汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)安全控制技術(shù)的探析

秦雪蓮

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代汽車不斷的應(yīng)用了電子、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等先進(jìn)的高科技技術(shù)。汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)的安全控制技術(shù)方面也在不斷的研發(fā)創(chuàng)新和提升，汽車的使用性能也越來(lái)越安全可靠。本文結(jié)合汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)安全控制技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：汽車線控;制動(dòng)系統(tǒng);安全控制技術(shù)

前言：

隨著人們生活水平的提高，汽車作為新型的代步工具走進(jìn)了街頭巷尾、家家戶戶。汽車行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也得到了穩(wěn)步的發(fā)展。隨著越來(lái)越多的人們使用汽車，汽車的制動(dòng)安全性能也得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。汽車的安全控制性能影響汽車的安全使用，制動(dòng)系統(tǒng)是否良好直接影響整個(gè)汽車行業(yè)的健康發(fā)展。汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)是汽車產(chǎn)業(yè)重要的組成之一。因此，提高汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)安全控制技術(shù)是汽車生產(chǎn)企業(yè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。

1汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)概述

線控制動(dòng)系統(tǒng)即電子控制制動(dòng)系統(tǒng)，由行車制定系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)和應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)三部分組成^[1]。該系統(tǒng)研發(fā)于上世紀(jì)90年代末期。許多著名的汽車生產(chǎn)企業(yè)和汽車零部件廠商對(duì)汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)都進(jìn)行了研究和推廣。如著名的奔馳、德?tīng)柛！⒉┦赖裙疽呀?jīng)研制出相關(guān)的技術(shù)并在一些新產(chǎn)品中應(yīng)用了線控制動(dòng)系統(tǒng)。線控制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用在一些國(guó)家的車展中大放異彩。線控制動(dòng)系統(tǒng)能夠在駕駛員作出制動(dòng)動(dòng)作之前作出迅速的反應(yīng)，減少汽車制動(dòng)的反應(yīng)時(shí)間。增加駕駛者的安全感和舒適感，使制動(dòng)的過(guò)程更加的平穩(wěn)、迅速^[2]。汽車的線控制動(dòng)系統(tǒng)將原來(lái)通過(guò)機(jī)械、液壓、氣壓等連接傳遞駕駛者操作的制動(dòng)動(dòng)作的復(fù)雜系統(tǒng)通過(guò)電線來(lái)傳遞。汽車線控的核心是智能控制技術(shù)，利用傳感器、CPU等分析、處理駕駛者的意圖，并對(duì)當(dāng)前汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行辨別。汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)可分為電子液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)和線控制動(dòng)系統(tǒng)兩種。下面本文將對(duì)這兩種系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1.1電子液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)

液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)也叫電子液壓式制動(dòng)體系，簡(jiǎn)稱為EHB系統(tǒng)^[3]。主要性能為能夠提高老舊制動(dòng)體系的制動(dòng)性能。液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)為延續(xù)了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)的核心技術(shù)。液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)主要包括電子控制器、踏板傳感器、制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。整個(gè)系統(tǒng)在汽車實(shí)際應(yīng)用方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，具有噪音低、占用空間小、使用更為安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。但也存在一定的缺點(diǎn)，如系統(tǒng)需要使用制動(dòng)液才能順利的完成一些列制動(dòng)控制的操作，如果制動(dòng)液泄露就會(huì)給汽車的安全運(yùn)行帶來(lái)一定的安全隱患。

1.2線控制動(dòng)系統(tǒng)

線控制動(dòng)系統(tǒng)不需要使用任何制動(dòng)液，不存在制動(dòng)液泄露的危險(xiǎn)，而且整個(gè)制動(dòng)過(guò)程由電腦全程控制，并且能夠監(jiān)控和及時(shí)修正駕駛者的動(dòng)作，大大縮短了動(dòng)作響應(yīng)的時(shí)間，提高了汽車制動(dòng)的安全性能^[4]。線控制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制裝置都代替了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的裝置，通過(guò)踏板上的傳感器傳遞制動(dòng)信號(hào)到控制單元，再計(jì)算出車輪所需的制動(dòng)壓力并對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)控制。線控制動(dòng)系統(tǒng)使汽車向著智能化、自動(dòng)化控制的方向發(fā)展，并為其創(chuàng)造了良好的條件。

1.3汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

首先，提高了汽車制動(dòng)的反應(yīng)速度。汽車的制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間直接影響到駕駛者的人身安全和整體行駛安全。汽車傳統(tǒng)應(yīng)用的制動(dòng)系統(tǒng)笨重，制動(dòng)時(shí)的慣性強(qiáng)，發(fā)出制動(dòng)命令后需要一定的反應(yīng)時(shí)間才能執(zhí)行操作，使汽車的行駛安全難以得到保障。而線控制動(dòng)系統(tǒng)完全由電腦進(jìn)行控制，極大限度的縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了汽車的制動(dòng)速度。

其次，使車輛的整體結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。汽車傳統(tǒng)制動(dòng)方式需要應(yīng)用制動(dòng)油箱、制動(dòng)主缸、助力裝置、液壓閥等，增加了汽車本身的重量，占用了汽車內(nèi)部很多的使用空間。而線控制動(dòng)系統(tǒng)不需要這些結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，僅僅需要一些體積小巧的傳感器和線路等就能完成控制操作，使汽車的整體結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。

