鄭世祺

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430070）

1 前言

目前來看，在研究汽車地盤控制領(lǐng)域的工作當(dāng)中，輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)已經(jīng)成為了研究的熱點，其注重的主動安全控制更受到了社會各界的高度關(guān)注。而且隨著時間的推移，人民群眾已經(jīng)對汽車的使用安全性方面提出了嶄新且更高的要求，在這種環(huán)境下就更加需要重視對輕型電子機(jī)械制定系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，促使汽車使用過程中的橫擺和側(cè)偏現(xiàn)象得到有效的控制。

2 輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)概述

2.1 輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1 為電子機(jī)械制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖1 電子機(jī)械制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖[1]

從圖1中不難看出，整車的電子機(jī)械制動系統(tǒng)的組成還是比較復(fù)雜的，其中包括傳感系統(tǒng)、電子制動踏板以及通信網(wǎng)絡(luò)等。此系統(tǒng)在實際的運(yùn)行過程中，其中的主動安全狀態(tài)控制器部分會對不同的組成部分輸入的信號進(jìn)行分析，并且運(yùn)用設(shè)置好的算法進(jìn)行計算，最終得到制動盤夾緊力，后續(xù)分別將控制信號發(fā)送給四個車輪的EBM執(zhí)行控制系統(tǒng)，最終由控制器控制電機(jī)的運(yùn)動，實現(xiàn)制動，其中的CAN或者是其他的通信網(wǎng)絡(luò)的主要作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，整個輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)運(yùn)行所需要的能源來源于汽車自身的電源[1]。

2.2 輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)中執(zhí)行器的類型

目前很多輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)中應(yīng)用的都是EMB執(zhí)行器，而EMB執(zhí)行器結(jié)構(gòu)總體上可以分為兩種，第一種主要是通過一系列裝置，將電機(jī)的輸出力矩直接轉(zhuǎn)化為制動盤之上的壓力，最終實現(xiàn)制動，這一類型主要以行星齒輪-滾珠絲杠式執(zhí)行器為代表；另一種則是電動機(jī)驅(qū)動的，這是一套自增力機(jī)構(gòu)，西門子公司研制的電子楔式制動器為主要代表[2]。

2.3 輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)的優(yōu)點

首先，輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)主要是通過電子制動踏板產(chǎn)生相應(yīng)的制動信號，并且以電機(jī)驅(qū)動運(yùn)動為基礎(chǔ)產(chǎn)生相應(yīng)的制動壓力，整個過程快捷，且存在的阻礙情況比較少，而傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)主要利用的是汽車駕駛?cè)藛T腳踩壓板產(chǎn)生相關(guān)的制動壓力。

其次，將輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓式指定系統(tǒng)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度比較低，布置相對也比較簡單，這使得整車的質(zhì)量減少了很多，并且實際應(yīng)用輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)過程中其實是不使用制動液的，這使得制動系統(tǒng)的安全性得到了提升，以往使用汽車過程中經(jīng)常出現(xiàn)的制動液泄漏現(xiàn)象也不斷減少，從宏觀角度看，這對于國內(nèi)整體的環(huán)保工作也具有重要作用[3]。EMB與傳統(tǒng)液壓制定系統(tǒng)對比如圖2所示。

圖2 EMB與傳統(tǒng)液壓制定系統(tǒng)對比示意圖

最后，輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)的應(yīng)用，還能夠促使汽車整體性能得到提升，其中各種傳感器可以實時監(jiān)測汽車的行駛狀態(tài)，而傳統(tǒng)的液壓式制動系統(tǒng)是難以實現(xiàn)實時監(jiān)控的，并且在汽車運(yùn)行過程中，使用的制動液也存在著泄漏隱患，集成難度也是比較大的[4]。

3 輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制研究

3.1 輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制的實現(xiàn)

在實際駕駛汽車過程中，輪速傳感器、橫擺角速度傳感器和側(cè)向加速度傳感器會對汽車的實際輪速[5]、橫擺角速度和側(cè)向加速度三項指標(biāo)進(jìn)行實時的監(jiān)測，其中的ESP電子控制單元會對檢測到的傳感器信號進(jìn)行處理，后續(xù)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作進(jìn)行控制，因此，也可以將其視為控制邏輯的載體。后續(xù)就能使HCU執(zhí)行ESP的輸出信號，這樣就能對輪缸制動壓力進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，這也是輕型電子機(jī)械制動系統(tǒng)的主要特點之一，需要提及到的是，其中的發(fā)動機(jī)管理單元的主要作用是對發(fā)動機(jī)輸出力矩進(jìn)行管理和控制，這是良好的控制效能實現(xiàn)的重要前提之一。

3.2 輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制系統(tǒng)

其中橫擺與側(cè)偏控制模塊會根據(jù)車輛的實際行駛狀態(tài)對駕駛員的汽車使用意圖進(jìn)行大致的判斷，一旦預(yù)測到不穩(wěn)定的趨勢，其中的控制邏輯計算器就會發(fā)揮重要的作用，對補(bǔ)償橫擺力矩的大小進(jìn)行計算，最后由執(zhí)行器EMB控制器對制動夾緊力進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，促使力矩得到科學(xué)合理的補(bǔ)償，最終車輛的外在表現(xiàn)就是穩(wěn)定性提高，安全性也有一定的提升，這也是非常重要的一種提升，對于未來汽車行業(yè)發(fā)展是比較重要的[6]。當(dāng)然，輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制系統(tǒng)具有重要的作用，但是從某種程度上來說還是有比較大的提升空間，因此，后續(xù)的發(fā)展過程中還需要相關(guān)的工作人員進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，促使汽車具有一個良好的輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制系統(tǒng)[7]。

3.3 開展輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制研究的意義

近年以來，國內(nèi)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在不斷提升的同時，人民群眾的生活水平和實際的需求也在不斷提升，作為現(xiàn)代人民群眾重要的生活和工作交通工具，人民群眾對于汽車的要求每年都在提升，首當(dāng)其沖的就是安全性和穩(wěn)定性。而本文研究的輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制系統(tǒng)，其主要作用就是對汽車進(jìn)行控制，良好的系統(tǒng)對于汽車出現(xiàn)的橫擺情況和側(cè)偏情況的控制是具有重要的意義的[8]。而且，筆者在實際的研究和調(diào)查過程中還發(fā)現(xiàn)，目前輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置之一，在這種情況下，就更加需要對其進(jìn)行不斷優(yōu)化和完善，這對于提升汽車使用過程中的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義，能夠使汽車行業(yè)和制動系統(tǒng)可持續(xù)性發(fā)展。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的液壓式制動系統(tǒng)已經(jīng)逐漸不能滿足人民群眾的汽車使用需求，對于汽車出現(xiàn)的橫擺和側(cè)偏情況所能夠起到的控制作用也不是十分明顯，在這種情況下就需要推進(jìn)輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，必要情況下可以搭建相關(guān)的仿真實驗平臺，促使輕型電子機(jī)械制動汽車橫擺與側(cè)偏控制系統(tǒng)的作用和價值得以發(fā)揮。