汽車電子制動系統研究與發展

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【文章摘要】隨著科學技術的快速發展，汽車電子制動系統在開發中也取得較多突破性的成就。然而實際設計電子制動系統中，仍存在較多關鍵性影響因素，使制動系統性能的提高受到制約，要求立足于現行制動系統結構與特征，做好模塊化設計工作。本文主要對汽車電子制動系統發展情況、電子制動系統結構與特征以及電子制動系統關鍵問題與模塊化設計思路進行探析。

【關鍵詞】汽車電子制動系統；結構；關鍵問題；模塊化設計

0前言

現行汽車電子技術發展背景下，汽車制動系統設計中更側重于使環保問題、能源問題得到解決。從國外電子制動研究現狀看，如ABS系統的出現、壓力分配技術的使用，很大程度使制動系統性能得到提高。相比之下，國內在研究與開發中多集中在動力源電動化改造方面，滯后性較為明顯。因此，本文對電子制動系統進行研究，具有十分重要的意義。

1汽車電子制動系統發展情況

自上世紀80年代以來，汽車領域中廣泛應用的制動系統主要以ABS為主，其又稱之為防抱制動系統。該系統本身將液壓控制、精密加工以及微電子等先進技術融于一體，且在安裝中也可使汽車操縱性、安全性等得到提高。在科學技不斷發展下，原有的制動系統適用性逐漸下降，要求將控制技術引入其中，確保控制功能得到增加且高精度、伺服等控制得到加強。從現行制動系統發展形式看，因大規模集成電路不斷發展，使制動系統操作機理發生明顯變化，如EHB系統的安裝。近年來，汽車電子系統設計中強調對原有有形連接利用電子信號取代，這樣汽車設計時無需引入制動總泵、軟管以及其他連接件，整體重量得到減輕，且制造成本與汽車油耗問題都可得到控制。綜合來看，汽車中的操作部件以及電線布置都將更具靈活性，使設計自由空間得到擴大。

2電子制動系統結構與特征研究

關于電子制動，可將其理解為系統運行中，無需利用機械構件將制動器、制動踏板進行連接，而直接將制動管路與電線引入其中。同時，制動力大小與分配完全由電控元件進行控制，這樣傳統ASR與ABS系統功能都可得到發揮。從現代電子制動系統構成上看，其主要包括：①制動控制單元。該單元可叫做ECU，能夠根據來自制動踏板的信號，對制動器制動進行控制，并在車輪傳感器向其發送信號后，ECU會自動判斷是否有打滑、抱死等問題存在，在此基礎上達到驅動防滑、防抱死的目標。且ECU運行中能夠集成所有制動、控制系統，如懸架系統、變速系統、導航與定位系統等；②制動器。該構件接近于液壓制動器，在結構上表現為鼓式制動器、盤式制動器兩種；③線速。其作用在于將電控制、能源信號向系統傳送；④車輪速度傳感器。對于車輪速度，傳感器能夠及時、可靠的對其獲取；⑤電源。其主要將能源向電制動系統輸送。從這些制動系統結構看，其在優勢上較為明顯，具體體現在：①制動距離得以縮短，系統穩定性較強；②利用數據線對制動踏板、執行器進行連接；③運行中無需引入制動液，環保效果較為明顯；③制動踏板靈活性較強，可根據需要進行調整，安全性與舒適度較高；④穩定、制動功能較為明顯，常見的ACC、TCS與ABS都可發揮相應的功能；⑤直接聯網交通管理系統，并將較多附加功能集成其中，常見的駐車制動便為附加功能。

3電子制動系統關鍵問題與模塊化設計

以BBW系統為例，由于其在設計中未將液壓設備、機械后備等未設置其中，要求系統應保證能夠容錯且具有較高的可靠性。對此在設計中便需考慮到其中較多關鍵性問題，具體為：第一，驅動能源問題。通常盤式、鼓式兩種制動在功率要求上分別為1kW、100W，這種情況下電氣系統將無法保證電氣制動運行，要求進行42V電壓系統的構建，使高電壓情況下系統安全問題得到解決。第二，容錯問題。為使容錯系統安全性得到提高，較多制動系統設計中多采取設置后備系統方式，若系統中控制單元發生異常，需進行后背裝置的啟用。即使將CAN等通信系統引入車輛中，容錯要求也將難以得到滿足。對此問題，可考慮將TDMA引入，其能夠使預測信息過于滯后的問題得以解決。第三，執行器問題。在執行器選擇中，主要需保證其能夠在高溫環境下可靠運行。除此之外，制動系統設計中的關鍵問題也表現在抗干擾處理方面，需注意綜合考慮導航、懸架以及轉向等問題，進行數據總線系統的構建，在此基礎上解決干擾信號問題。另外，在模塊化設計過程中，主要需從車輪制動模塊、中央電子控制單元以及踏板模塊等方面著手。以其中中央控制單元為例，應保證控制單元能夠高度集成所有制動系統與控制系統，能夠解決車輪打滑或抱死等問題。再如車輪方面，其需保證在合理選擇驅動電機的基礎上，使減速機構、滾珠絲杠副以及傳感器等性能充分發揮，以此滿足制動系統運行要求。

4結論

電子制動系統的設計與研究是未來汽車行業發展需考慮的重要問題。實際進行制動系統設計中，應正視當前制動系統發展現狀，根據其結構與特征，做好關鍵性設計工作，并保證各模塊合理設計，這樣才促進制動系統性能的進一步提高。

【參考文獻】

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作者：程陽 單位：襄陽汽車職業技術學院