第三，增強(qiáng)車輛制動(dòng)控制能力。線控制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的每個(gè)輪胎上安裝了相應(yīng)的制動(dòng)控制器，能夠保證車輛在復(fù)雜的情況下更好的實(shí)現(xiàn)駕駛者對(duì)車輛的制動(dòng)控制。

2線控制動(dòng)系統(tǒng)在安全控制方面存在的問(wèn)題

雖然汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)在控制方面有很多的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中也存在一定的不足之處。首先，線控制動(dòng)系統(tǒng)存在軟件程序設(shè)計(jì)缺陷問(wèn)題。線控制動(dòng)系統(tǒng)完全由電腦進(jìn)行控制，雖然在操作的反應(yīng)速度方面更為優(yōu)異，但容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊、電磁干擾等方面的影響。進(jìn)而使各個(gè)元件的正常使用受到影響。如果沒(méi)有機(jī)械連接就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向失靈、制動(dòng)失靈等難以預(yù)見(jiàn)的災(zāi)難發(fā)生。目前尚未研究出相應(yīng)的有效的解決方案。其次，研制與維修的成本較高。汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)需要進(jìn)行軟件編程等方面的設(shè)計(jì)，技術(shù)含量較高，研制的時(shí)間和需要的人力、物力、財(cái)力等都需要大量的花費(fèi)。一旦在使用的過(guò)程中發(fā)生損壞，維修方面也需要一大筆費(fèi)用。而且線控制動(dòng)系統(tǒng)有一個(gè)主系統(tǒng)和一個(gè)備用系統(tǒng)，這也使汽車整體的成本增加。汽車的電量消耗也隨之增加，普通的12V電源系統(tǒng)難以滿足線控制動(dòng)系統(tǒng)的電能消耗。

3汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)安全控制技術(shù)創(chuàng)新

3.1實(shí)時(shí)容錯(cuò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

汽車在行駛的過(guò)程中經(jīng)常難免與地面進(jìn)行碰撞，這就使汽車的線路連接容易出現(xiàn)問(wèn)題，影響正常的信號(hào)傳輸，進(jìn)而使汽車的安全性能難以保障。汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)可以針對(duì)汽車在實(shí)際使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題建立數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，綜合考慮汽車空間、重量、成本等設(shè)計(jì)因素。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須安全、實(shí)用、便于維護(hù)。尤為重要的一點(diǎn)就是對(duì)系統(tǒng)元件、子系統(tǒng)、軟件等的設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，通過(guò)這樣的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的安全性能，規(guī)避汽車在正常使用過(guò)程中因系統(tǒng)缺陷帶來(lái)的各種風(fēng)險(xiǎn)。

3.2基于時(shí)間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的高速容錯(cuò)實(shí)時(shí)總線

汽車在使用的過(guò)程中難免遇到突發(fā)狀況，需要頻繁的使用汽車的制動(dòng)功能。這就對(duì)汽車的線控制動(dòng)系統(tǒng)的安全、實(shí)時(shí)控制提出更高的要求。車載的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須具備高速率、支持容錯(cuò)等方面的性能，而且信息傳輸也必須及時(shí)、準(zhǔn)確。這有這樣才能高效的完成控制任務(wù)，保障駕駛者的人身安全。嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)分為事件觸發(fā)和實(shí)踐觸發(fā)兩種模式。經(jīng)研究證明時(shí)間觸發(fā)的安全可靠性更高，對(duì)于多種容錯(cuò)策略的支持性更高。

3.3開(kāi)發(fā)車用42V電源系統(tǒng)

針對(duì)汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電源系統(tǒng)的要求，汽車生產(chǎn)企業(yè)需要對(duì)應(yīng)用汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)的汽車電源做進(jìn)一步的升級(jí)。開(kāi)發(fā)車用的42V電源系統(tǒng)應(yīng)用于線控制動(dòng)系統(tǒng)，為該系統(tǒng)提供充足的電力供應(yīng)。防止電量不足引發(fā)的種種制動(dòng)問(wèn)題。提高線控制動(dòng)系統(tǒng)的安全性能。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)能夠改善并提升汽車制動(dòng)控制的整體性能，提升汽車行駛過(guò)程中的安全性和可靠性。使汽車的控制系統(tǒng)向智能化、自動(dòng)化的方向得到良好的技術(shù)支撐。也為汽車實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛技術(shù)創(chuàng)造了有利的條件。雖然目前在實(shí)際的行駛過(guò)程中仍然存在一些問(wèn)題和缺陷，但隨著科技的不斷發(fā)展，相信這些問(wèn)題會(huì)找到妥善的解決對(duì)策。使汽車行業(yè)得到穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]彭曉燕.汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)安全控制技術(shù)研究[D].湖南大學(xué)，2013.

[2]唐紅松.汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)安全控制技術(shù)的應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2016（9）：158.

[3]陳興隆，張鳳登.安全性汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法研究[J].通信電源技術(shù)，2014，31（4）：25.

[4] 何仁，李強(qiáng).汽車線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2005.

（作者單位：杭州鑼卜科技有限公司）