汽车电子机械制动关键技术研究

周征

（南阳职业学院 河南省南阳市 474550）

最近几年，在我国科技水平的不断提高和汽车行业的不断发展下，电子机械制动技术应运而生，凭借着自身可控性强、响应速度高等特点，被广泛地应用于汽车生产中，并取得了良好的应用效果。同时，通过应用电子机械制动技术，可以提高汽车的节能性、环保性和安全性，为缓解我国能源紧张问题，保护生态环境发挥出重要作用。因此，在信息时代背景下，如何科学研发电子机械制动技术是汽车行业在发展的过程中必须思考和解决的问题。

1 汽车电子机械制动系统应用意义

目前，在信息时代背景下，我国汽车行业取得了蓬勃发展，汽车逐渐走人了千家万户的生活中，为人们的出行带来了很大的方便，但是，随着汽车数量的不断增多，引发了一系列的环境污染问题。如全球变暖现象越来越严重、能源稀缺问题日益加剧等，为了改善这一现状，我国逐渐加大了对汽车行业的节能化、环保化发展的重视。同时，国内知名专家表示，如果将电动汽车与插电型汽车进行有效结合，可以实现新型能源汽车的生产和应用，确保汽车行业向绿色化生产发展。而电子机械制动系统的出现和应用为提高汽车的安全性和环保性发挥出重要作用。此外，电子机械制动系统凭借着自身性能良好、响应高效、控制精确等优势，在缩小制动距离和降低交通事故发生可能性，提高汽车行驶的可靠性和安全性等方面体现出非常重要的应用价值。由此可见，加强对电子机械制动系统的应用不仅实现汽车行业的节能化、环保化发展，还在提高汽车生产厂家的社会效益和经济效益，实现汽车生产厂家生产力和市场核心竞争力的全面提升等方面发挥出重要作用。

2 汽车电子制动系统的结构及原理

2.1 汽车电子制动系统的结构

对于汽车电子机械制动系统而言，在具体的运用中，需要将制动踏板与制动器之间建立起有效的连接，这种连接方式主要以非机械连接为主。同时，制动器在具体的使用中，可以用电器件直接代替液压元件[1]，这样一来，可以避免因使用笨重的液压元件而增大了汽车整体重量。此外，电子机械制动系统所使用的电子控制方式主要以程序数据控制方式为主，用户仅仅向电子机械制动系统中输入相关信息数据，就可以利用传感器，发送相关指令，确保汽车能够可靠、稳定、安全地行驶。传统制动系统与EMB 系统的对比如图1所示。

从图1 中可以看出，电子机械制动系统传感器在设计和构造的过程中，用电线电子元件取代了传统传感器所使用的多个液压元件，如液压阀、密封件和液压管等。因此，通过使用电线电子元件可以提高元件安装的效率和效果[2]，同时，还能更好地降低安装空间面积。另外，电子机械制动系统具有较高的整合能力，能够将多个子系统经过组装和整合，使其变成一个统一的整体，从而确保电子机械制动系统拥有更强大的功能和特性，为进一步促进汽车行业健康、可持续发展提供重要的技术支持。电子机械制动系统主要由以下几个部分组成。

2.1.1 制动踏板模拟器

图1：传统制动系统与EMB 系统的对比

图2：电子机械制动系统的原理图

制动踏板模拟器作为电子机械制动系统的重要组成部分，其功能主要是指当驾驶员向踏板施加一个作用力后，汽车采用移动的方式，实现传感器信号向电信号的转化，进而将电信号发送给指定的ECU 系统，由ECU 系统接受到驾驶员的相关制动指令时做出相应的反应和处理。

2.1.2 电子控制器

电子控制器内部含有冗余ECU，电子控制器主要由以下几个部分组成，分别是 CPU、输出电路和输入电路。其中，输入电路在具体的运用中：

（1）采用信号转化的方式，对传感器产生的电信号进行转化和处理，将其转化为数字信号[3]；

（2）将数字信号传输给CPU，由CPU 对其进行识别和处理，并完成对电信号的分析和计算，以达到有效判断需要制动的车辆类型；

（3）还要严格按照工况相关计算标准和要求，精确计算和统计制动力的大小；

（4）借助输出电路的应用优势，向电子制动器传送控制信号。

2.1.3 传感器

传感器内部主要由以下几种类型组成，分别是塔板传感器、制动传感器和轮速传感器陈。其中，塔板传感器作为常用的一种传感器，其存在形式比较多样化和多元化，主要存在形式有两种，一种是光电式传感器，另一种是磁敏式传感器。

2.1.4 电能制动器

电能制动器内部结构主要由以下两个部分组成，一个是盘式电能制动器，另一个是鼓式电能器。电能制动器在具体的运用中，需要采用运动转化的方式，将电机形成的力矩转化为压向制动盘，以其起到制动汽车的作用。此外，汽车轮毅内部缺乏足够的空间[4]，因此，电能传感器需要在确保自身运行性能良好的基础上，加强对其尺寸大小的科学设计。

