汽车电子机械式制动系统的安全设计分析

汽车电子机械式制动系统的安全设计分析

赵家武,张兵

合众新能源汽车股份有限公司 浙江嘉兴桐乡 314599

摘要：车辆刹车系统的性能与司机的行车安全有着紧密的关系，而传统的电动液压刹车系统会导致刹车距离变长，反应时间变得缓慢，硬件的重量变得很大，不符合有关行车安全性的规定。而电动式和机械式刹车结合则能较好地解决这一问题，因而有着很好的使用前景。基于这种情况，本文将对汽车电子机械制动系统的应用现状和其结构特征进行了剖析，并给出了一些关于安全设计的有关意见，目的是提高有关电气机械式制动系统的安全性。

关键词：汽车；电子机械式制动系统；安全设计

引言

最近几年，国内在车辆的刹车系统中，虽然也出现了一些新的发展，如电动-机械刹车，可以很好地弥补了电动-液压刹车的缺陷。但是电动-机械型刹车系统尚处在起步阶段，尚有许多缺点，有待进一步研究。相关人员应该将电子机械式制动系统的操作特性和目前的情况相联系，并对其进行适当的安全设计，从而可以全方位地提高整个的系统操作安全性。

1、汽车电子机械式制动系统的安全现状

从实质上来说，刹车系统对车辆在运行中的安全性有很大的作用，它的主要作用是：车辆在运行中可以迅速地达到减速或者停止的目的，并在道路上平稳地驻车。在电子机械型的刹车系统中，它的主体结构是由电子部件和电线构成的，这就造成了它在运行过程中常常会发生一些问题，如：电子踏板的传感器设备失灵，电源稳定性问题，车载网络系统的失效，制动力的控制系统的稳定性不足，都会对车辆运行的安全性产生直接的影响，若得不到合理的改进，将会使车辆的运行安全性下降。所以，在具体的工作中，应该对电气机械刹车系统的操作特性进行充分的分析，并对其进行相应的安全设计，以达到防止发生安全问题的目的，保护人民的人身和财产安全。

2、汽车电子机械式制动控制系统的安全设计建议

过去，在车辆的制动力输出上，采用的是液压油路与机械结构之间的交互作用来传递，在这个过程中，需要使用到一个液压刹车管道的体系，而在使用过程中，可以将其内部的液压制动管线的连接去掉，将制动踏板部分与驱动器部分进行对接，可以提高整个制动工作效率。在这种条件下，必须根据具体条件，进行相应的安全设计，才能更好地提高安全生产水平，借此提升现有之营运状况，提升车辆之行车安全性，并能起到很好的辅助效果。

2.1设计制动意图的识别功能

制动意图主要指的是机动车司机在刹车时的意向，并将它输入到系统中，可以直接产生刹车信号。对制动意向进行迅速地识别，并将其转化为制动的操作信号是非常关键的，要与有关的制动系统的运行特征和原理相联系，才能正确地进行设计。从过去的工作经验来看，在制动意向识别中，传感器装置是最重要的一个环节，如果传感器装置不能准确地收集和处理有关的制动信息，将会对整个制动工作的实施产生不利的影响；因此，在设计工作上，提出了与感应器操作特性相联系，对其进行了相应的分析，并提出了相应的对策；在力量、位移与角度类型的传感器装置的设计系统中，可以对刹车意向进行全面的识别与分析，收集到了机动车司机的特定意向信息，之后再对有关的信息进行转换与计算。通过赋予特定的信号权值，并根据信号的运算结果，将信号以正确的方式输出，以辨识刹车意念。在这一步骤中，也可以使用有关的网络信息技术，借由网络信息技术的支援，来辨识刹车意向；通过对驾驶员行为特征的实时辨识，可以提高对行为特征的辨识精度，从而保障机动车行车安全。

