機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

魏春

摘 要：本文介紹機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動系統(tǒng)中應(yīng)用的工作原理、關(guān)鍵部件和機(jī)械技術(shù)等相關(guān)技術(shù)。在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了機(jī)電一體化在汽車制動系統(tǒng)設(shè)計過程的車輪控制模塊應(yīng)用、中央電子控制模塊應(yīng)用和電子踏板模塊應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 制動系統(tǒng) 應(yīng)用

Discussion on the Application of Mechatronics Technology in Automobile Braking System

Wei Chun

Abstract：This paper introduces the working principle， key components and mechanical technology of mechatronics technology applied in automobile brake system. On the basis of these technologies， the applications of wheel control module， central electronic control module and electronic pedal module are analyzed in the design process of automobile brake system.

Key words：mechatronic， brake system， application

1 引言

中國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，有很多技術(shù)像信息和通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。在中國，信息技術(shù)在整個國家層面都得到廣泛應(yīng)用，特別是在微型計算機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)方面，以及在機(jī)械生產(chǎn)方面，越來越多的人在使用相關(guān)技術(shù)所衍生出的民用產(chǎn)品。中國機(jī)電技術(shù)的有效整合促進(jìn)了中國機(jī)電一體化的發(fā)展，隨著機(jī)電一體化程度的提高，中國的各個生活領(lǐng)域的智能水平都在提高。機(jī)電一體化對中國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，使得在工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量方面得到了顯著改善。

當(dāng)前汽車運(yùn)輸結(jié)構(gòu)得到了動態(tài)優(yōu)化，但仍處于人工實(shí)施階段，自動進(jìn)行相關(guān)的制動系統(tǒng)尚未完善，而且無法建立有效的、成體系的系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，汽車的質(zhì)量和汽車的樣式、功能都有所增加，汽車進(jìn)行制動的裝置無法滿足現(xiàn)實(shí)需要。在這種情況下，對原來的系統(tǒng)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和升級，建立了目前所使用的液壓系統(tǒng)。長期以來，液壓是汽車生產(chǎn)和發(fā)展的重要組成部分，隨著智能化和自動化技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)在某種程度上與汽車的發(fā)展前景是不兼容的，因此難以與汽車自動化的中央控制系統(tǒng)相互配合。但本文所提到的技術(shù)（即機(jī)電一體化）改變了這種現(xiàn)狀，它們的集成使得汽車自動化成為該系統(tǒng)發(fā)展的最佳選擇。中國汽車工業(yè)中通過有效運(yùn)用機(jī)電技術(shù)可以使汽車制動系統(tǒng)更加合理和有效，以確保汽車制動系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

2 機(jī)電一體化相關(guān)概述

BBW（Brake-By-Wire）系統(tǒng)是為電流而不是為液壓油或壓縮空氣提供服務(wù)。整個系統(tǒng)沒有供液壓類技術(shù)所使用的相關(guān)設(shè)備，也沒有相關(guān)的接口，機(jī)械連接的數(shù)量也沒有很多。通過電力線傳輸?shù)臋C(jī)械做功所需要的能量，通過數(shù)據(jù)線傳輸信號，可以節(jié)省很多管道和傳感器，并且可以減少發(fā)動機(jī)的反應(yīng)時間。

2.1 BBW系統(tǒng)的工作原理

停車引擎將通過電控單位啟動，這些機(jī)器通過一系列的能量傳送裝置和力學(xué)方式改變裝置來為機(jī)器發(fā)揮它的功能提供足夠的動力，輪胎可能會阻止輪軸沿著原有的方向進(jìn)行移動，防止輪軸將力傳達(dá)到輪胎使得整個輪胎旋轉(zhuǎn)。在上述情況下，通過摩擦力來完成既有目的相關(guān)裝置，將會被增加的壓力推進(jìn)設(shè)計好的位置，增加的壓力會提高電流。在整個過程中，電力控制點(diǎn)對所通過的電流進(jìn)行測量，如果供電超過規(guī)定，控制單位就會中斷發(fā)電機(jī)的供電，停車引擎則迅速對此種現(xiàn)象做出反應(yīng)，而我們一旦放松這種裝置，壓力則會被解除，從而恢復(fù)整輛車的動力系統(tǒng)。

2.2 BBW系統(tǒng)的關(guān)鍵部件

用于車輛的BBW主要包括車輪制動模塊、中央電子控制模塊和模塊化的踏板裝置。

車輪制動模塊由執(zhí)行模塊的裝置、ECU操作系統(tǒng)和其他操作系統(tǒng)組成。該模塊通過電子信號系統(tǒng)和電流系統(tǒng)來發(fā)揮基本作用，對該模塊的功能進(jìn)行推進(jìn)，因此模塊有兩個入口：電信號入口和電流入口，并且按照車輛輪胎的轉(zhuǎn)動頻率或?qū)﹄娮愚D(zhuǎn)子所測量的角度進(jìn)行計算。然而由于溫度的變化和外部環(huán)境的磨損，不可能只根據(jù)電動機(jī)的頻率和角度來計算固定力，因此我們還可以收集力量傳感器或剎車，通過這種方式來計算系統(tǒng)動態(tài)可以使系統(tǒng)更加可靠。

