汽车电子制动系统研究与发展

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【文章摘要】随着科学技术的快速发展，汽车电子制动系统在开发中也取得较多突破性的成就。然而实际设计电子制动系统中，仍存在较多关键性影响因素，使制动系统性能的提高受到制约，要求立足于现行制动系统结构与特征，做好模块化设计工作。本文主要对汽车电子制动系统发展情况、电子制动系统结构与特征以及电子制动系统关键问题与模块化设计思路进行探析。

【关键词】汽车电子制动系统；结构；关键问题；模块化设计

0前言

现行汽车电子技术发展背景下，汽车制动系统设计中更侧重于使环保问题、能源问题得到解决。从国外电子制动研究现状看，如ABS系统的出现、压力分配技术的使用，很大程度使制动系统性能得到提高。相比之下，国内在研究与开发中多集中在动力源电动化改造方面，滞后性较为明显。因此，本文对电子制动系统进行研究，具有十分重要的意义。

1汽车电子制动系统发展情况

自上世纪80年代以来，汽车领域中广泛应用的制动系统主要以ABS为主，其又称之为防抱制动系统。该系统本身将液压控制、精密加工以及微电子等先进技术融于一体，且在安装中也可使汽车操纵性、安全性等得到提高。在科学技不断发展下，原有的制动系统适用性逐渐下降，要求将控制技术引入其中，确保控制功能得到增加且高精度、伺服等控制得到加强。从现行制动系统发展形式看，因大规模集成电路不断发展，使制动系统操作机理发生明显变化，如EHB系统的安装。近年来，汽车电子系统设计中强调对原有有形连接利用电子信号取代，这样汽车设计时无需引入制动总泵、软管以及其他连接件，整体重量得到减轻，且制造成本与汽车油耗问题都可得到控制。综合来看，汽车中的操作部件以及电线布置都将更具灵活性，使设计自由空间得到扩大。

2电子制动系统结构与特征研究

关于电子制动，可将其理解为系统运行中，无需利用机械构件将制动器、制动踏板进行连接，而直接将制动管路与电线引入其中。同时，制动力大小与分配完全由电控元件进行控制，这样传统ASR与ABS系统功能都可得到发挥。从现代电子制动系统构成上看，其主要包括：①制动控制单元。该单元可叫做ECU，能够根据来自制动踏板的信号，对制动器制动进行控制，并在车轮传感器向其发送信号后，ECU会自动判断是否有打滑、抱死等问题存在，在此基础上达到驱动防滑、防抱死的目标。且ECU运行中能够集成所有制动、控制系统，如悬架系统、变速系统、导航与定位系统等；②制动器。该构件接近于液压制动器，在结构上表现为鼓式制动器、盘式制动器两种；③线速。其作用在于将电控制、能源信号向系统传送；④车轮速度传感器。对于车轮速度，传感器能够及时、可靠的对其获取；⑤电源。其主要将能源向电制动系统输送。从这些制动系统结构看，其在优势上较为明显，具体体现在：①制动距离得以缩短，系统稳定性较强；②利用数据线对制动踏板、执行器进行连接；③运行中无需引入制动液，环保效果较为明显；③制动踏板灵活性较强，可根据需要进行调整，安全性与舒适度较高；④稳定、制动功能较为明显，常见的ACC、TCS与ABS都可发挥相应的功能；⑤直接联网交通管理系统，并将较多附加功能集成其中，常见的驻车制动便为附加功能。

3电子制动系统关键问题与模块化设计

以BBW系统为例，由于其在设计中未将液压设备、机械后备等未设置其中，要求系统应保证能够容错且具有较高的可靠性。对此在设计中便需考虑到其中较多关键性问题，具体为：第一，驱动能源问题。通常盘式、鼓式两种制动在功率要求上分别为1kW、100W，这种情况下电气系统将无法保证电气制动运行，要求进行42V电压系统的构建，使高电压情况下系统安全问题得到解决。第二，容错问题。为使容错系统安全性得到提高，较多制动系统设计中多采取设置后备系统方式，若系统中控制单元发生异常，需进行后背装置的启用。即使将CAN等通信系统引入车辆中，容错要求也将难以得到满足。对此问题，可考虑将TDMA引入，其能够使预测信息过于滞后的问题得以解决。第三，执行器问题。在执行器选择中，主要需保证其能够在高温环境下可靠运行。除此之外，制动系统设计中的关键问题也表现在抗干扰处理方面，需注意综合考虑导航、悬架以及转向等问题，进行数据总线系统的构建，在此基础上解决干扰信号问题。另外，在模块化设计过程中，主要需从车轮制动模块、中央电子控制单元以及踏板模块等方面着手。以其中中央控制单元为例，应保证控制单元能够高度集成所有制动系统与控制系统，能够解决车轮打滑或抱死等问题。再如车轮方面，其需保证在合理选择驱动电机的基础上，使减速机构、滚珠丝杠副以及传感器等性能充分发挥，以此满足制动系统运行要求。

4结论

电子制动系统的设计与研究是未来汽车行业发展需考虑的重要问题。实际进行制动系统设计中，应正视当前制动系统发展现状，根据其结构与特征，做好关键性设计工作，并保证各模块合理设计，这样才促进制动系统性能的进一步提高。

【参考文献】

[1]文天光.实时汽车电子辅助制动控制系统的关键技术研究与实现[D].哈尔滨工程大学,2013.

[2]傅云峰.汽车电子机械制动系统设计及其关键技术研究[D].浙江大学,2013.

[3]吴昊,黄安华.汽车电子驻车制动系统[J].现代零部件,2014,10:32-33+35.

作者：程阳 单位：襄阳汽车职业技术学院