,制定异构静态冗余措施。基于力量和位移视角进行传感器设备的升级,使其快速识别车辆制动意图,搜集和分析汽车驾驶员的制动意图信息,对该信息进行核算与转化,分配制动信号权重,形成信号输出,实现对制动意图的识别与处理。如图1所示,在制动意图识别系统中引入信息技术,通过CAN控制中心进行制动踏板信号与加速踏板信号的处理,核算加速踏板变化率,并结合整车模型进行加速度均值和加速度均方值的核算,构建驾驶员意图识别模型,在线识别驾驶员制动意图,保证汽车制动控制的及时性和准确性。


  3.2制动力分配系统


  电子机械制动系统识别出驾驶员制动意图后,立即发送制动执行命令,借助车载计算机网络系统,把制动信号传输至车轮控制系统中,实现制动力分配。在制动力分配系统的设计中,必须结合电子机械制动系统的运行情况,合理分配制动力控制的执行任务。一旦制动力系统发生故障,要根据车辆行驶情况,采取有效的制动力分配措施,为汽车的安全运行提供重要保障。车轮制动控制系统要维持稳定运行的状态,合理管理前车轮和后车轮的运行协调,防止转向不足问题,使得车辆平稳地通过弯道,消除安全隐患。


  3.3制动间隙调整系统


  该制动间隙调整系统的主要目的是消除制动器间的间隙问题,制定针对性补偿措施,实现机械结构间的间隙调整。对此,在制动间隙调整系统的设计中,要了解制动器的制动过程,判断间隙临界点,加强临界点的识别,并根据制动器的运行需求,利用制动皮零件确定制动器的整体刚度,设计电流大小实验,计算临界点间隙,当电流值超过原有设定值,就会自动清除制动间隙。在分离临界点识别中,要明确刹车片与刹车盘存在的分离临界点,电机运行中,刹车片与刹车盘夹紧力逐渐减少,电流倾斜角由负半轴接近零轴,电流倾斜率达到零,就会形成刹车制动间隙。而制动间隙调整系统可以根据制动力的命令,通过电流信号来判断是否存在制动间隙,判断存在后就会立即消除间隙,进而保证制动控制的精确性。


  3.4在线故障诊断系统


  在汽车电子机械制动系统的设计中,在线故障诊断系统会对各个系统的运行情况进行动态化监测,掌握各个模块的运行状态,发现故障点后会立即进行在线诊断和修复,若故障无法修复,会直接剔除该模块,进而提高制动系统的安全性。系统设计中主要运用在线故障诊断技术,通过预警信息的发布和动态化管理,提高制动操作的稳定性与准确性。在系统运行中,需要分析制动信息和制动意图,对电子机械制动系统的运行状态进行诊断,发现不良信息后会立即发出警报,让驾驶员可以及时了解系统的故障情况,做好驾驶准备。除此之外,在线故障诊断系统运行中,会自动对失效控制节点的信息进行综合管理,剔除存在网络系统中的故障节点,保证电子机械制动系统的安全性能,为汽车的驾驶安全提供重要保障。


  4结语


  综上所述,在汽车电子机械制动系统应用中,要根据当前汽车制动系统容易出现的问题进行系统设计,发挥出汽车电子机械制动系统的优势和功能,优化电子机械制动系统设计,实现对汽车的制动控制,保证汽车行驶安全。

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