图1网络信息技术的应用

2.2设计制动力分配的功能

车辆的制动力分布是指车辆根据车辆的刹车意愿，对车辆进行刹车指令的确定，并将刹车指令发送给车辆，由车辆的上位机进行联网处理；通过向轮胎传递相应的信息，实现刹车系统的正确分配。对于制动力的特定分配原则，必须要与汽车电子机械的刹车系统操作特征和现实状况相联系，才能准确地进行相应的制动力的分配工作。如果有关的制动系统出现了故障，需要根据具体的条件，进行相应的工作措施，对制动力进行重新的分配，从而保证了车辆的行驶。若在运行过程中，与车轮有关的制动力控制系统始终保持在稳定的状态，则需要对前后车轮的制动力进行有效的协同管理，从而保证稳定性。例如：车辆行驶在曲线路段时，制动的分布，必须根据具体状况，对内外轮的制动进行适当调节，这样就能避免方向盘不够用，让车辆在转弯的时候，更加的顺畅，同时也能避免一些潜在的问题。

2.3设计制动间隙的调整功能

近些年来，刹车装置在车辆的刹车系统中得到了越来越多的应用，而刹车操作过程中，其缝隙也会逐步增大，如果缝隙值太大，将会对总体的制动效果产生不利的影响，极易造成反应速度降低，制动的距离变长，还有可能造成车辆侧滑等问题。因此，在进行安全设计时，要着重考虑刹车的空隙，这样才能保证车辆的行驶安全。比如：在该系统中，为其提供了一种能够对其进行间隙进行补偿的机构，从而使其能够对设备进行间隙调节。利用电机转子角度传感器装置，收集和分析有关的间隙信息，根据实际情况进行自动调节。这种方法在使用过程中可以调节装置的间距，但由于装置的使用需要更多的场地，费用也会提高；因此，推荐运用当前的刹车信号辨识技术，精确地辨识出刹车的缝隙，进而给出了调节缝隙的具体工作意见和对策；从而在某种程度上能够有效地解决有关的摩擦问题，使整个刹车的工作性能得到了全面提高。通常来讲，刹车的动作要经历三个步骤：第一步是为了排除缝隙，第二步是为了跟踪刹车，第三步是为了制造缝隙。在这种情形下，利用间隙辨识的方法来判定临界点，应当与现实状况相联系，

(1)以接触关键点为目标，精确地进行辨识和分析。接触的临界点，主要指的是车辆在制动盘和制动块之间的临界点。临界点间隙可以根据电流的大小来判定，即当电流值超过所述设定的值时，则判定所述制动间隙已被消除。

(2)以隔离为目标，对关键节点进行理性的辨识。这类关键点，主要指的是刹车块与刹车板分离的关键点，根据操作的原则，要根据具体的条件进行精确的计算与辨识；为了方便动态地认识到制动装置运行中出现的空隙问题，采取行之有效的对策来处理问题。

2.4设计在线故障的诊断功能

在车辆电气-机械制动器控制系统的安全设计工作中，对其运行的安全性有很大的影响。与之有关的在线故障诊断，最重要的一点，就是对各个系统模块的工作状况进行动态的监控，如果发现存在着潜在的问题，那么就会对其进行自动的修补。当它不能自行恢复的时候，就会被排除在外，让刹车系统变得更加安全。利用与之有关的在线故障诊断技术，可以达到自动发布报警信息的目标，对系统进行动态的管理，确保运行的安全。而在实时状态下，则要求对刹车信号进行细致的分析，并对其进行正确的诊断。警报系统将会向司机们发送警报，让他们知道发生的事情并做出相应的准备。同时，有关的系统还可以对各类失效控制节点进行有效的信息管理，在网络系统中对故障的节点进行剔除，以方便提高整个系统的安全性。

结论

总之，电子机械制动器因其具有较强的系统性能和较高的稳定性而被大多数常规制动器所替代。有关的设计人员应该根据汽车的实际应用状况，结合制动执行机构的使用特性，来制定设计方案，并对设计方案中的控制单元、硬件以及软件的设计要点进行详细的分析，为进一步对设计方案进行改进奠定了良好的基础，进而达到对汽车电子机械式制动系统应用优势进行全面提高的目的。

参考文献

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[2]孟立辉.汽车驻车技术及电子驻车制动系统漫谈[J].石家庄理工职业学院学术研究,2018,13(01):6-13