汽車電子機(jī)械制動關(guān)鍵技術(shù)分析

蘇青霄

摘要：在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，電子機(jī)械制動技術(shù)受到了廣泛關(guān)注，為了提升其可控性和響應(yīng)效率，要結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)要求打造更加合理的技術(shù)升級方案，從而滿足汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求。本文分析了汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的市場價(jià)值，并從結(jié)構(gòu)和原理方面闡釋了汽車電子機(jī)械制動的內(nèi)容，最后對汽車電子機(jī)械制動關(guān)鍵技術(shù)予以討論。

Abstract： In the context of the continuous development of science and technology， the electronic mechanical braking technology has received widespread attention. In order to improve its controllability and response efficiency， it is necessary to combine the key technical requirements to create a more reasonable technology upgrade scheme， so as to meet the requirements of the sustainable development of the automotive industry. In this paper， the market value of automotive electronic mechanical braking system is analyzed， and the content of automotive electronic mechanical braking is explained from the aspects of structure and principle. Finally， the key technologies of automotive electronic mechanical braking are discussed.

關(guān)鍵詞：汽車行業(yè);電子機(jī)械制動;原理;關(guān)鍵技術(shù)

Key words： automobile industry;electro-mechanical braking;the principle;the key technology

中圖分類號：U472.4? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0231-02

0? 引言

電子機(jī)械制動技術(shù)的應(yīng)用能在滿足節(jié)能環(huán)保要求的同時(shí)，打造更加安全的汽車發(fā)展平臺，配合信息技術(shù)、自動化技術(shù)以及智能技術(shù)等核心技術(shù)方案，為汽車行業(yè)多元發(fā)展提供保障。

1? 汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的市場價(jià)值

一方面，汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的應(yīng)用大大提升了汽車行業(yè)節(jié)能水平，充分秉持環(huán)保要求，在提高控制精準(zhǔn)性的同時(shí)也為系統(tǒng)響應(yīng)效率的全面優(yōu)化提供了保障。也正是基于汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)突出的應(yīng)用優(yōu)勢，能為企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益的共贏目標(biāo)[1]。

另一方面，汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用真正意義上推進(jìn)了綠色環(huán)保行業(yè)發(fā)展進(jìn)程，整合生產(chǎn)發(fā)展模式，維持綜合應(yīng)用性能，創(chuàng)設(shè)了更加合理且規(guī)范的汽車發(fā)展體系，促進(jìn)綜合管理模式的全面進(jìn)步。

綜上所述，汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)具有重要的市場價(jià)值，是實(shí)現(xiàn)多元效益和諧統(tǒng)一的核心技術(shù)體系。

2? 汽車電子機(jī)械制動概述

汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的應(yīng)用能有效提高自動化控制水平，配合主動巡航控制模塊等，減少制動器響應(yīng)時(shí)間，有效提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了發(fā)揮電子機(jī)械制動的應(yīng)用優(yōu)勢，要明確其基本結(jié)構(gòu)和工作原理，維持整體系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)性。

2.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

在汽車電子機(jī)械制動工作過程中，制動踏板和制動器是最關(guān)鍵的兩個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元，維持兩者的非機(jī)械連接性，才能滿足制動的實(shí)際應(yīng)用要求。與此同時(shí)，汽車電子機(jī)械制動結(jié)構(gòu)會借助電子控制的方式完成程序數(shù)據(jù)控制處理，用戶在實(shí)際操作過程中，需要向電子機(jī)械制動系統(tǒng)單元輸送對應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，配合傳感器完成指令的匯總，從而維持汽車完成安全運(yùn)行。相較于傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)中利用制動器進(jìn)行真空助力處理，新型的EMB制動系統(tǒng)能配合踏板感覺模擬器和EMB系統(tǒng)完成制動控制[2]。另外，汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)中，還需要配合電子元件實(shí)現(xiàn)信號和指令的處理，相較于傳統(tǒng)的液壓元件，其大大提升了安全的效率和應(yīng)用的效果，并且減少元件空間占比，在滿足多元組裝和整合的基礎(chǔ)上，形成更加和諧且應(yīng)用效率高的運(yùn)行整體，為系統(tǒng)綜合功能和特性優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第一，制動踏板模擬設(shè)備。是電子機(jī)械制動系統(tǒng)的核心元件，最基本的作用就是能配合駕駛操作，駕駛員在向踏板施加作用力后，汽車就會利用移動的方式將傳感器獲得的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，從而完成信號傳輸?shù)紼CU系統(tǒng)的目的，在系統(tǒng)接收到相關(guān)指令后，就能結(jié)合指令的具體內(nèi)容完成響應(yīng)。

