汽车制动系统中机电一体化技术的应用分析

汽车制动系统中机电一体化技术的应用分析

覃庆锋

广西苍梧县

摘要：机电一体化技术是跟随自动化发展应运而生的必然产物，相对于其他的生产加工手段来讲，机电一体化技术展现出来的综合性和复杂性要更加突出，不仅牵涉到微电子技术、机械技术和电力电子技术，同时也包含了各种传感数据和信息采集工具，能够深度渗透到社会发展的各个行业，特别是就机械制造业来讲，更可以在机电一体化技术的引导下，生产出更为智能化的产品，由此来提高自身的核心竞争力。就汽车制动系统的设计来讲，机电一体化技术的应用也能够有效满足智能化操控的需求，能够让汽车内部的控制变得更为稳定且可靠，进而提高整个驾驶的安全性，为驾驶人员创造更为舒适的环境。

关键词：汽车制动；机电一体化

一、机电一体化制动系统（BBW）在汽车制动中的应用要点

（一）工作原理

如果驾驶人员在行驶的过程中踩上了制动脚踏板，那么汽车就会自动接收该信号，并发出驻车制动指令，此时，中央电控单元就会收到相关的数据，然后指挥电控机械自动控制单元，自行开启电机。与此同时，螺旋丝杆螺母也会按照丝杆螺纹的方向，进行持续性的转动，最终触碰到制动器的活塞，这样一来，加速制动摩擦片就会被挤压，最终也会直接挤压到制动盘上。当以上这些流程都走完之后，密封圈也会在挤压作用的影响下出现变形，这就让整个电机的电流有了进一步的提升。也就是说，纵观整个制动过程，其中心点就在于利用制动控制单元，来灵活监控电机电流数值的变化，如果电路电流已经超过了预先设计的额度，那么制动控制单元就会得到信号，自动断开电机的供给电流。若是制动操作已经结束，那么此时的旋转螺母也必须按照原来丝杆放线的路线，旋转到原来的地方，这样才可以让活塞压力在短时间释放，由此来维护低制动盘的稳定和平衡，让活塞可以恢复到原有的状态中，制动盘和摩擦片也会因此被分离开来。

（二）运营系统的结构

就BBW系统来讲，其自身的运营主要牵涉到三个部分：

首先就是车轮制动单元，这一单元主要牵涉到两个板块，一个就是制动执行器，另一个就是自动执行器ECU。该单元在运行的过程中需要利用电路中的电力能量和功能电流信号，同时还要参考预估系统的制动夹紧力。在这里，如果系统夹紧力的预算出现了一些故障，运行的器件受到了磨损或者是破坏，那么就需要直接利用集成力、参考力矩传感器这一设备，对制动力矩进行灵活的估算和评估，由此来提高系统制动的准确性。

其次就是中央电子控制模块，这也是BBW系统控制部门的核心所在。中央电子控制模块可以直接通过自制动踏板来传递汽车的制动信号，然后再参考制动器，来调节汽车本身的运行节奏。同时，这一模块还可以对驻车信号作出反应，由此来满足驻车制动的基本需求。如果要对车轮的状态作出分析，那么也要依赖最为基本的车轮传感器，进而总结出是否存在打滑或者是抱死的问题。

最后就是电子踏板单元，BBW系统的运行是以全电路自动控制为主的，所以也摒弃了传统液压制动系统的弊端，能够从机械式传递结构中脱离出来，直接利用踏板模拟器来提高自身的踏板速度。同时，电子踏板单元也可以随时收集电信号，将这些数据传递给中央处理器，中央处理器可以根据这些总结出踏板模拟器的特性曲线，进而对驾驶人员的驾驶习惯作出评估和总结，接着，就可以继续参考人体工程学的相关理论，为驾驶人员创造更为安静舒适的驾驶环境，提高汽车的制动速度。

（三）技术实践要点

其一就是能量需求。一般情况下，BBW系统的运行都要依靠鼓式制动执行器，这一执行器的功率一般在100W，而盘式制动执行器对公路也是有一定的需求的，一般以1kw为准。与此同时，如果汽车使用的是12V的电气系统，那么在运行的时候也无法满足制动高功率的需求，因此也可以在实践的过程中引入42V电压系统，并及时排查电压升高之后潜在的安全风险和隐患。

