汽车电子机械制动系统设计与仿真研究

王大庆

摘要：随着社会经济的不断发展，我国各行各业也在不断发展之中，尤其是汽车行业发展迅速。汽车是人们生活中使用最为广泛的交通工具之一，随着人们生活质量的不断提高，人们对汽车的性能要求也在不断提高，加大对汽车进行电子机械制动系统设计和仿真研究成为现阶段检验汽车安全性和稳定性的有效保证。

关键词：汽车；电子机械制动系统；设计；仿真研究

随着汽车在人们生活中应用的越来越广泛，人们对汽车的使用性能和安全性能的要求也越来越高。本文首先对汽车电子机械制动系统的应用现状进行分析，然后再针对汽车电子机械制动系统设计和仿真系统设计相关内容进行分析，希望通过本文的分析能够有效促进汽车行业的发展。

1.现阶段汽车电子机械制动系统的应用现状分析

汽车生产过程中，对制动系统进行设计和优化是十分重要的，现阶段人们对汽车电控机械的制动系统研究的比较多，车辆中使用汽车电控机械制动系统主要是运用电动机来代替车辆中压缩空气或者是液压进行驱动的机械部分，从而可以有效的提高车辆中机械的制动效果。对车辆的机械制动系统进行研究和分析，可以在不影响车辆装配以及车辆运行状态的情况下，对车辆的机械结构进行最大限度的简化，提高其机械的运行效率。

现在随着人们对汽车的使用越来越广泛，对汽车的性能要求也有所提高，尤其是车辆的机械制动性能，为了达到这一目的，技术人员可以加大对传统车辆压缩空气以及液压制动系统的研究，加大对电子机械制动系统的应用，电子机械制动系统与传统的机械系统相比，具有结构简单，多种功能集中的特点，从而可以提高车辆机械制动系统的运行效率，促进我国汽车行业的不断发展。

2.如何设计汽车电子机械制动系统

2.1汽车电子机械制动系统的运行原理

汽车在行驶的过程中，如果遇到突发情况，驾驶员需要立刻进行紧急刹车，驾驶员就可以通过用脚触碰车辆的脚踏板来将其踏板力量信号传递到制动踏板上，力量信号在传递的过程中会通过电子机械制动系统，然后再通过三环调速系统，在通过三环调速系统的过程中，力量信号会被合理调控，这样就可以保证车辆的无刷直流力矩电机能够没有阻碍的直接接受输出电枢电压，这样就能够保证信号可以直接发送到传动机上，然后在经过减速增距的作用，直接将其转变为汽车的制动力，这个过程前后大概只需要0.1秒的时间，大大的提高了车辆的制动效率。

2.2执行系统分析

执行系统是电子机械制动系统中的重要组成部分，在这个系统中主要包含有三个模块，分别是制动模块、无刷直流的点击模块以及最后的传动模块，电机驱动模块主要包含在无刷在直流电机模块中。电子机械制动系统的工作原理比较复杂，如果想要具体了解，则应该在电子机械制动系统的基础上建立仿真的数学模型，从而对其工作原理进行再现。具体的操作方法是：第一，在無刷中直流电动机中安装减速装置，尽量将其安装到驱动行星齿轮上，然后在采用合理的方式将驱动行星齿轮的运动方式从旋转运动转化为直线运动，只有这样才可以使制动器能够产生足够的制动力矩，从而产生制动压力，通过传感器将其信息反馈出来。

在对执行系统进行设计的过程中，需要按照一定的设计流程来进行，首先需要确定设计目标，一般情况都是将车辆的前轮的制动器作为执行系统的设计对象，在此基础上设计执行系统。为了保证汽车电子机械制动系统执行系统设计的科学性和合理性，则应该对其相关的各项参数进行研究，例如如果目标车辆的前轮的轮缸的制动压强最大数值是15MPa，并且气活塞的直径长度可以达到48mm，在此基础上为了更好的将车辆执行系统的制动盘与制动钳隔离开来，则应该对机械制动系统的间隙数值进行合理设置，可以将其设置为0.3mm，进而对其他参数进行合理设置，从而保证汽车电子机械制动系统的执行系统设计可以符合汽车的要求。

2.3控制系统分析

在设计控制系统时，需要对控制系统的作用进行了解，控制系统作用是在车辆发生紧急制动的情况下尽量及时的消除制动的间隙，达到及时调节制动力的目的。控制系统的设计方法是如果电子机械制动系统各个环节的控制目标已经确定，则应该对电流控制环进行从内到外的设计，尤其是需要注重对转速控制环节的设计，将其作为压力调节环中的重要组成部分。在设计控制系统的过程中也需要对各项参数进行合理设置，例如制定压力超调应该高于5%，保证消除制动间隙的时间不能小于0.1秒，转速环参数设置为8.6，控制环参数设置为1.9。

3汽车电子机械制动系统仿真分析

3.1电流仿真分析

如果车辆的电动机没有任何的载重，那么电动机的电流就可能维持在一个稳定的状态内，且电流值比较小，因此在调节电流环的时候可以合理的对电动机的转动进行阻挡，这样就可以保证车辆所处的状态是空载的状态。通过对汽车电子机械制动系统进行电流仿真实验分析，我们可以了解到当汽车的电动机在转动的时候，在电流超调数值较大的情况下也可以实现对电流的实时追踪。

3.2转速环实验分析

在对汽车电子机械制定系统进行转速环的仿真实验时，前提是需要保证电动机的载重为0，如果汽车电动机在开始运行时显示的电流的数值比较大，那么短时间内就可以保证电动机的转速能够达到提前规定的转速，如果电动机转动速度非常快，且在转的过程中电动机频繁的进行换相，那么就极易造成电路抖动的问题，导致调动及的转动幅度变小。

3.3压力环实验分析

在压力环仿真实验中我们可以发现如果将汽车电动机的制动间隙消除时间控制在0.1秒的时间内，那么就需要对制动压力超调值进行合理控制，尽量将其保持在5%以上，在这个实验中可以通过电子机械制动系统中的执行器输出制动压力的最大值，从而提高汽车的制动效率。

总 结：

综上所述，汽车是人们生活中最常用的交通工具，随着电子机械制动系统在汽车发动机中的应用，大大减少了汽车发动时的负荷量，提高了汽车制动速度和制动效率，从而大大的提高了汽车运行的安全性和稳定性。

参考文献：

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