第二，電子控制器設(shè)備。其中包括冗余ECU、CPU、輸出電路、輸入電路等，在實(shí)際應(yīng)用過程中，要利用信號轉(zhuǎn)化的方式，將傳感器電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從而形成對應(yīng)的響應(yīng)處理工序，提高應(yīng)用效果。與此同時(shí)，數(shù)字信號會匯總在CPU中，完成匹配的判定和響應(yīng)處理，確保電信號分析和計(jì)算工序的合理性。值得一提的是，要結(jié)合工況完成計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的處理和分析，有效了解計(jì)算數(shù)值后評估統(tǒng)計(jì)制動力參數(shù)。與此同時(shí)，電子控制器設(shè)備還能借助輸出電路將電子制動器形成的信號直接傳送到控制臺。

第三，傳感器，分為踏板傳感器、制動傳感器以及輪速傳感器，要結(jié)合不同的形態(tài)應(yīng)用對應(yīng)傳感器進(jìn)行信號的傳輸和匯總，有效建立多元的信號傳播模式，最大程度上提高指令接收和應(yīng)用控制的綜合水平[3]。

第四，電能制動設(shè)備，主要分為盤式電能制動單元和鼓式電能處理單元，在實(shí)際應(yīng)用中，主要是借助運(yùn)動轉(zhuǎn)化的處理方式，將電機(jī)運(yùn)行中形成的力矩參數(shù)直接轉(zhuǎn)化到制動盤位置，提升汽車制動的實(shí)施性水平。需要注意的是，汽車輪轂結(jié)構(gòu)的空間有限，應(yīng)用電能制動傳感器能在維持綜合性能的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)化的尺寸設(shè)計(jì)節(jié)省空間，滿足應(yīng)用處理的基本需求，打造更加合理有效的制動處理結(jié)構(gòu)。

2.2 工作原理

駕駛員利用踩踏制動踏板的方式，就能將對應(yīng)的制動信號直接結(jié)束輸入通道傳輸?shù)诫娮訖C(jī)械制動系統(tǒng)中，在ECU獲取對應(yīng)信號后，結(jié)合駕駛員的用力參數(shù)和情況，提供對應(yīng)的制動響應(yīng)，并且配合CAN總線分布處理模式，有效維持不同電子機(jī)械制動器信號的處理模式，滿足控制制動力的目標(biāo)[4]。值得一提的是，借助電子機(jī)械制動系統(tǒng)不僅僅能對傳感器信號予以采集處理，還能配合實(shí)際應(yīng)用環(huán)境完成數(shù)據(jù)的修改和整理，進(jìn)一步完善制動流程，提升制動力控制的科學(xué)性和規(guī)范性，最大程度上減少不良問題造成的隱患。例如，在汽車電子機(jī)械制動過程中，若是主控制系統(tǒng)異常運(yùn)行，冗余ECU就會發(fā)揮其備用資源處理的優(yōu)勢，更好地維持啟動、制動以及行駛的安全性。

與此同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將電子機(jī)械制動系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)連接，就能更好地發(fā)揮附加功能模塊的作用，配合駐車制動等基礎(chǔ)單元提高綜合安全監(jiān)管的效果，利用自動化控制功能模塊提高汽車運(yùn)行的整體質(zhì)量，減少能耗和不安全因素。

3? 汽車電子機(jī)械制動關(guān)鍵技術(shù)

在汽車電子機(jī)械制動技術(shù)應(yīng)用工序中，不同的技術(shù)模塊發(fā)揮其不同的作用和功能，汽車電子機(jī)械制動關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，不僅能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少制動距離，還能優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)控水平，打造更加和諧安全的駕駛環(huán)境，共同維持汽車電子機(jī)械制動應(yīng)用的平衡。

3.1 容錯(cuò)需求處理技術(shù)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電線電子元件能更好地取代液壓元件，并且完成后備執(zhí)行技術(shù)，能在優(yōu)化容錯(cuò)效果的同時(shí)，整合資源模式，搭建更加匹配的技術(shù)控制結(jié)構(gòu)[5]。與此同時(shí)，借助電子機(jī)械制動關(guān)鍵技術(shù)還能建立容錯(cuò)系統(tǒng)，提高整體結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