其二就是容错需求。从上文的叙述中可以看出，BBW系统是脱离了液压元件系统的，所以后备执行系统也不具备相对独立性，在这种情况下，就必须要把BBW系统和后备执行系统充分的结合到一起，同时还要引进更为多元化的先进手段，来提高系统本身的容错率。

其三就是抗干扰问题，汽车运行面临的社会环境本身就尤为复杂，所以驾驶人员也会遇到各种各样的故障信号，此时，汽车就要应用一些抗干扰控制系统。一般情况下，抗干扰控制系统主要有对称式和非对称式这两种类型。就对称式抗干扰控制系统来讲，其自身的运行需要依靠双份的CPU和双份的运算程序。就非对称式抗干扰控制系统来讲，其自身的运行需要依靠两个不同的CPU，运算程序的使用也是存在明显区别的。

其四就是自动控制系统，在BBW系统的引导下，汽车的运行是必然会结合机电一体化技术的，只有这样才可以提高自身定位的准确性和实时性，并灵活地调节自主运行的状态。

最后就是驱动技术的应用。汽车的运行需要依靠脚踏板来传送自动信号，而自动信号在运输的过程中也会靠近最终的控制系统，控制系统会因此发出制动指令，让执行单元接收然后开始操作，在这里，最终的执行效果也会自动返回到控制平台上。

二、机电一体化技术在汽车制动系统中的应用要点

（一）机械技术

从上文的叙述中可以看出，机械技术始终是机电一体化开发的核心所在，直接影响着零部件加工的质量和效率。就汽车制动系统的设计和开发来讲，零部件的生产显然是发挥着举足轻重的作用的，无论是何种环节的加工，要是在精度上出现了误差，就必然会牵一发而动全身，最终影响整个制动系统的质量。在这种情况下，推动机电一体化技术的灵活运用，能够进一步保障零部件加工的准确性和精确性，由此来维护加工的秩序和质量。

（二）信息处理技术

信息处理技术的应用主要针对的是中枢系统的搭建，能够让汽车制动系统的运行囊括所有的数据和参数，由此来做出灵活的调整和控制，更为灵敏地反映出汽车的运行状态，并随时做出调整和优化。与此同时，信息处理技术也可以发挥出监督和检测的作用，针对零部件的生产做出质量上的把控。当信息处理技术和汽车制动系统结合之后，其内部的中枢系统也会展现出更为强大的兼容性和包容性，灵活的处理汽车各项设备的使用数据。

（三）传感技术

无论是何种类型的汽车，其自动系统的应用都必须以信息的传输为中心，而信息的传输和接收，必然要依赖完整的传感系统，只有在传感器的引导下，指令的制作才会变得更加完整，后续命令的执行才会真正免除后顾之忧。因此，制动系统的开发必须要参考现代化的传感技术，必须要引进更为先进的传感设备，而且要保证信号的传递是相互统一的，及时抵抗外界带来的干扰或者是限制，提高数据输送的准确性和灵活性。

（四）自动控制技术

无论是现在还是未来，自动化控制都会成为引领机械制造业发展的主力军。因此在设计汽车制动系统的时候，也要充分考虑到自动控制技术本身的价值，要展开持续性的创新开发，根据汽车的定位和内部的空间布局，合理地引进自动化手段，进一步优化汽车制动的效果。

（五）驱动技术

制动命令的执行离不开驱动技术的引导，驱动技术的价值可以直接影响制动系统的质量。当汽车在行驶的时候，各项制动命令的制作和传递，都要通过特定的驱动手段来完成，同时，只有驱动指令有所反馈，系统才可以完成后续的操作任务。也就是说，汽车制动系统的开发必须要认真检查驱动技术应用的成果，要保证其性能是符合行业的标准和规定的。

三、结束语

总的来说，机械一体化技术在汽车制动系统中的应用是任重且道远的，依旧需要在未来不断地进行实践和延伸，汽车生产制造企业必须保持足够的耐心和热情。本文通过机械技术、信息处理技术、传感技术、自动控制技术、驱动技术这几个角度，论述了机械一体化技术的应用要点，充分结合了汽车制动系统的运行原理，具有理论上的合理性与实践上的可行性。在未来，汽车制造企业也需要加大技术领域的投资力度。

参考文献

[1] 魏春.机电一体化技术在汽车制动系统中的应用探讨[J].时代汽车,2020(22):2.