2.2 汽车电子制动系统原理

电子机械制动系统的原理图如图2所示。

从图2 中可以看出，驾驶员采用踩制踏板的方式，将制动信号发送给电子机械制动系统（英文简称为“ECU 系统”），此时，电子机械制动系统会针对驾驶员踩制踏板的用力大小，为驾驶员提供相应的制动力，并利用CAN 总线，向各个电子机械制动器发送制动信号，以达到控制制动力的目的。另外，通过利用电子机械制动系统还能实现对传感器信号的有效采集和处理，从而不断修改、优化和完善电子制动流程，以实现对制动力的科学控制和调整。如果主控制系统出现运行异常问题，那么冗余ECU 会作为一种备用资源用于汽车的正确、安全地启动和行驶。

3 汽车电子制动系统体现的特征

汽车电子制动系统主要以下几个特征：

（1）系统性能稳定，能够减小制动距离。这是由于电能制动器能够取消与踏板之间的机械连接，加强数据线的应用，这样一来，为缩短制动器响应时间，减小制动距离提供有力的保障[5]。

（2）省掉了制动液的使用，整个安装流程变得简单化、快捷化，具有良好的环保性能，不仅有利于最大限度地提高系统利用率，还能降低相关设备自身的重量和体积，使得相关设备变得小型化、轻巧化。

（3）去掉了真空增压设备的使用，增加电子机械制动系统内部空间，确保系统内部结构布置的灵活性和科学性，由于省掉了部分零件的使用，使得系统整个安装过程变得更加简单化和高效化。

（4）系统的制动踏板具有较高的调节能力，能够为驾驶员提供舒适的开车环境[6]，同时，还具有较高的稳定性和安全性，在ABS 模式下，制动踏板比较稳固，不会出现震动现象，从而有效地避免了噪音污染的出现。

（5）能够与交通管理系统建立良好网络连接，有利于充分利用和发挥相关附加功能的应用价值，如驻车制动功能等。

（6）系统自动化控制水平高。通过利用主动巡航控制系统，可以将数据总线与制动系统之间建立起有效的连接，使得两者之间能够有效融合，从而不断修改、优化和完善系统自动化控制功能。

4 汽车电子机械制动关键技术

4.1 执行器的能量标准

电子机械制动系统在具体的运用中，拥有充足的电能。目前，12V 汽车电器系统已经无法满足电气制动高功率的相关标准和要求，因此，加强对42V 电压系统的构建和应用是势在必行。总之，为了有效地解决高电压引发的汽车安全性能较低问题，技术人员重视对电子机械制动关键技术的应用，只有这样，才能实现对执行器能量标准的制定和优化。

4.2 关于容错的需求

在电子机械制动关键技术的应用背景下，电线电子元件完全取代了液压元件，并将后备执行技术应用于汽车的生产中，以解决汽车的容错问题。同时，通过应用电子机械制动关键技术还可以实现的容错系统可靠性和安全性的提高，但是，要想从根本上解决系统的容错问题，坏款重视对后备系统的构建和应用。此外，电子控制元件在具体的使用中，一旦遇到运行异常问题，可以在现行系统的监督和保护下，快速完成对后备装置的启动和运行，以达到及时解决电子控制元件运行异常问题。另外，为了科学制定和划分容错范围，技术人员需要在结合电子机械制动系统实际使用需求的基础上，采用重要信息备份的方式完成对主要传感器设备内部信息的备份处理，以达到保护重要信息数据的目的[8]。由于电子机械制动系统均具有支持容错处理的功能，因此，技术人员在使用该系统的基础上，可以快速完成对通信协议的开发和应用。

4.3 制动执行设备的标准

在对制动执行设备进行安装的过程中，技术人员要严格按照相关标准和要求优先选用性价比比较高的半导体，确保所安装的制动执行设备具有较高的耐高温特性，避免因制动执行设备无法承受较高的温度而导致安全事故的发生。

4.4 处理干扰的信号

通常情况下，汽车在正常启动和行驶期间，会产生各种干扰信息，为了避免这些干扰信息影响汽车安全、可靠地行驶，我国出现了两种具有抗干扰特性的控制系统，一种是对称型控制系统，另一种是非对称型控制系统。其中对称型控制系统主要用于对具有同样性质的CPU 制动信号和计算程序制动信号进行采集、整合和处理；而非对称型控制系统主要用于对具有带有差异的CPU 制动信号和计算程序制动信号进行采集、整合和处理。另外，在电子机械制动技术应用背景下，技术人员需要采用部件化设计方式，不断提高相关软件和硬件的运行性能，以达到汽车配置的标准和要求。只有将制动技术、导航技术和转向技术进行充分结合和应用，才能对相关算法进行部件化处理，从而实现对数据总线系统的构建和应用，为确保控制系统能够可靠、稳定、安全地运行提供重要的技术支持。

5 结束语

综上所述，随着我国科技技术的不断发展和社会经济水平的不断提高，汽车行业在发展的过程中表现出以下特征，分别是集成化特征、模块化特征和机电特征。而电子机械制动技术的出现和应用，为科学研发和应用大型集成电路提供了重要的技术支持，同时，还最大化地缩小了电子元件的生产成本，此外，在无人驾驶技术、人工智能技术的等相关技术的综合应用下，实现了对智能化电子控制系统的研发和应用，为促进提高汽车智能化控制水平，实现汽车行业的健康、可持续发展提供有力的保障。