一方面，電子控制元件利用容錯(cuò)需求處理技術(shù)能快速進(jìn)行后備裝置的啟動，維持其運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)避免電子控制元件運(yùn)行異常產(chǎn)生的問題。

另一方面，容錯(cuò)需求處理技術(shù)還能制定更加科學(xué)合理的容錯(cuò)范圍，技術(shù)操作人員在引用電子機(jī)械制動系統(tǒng)的過程中，配合容錯(cuò)處理技術(shù)模塊，將重要的信息予以備份處理，借助傳感器信息控制確保信息和數(shù)據(jù)應(yīng)用的規(guī)范性，也能最大程度上提高指令的合理性。

因?yàn)殡娮訖C(jī)械制動系統(tǒng)支持容錯(cuò)處理功能，所以，在應(yīng)用技術(shù)模式的過程中，要配合通信協(xié)議進(jìn)一步促進(jìn)技術(shù)的升級和開發(fā)應(yīng)用[6]。

3.2 干擾信號處理技術(shù)

在汽車行駛過程中，干擾信號源較多，為了避免干擾信號對汽車運(yùn)行安全產(chǎn)生影響，要結(jié)合汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的應(yīng)用規(guī)范，對不同干擾特性予以分析，利用對稱型控制系統(tǒng)和非對稱型控制系統(tǒng)建立匹配的應(yīng)用模式。

其一，對稱型控制系統(tǒng)，能應(yīng)用在具有相同性質(zhì)CPU制動信號和計(jì)算程序制動信號的采集處理工作中，保證信號應(yīng)用控制的最優(yōu)化，并且減少信號冗余和信號干擾產(chǎn)生的不良作用。

其二，非對稱控制系統(tǒng)，主要是結(jié)合部件化設(shè)計(jì)分析，對不同性質(zhì)的CPU進(jìn)行制動信號的采集和分類，完成匹配處理模式。

其三，在電子機(jī)械制動技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員要想提升軟件和硬件的應(yīng)用水平，就要結(jié)合汽車配置標(biāo)準(zhǔn)和具體要求，落實(shí)更加合理的制動處理模式。在抗干擾技術(shù)體系應(yīng)用的同時(shí)，將導(dǎo)航技術(shù)、轉(zhuǎn)向技術(shù)和制動處理技術(shù)融合在一起，配合算法建立部件管理模式，滿足數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)控制應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，為制動系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性提供保障[7]。

3.3 執(zhí)行器能量控制技術(shù)

對于汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)而言，要想發(fā)揮其實(shí)際作用和應(yīng)用優(yōu)勢，更好地提升汽車運(yùn)行的穩(wěn)定性，就要匹配充足的電能結(jié)構(gòu)，維持電能供給的合理性和及時(shí)性。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)可知，傳統(tǒng)12V汽車電器系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足實(shí)際應(yīng)用要求，傳統(tǒng)控制體系逐漸向著42V高性能電壓系統(tǒng)方向發(fā)展是必然趨勢。

一方面，執(zhí)行器能量控制技術(shù)能有效減少高電壓造成的安全性能不良問題，打造更加合理且科學(xué)的應(yīng)用平臺，合理調(diào)控能量模塊，確保資源利用率符合實(shí)際運(yùn)行要求。

另一方面，技術(shù)人員在進(jìn)行電子機(jī)械制動關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用升級的同時(shí)，還能對執(zhí)行器能量控制模式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化，匹配完整的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，才能在約束機(jī)制統(tǒng)籌管理的同時(shí)，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢[8]。

除此之外，制動執(zhí)行器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)也是控制技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，技術(shù)人員要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)化要求選擇性價(jià)比、尺寸等均滿足實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)要求的半導(dǎo)體，結(jié)合制動執(zhí)行設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境，要求其具有耐高溫特性，從而優(yōu)化能量控制技術(shù)應(yīng)用的效果。

4? 結(jié)束語

總而言之，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展的基礎(chǔ)上，汽車行業(yè)要在集成技術(shù)、模塊化技術(shù)全面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提高電子機(jī)械制動系統(tǒng)應(yīng)用的綜合水平，全面強(qiáng)化研發(fā)力度和應(yīng)用水準(zhǔn)，為汽車行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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