摘要：进入21世纪后，中国的自行车王国迎来了汽车的时代，在连续几年近乎井喷的发展中，就连和汽车相关联的行业都迅速的发展起来，汽车的发明不仅促进了社会的发展也为人们带来了生活上的便利。其中汽车电子机械制动是汽车行业进步的关键，所以要应更加完善汽车电子机械制动系统的设计，保障汽车安全的行驶，减少交通事故的发生。
关键词：汽车电子；机械制动系统；设计
一、汽车电子机械制动控制系统的主要发展优势
在汽车制动系统中，电子机械制动系统和传统的液压制动系统相比较有明显的优势。首先，电子机械制动系统在汽车机械制动连接上非常的简便，程序更加的简化，便于操作，不同于传统的液压控制制动系统的操作繁琐；其次，电子机械制动控制系统在运行过程中不需要制动液来进行制动操作，这样就在很大程度上对制动系统油管进行了简化，同时也很大程度上节约了制动系统中的制动油箱。电子机械制动控制系统的体积小；结构简单并且便于维护，能够便于汽车内部的设计。电子机械制动控制系统在机械制造的过程中不存在油管泄露的状况，有利于环境保护。电子机械制动控制系统在汽车执行制动操作的过程中能够实现外部载荷的平稳传输，同时在制动的过程中噪音更小，制动效果较好。电子机械制动控制系统采用的是电线的方式来对外部能量进行传输，这样就让能量的传输更加便捷和快速，电线传输能力能够提升汽车的制动反应时间，同时还具有良好的持久性能。
二、汽车电子机械制动系统（EMB）组成及原理
现代汽车电子控制系统主要由传感器、电子控制器（ECU）和执行器这三大部分组成。传感器是将物理信号（声、光、热等）转变为电信号，并将信号输送给电子控制器。电子控制器对各个传感器输入的电信号进行处理、分析和判断，并向执行器输出控制信号。执行机构则严格按照电子控制器（ECU）输出的控制信号进行工作。在电子机械制动系统中，执行机构主要有电动机类和电磁阀类两大类。EMB系统作为一种全新的电子控制系统，取消了全部的液压或气压部件和制动管路，其主要包含以下几部分。
①制动踏板模拟器。制动踏板模拟器的主要功能是将驾驶员作用在踏板上的力通过位移传感器转化为对应电信号传送给ECU，使ECU收到驾驶员的制动指令。
②电子控制器（包括冗余ECU）。电子控制单元主要包括输入电路、CPU和输出电路。其中，输入电路对传感器输送的电信号进行A/D转换等预处理，转换成CPU可以识别的数字信号，CPU对处理后的电信号进行分析和运算，从而判断哪些车轮应该制动，并根据工况计算所需制动力的大小，最后通过输出电路将控制信号传递给电能制动器。
③传感器。传感器主要包括踏板位移传感器、轮速传感器和制动压力传感器等，其中踏板位移传感器的主要形式有光电传感器、电磁式传感器和磁敏式传感器。
④电能制动器（制动执行机构）。电能制动器，也称制动执行机构，按结构可分为盘式电能制动器和鼓式电能制动器。其将电机产生的力矩经过一系列的降速增扭和运动转换，最终控制制动块压向制动盘，从而使汽车制动。由于汽车轮毂内空间较为狭小，因此，制动执行机构在保证功能的前提下须满足一定的尺寸要求。目前，西门子公司、大陆坦孚公司和博世公司在该领域的技术较为先进。
电子机械制动系统的原理如图1所示。驾驶员通过踩制动踏板来向ECU发出制动信号，ECU根据驾驶员踩制动踏板的力度来判断所需的制动力，并通过CAN总线将制动信号传递给各电能制动器，控制制动力的大小。ECU还能采集轮速传感器信号来对制动过程和制动力进行修正。若主控制系统出现失效，则冗余ECU可作为备用ECU来保证汽车制动系统的正常运行。
图1 电子机械制动系统的原理图
三、基于防抱死制动系统的电子机械制
1、动控制系统设计
对于防抱死制动系统的电子制动设计，就是将防抱死的制动设备加入电子机械的控制技术，电子机械制动控制系统的设计比传统的制动控制提高了车辆的安全性与稳定性功能。针对防抱死制动系统设计的电子机械制动控制系统，可以增加制动的反应速度，提高制动效果。汽车在行驶中，制动的距离是由制动反应速度和轮胎的附着力来决定的，但是电力机械制动系统是由电子信号来传播的，这样就是减少人工踩压踏板的等待时间，在车辆发生紧急状况时实现汽车在最短时间内停进行减速，在最少的距离内停止运转，这样的设计原理可以减少汽车的耗油量，提升车辆的安全性能。
2、制动控制系统
制动控制系统的设计可以减少制动距离，快速准确的进行制动速度调节，它的主要构成是压力环、转速环、电流环，可以快速的根据指令进行控制。首先，电流环的设计使将它作为转速调节的重要部分，可以更加精准化的进行转速控制；其次在选择转速环作为进行压力调节重要组成部分的前提下，实现对压力控制环的合理设计计划；最后，在整个制动控制系统的设计中每个环节都要按照设计要求进行，在压力控制环的设计中，要将制动压力超调在5%以上，制动距离消除时间要在0.1s之内，在电流控制换的设计上，要将其超调控制在2%以上，如图2所示。
图2
结束语
随着我国汽车产销量的稳步提升，人们在拥有车的同时越来越重视汽车安全，对汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性等整车性能提出了更高的要求，EMB系统会因此而迅速发展。目前，EHB系统已经被应用在乘用车上，开始逐步替代传统液压系统，但EHB系统仅仅是一个过渡，在不久的将来，EMB制动技术会同其他线控技术共同应用到汽车上，从而实现汽车的智能化和网络化，也为将来的无人驾驶奠定基础。
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论文作者:楼祎煲,王国琴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：汽车论文; 制动系统论文; 电子机械论文; 控制系统论文; 传感器论文; 踏板论文; 电信号论文; 《基层建设》2019年第17期论文;