中央電子控制單元通過接收控制板的信號來控制發(fā)動機(jī)。通過這種方式來對發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制可以讓我們做到：接收發(fā)動機(jī)的信號，接收輪胎傳感器的信號從而來確定輪胎是否被足夠的制動作用發(fā)生抱死或者打滑，并根據(jù)我們所接收到的信息反饋，通過控制系統(tǒng)來實(shí)施防抱死措施和防滑措施。

BBW禁止使用傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)的機(jī)械傳輸系統(tǒng)設(shè)備，使用功能類似的模擬設(shè)備取代了上述系統(tǒng)。該種全新的系統(tǒng)模式通過一定的方式將做出的相關(guān)力學(xué)反饋為電信號，并傳送到中央ECU。因此這種全新的系統(tǒng)模式的入口和出口特性必須適合于人類機(jī)械設(shè)計，并遵守駕駛規(guī)則，尤其在提高舒適度和安全性以及有效提高行駛速度方面。

2.3 相關(guān)技術(shù)介紹

機(jī)電一體化技術(shù)中的機(jī)械技術(shù)作為電氣技術(shù)的主要技術(shù)組成部分，中國的機(jī)械技術(shù)對于在應(yīng)用過程中加工的零件具有很高的技術(shù)和質(zhì)量要求。零件表面的精確度越來越重要，特別是在零件加工過程中。這表明，在處理備件時，處理準(zhǔn)確性方面的錯誤可能導(dǎo)致質(zhì)量問題和處理缺陷，因此，在使用機(jī)械方法時，必須考慮到零件表面的質(zhì)量?？梢宰C明，通過提高加工效率，可以改善零件的加工，并通過一系列的嚴(yán)格檢查措施來保證零件的質(zhì)量，達(dá)到最后保障汽車制動系統(tǒng)的目的。

機(jī)電一體化技術(shù)中的信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，其主要應(yīng)用方法之一是在設(shè)計和施工過程中控制中央系統(tǒng)的直接連接。在采用信息技術(shù)的過程中，我們必須了解和理解其中所含的所有數(shù)據(jù)和信息參數(shù)，技術(shù)應(yīng)用程序可以更好地處理和提供信息和數(shù)據(jù)，更好地做好零部件的處理工作和質(zhì)量控制工作。在采用汽車系統(tǒng)的框架內(nèi)，信息技術(shù)在機(jī)電整合技術(shù)中的有效應(yīng)用可大大提高中央系統(tǒng)的兼容性，并提高對移動系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)的質(zhì)量和運(yùn)行效率。

在汽車制動系統(tǒng)中，傳感器系統(tǒng)是最重要的應(yīng)用方法之一。傳輸技術(shù)是汽車系統(tǒng)的重要組成部分。主要原因是，在運(yùn)行汽車系統(tǒng)時，必須檢查該系統(tǒng)，而且必須根據(jù)檢測的內(nèi)容為系統(tǒng)提供指示，只有當(dāng)我們檢測發(fā)現(xiàn)可以通過對車輛進(jìn)行控制后，才能繼續(xù)執(zhí)行接下來的行為。我們對整個駕駛系統(tǒng)所做出的命令，只能在實(shí)際工作期間進(jìn)行，因此，在使用傳感器技術(shù)時，必須首先檢查傳感器與傳感器可讀性之間的有效聯(lián)系。如果我們使用傳感器系統(tǒng)，需要做到的是確保發(fā)射信號相同，確保傳感器提供和接收的信息的一致性，這樣才能夠保障傳感器在其工作中可能不會受到外部因素的影響，做到更有效地識別和傳送。

3 機(jī)電一體化在汽車制動系統(tǒng)設(shè)計過程中的應(yīng)用

在汽車制動系統(tǒng)設(shè)計的框架內(nèi)，本文所提到的機(jī)電一體化技術(shù)可分為三個技術(shù)應(yīng)用模塊。第一個是車輪控制模塊，第二個是中央電子控制模塊，第三個是電子踏板模塊。接下來詳細(xì)介紹這三個模塊。

3.1 車輪控制模塊應(yīng)用

車輛控制系統(tǒng)，對車輪部分的控制模塊包括車輛操作員的內(nèi)容，然后是關(guān)于控制模塊的信號轉(zhuǎn)化。此模塊的實(shí)施主要由兩個入口用于電信號的控制信息，輸入電信號的控制信息，根據(jù)電子發(fā)送的實(shí)際情況來確定執(zhí)行動作。事實(shí)上，在外部環(huán)境中，外部溫度和輪子磨損對計算發(fā)動機(jī)的使用產(chǎn)生重要影響。因此，在計算壓力時，必須考慮到影響壓力結(jié)果的外部因素。只有通過這種方式才能做到有效地保證發(fā)動機(jī)的動力計算準(zhǔn)確性。計算固定強(qiáng)度需要對其他一些數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，其中尤其需要注意的是夾緊力矩的計算，并根據(jù)我們計算出的數(shù)據(jù)的數(shù)值對系統(tǒng)做出實(shí)時反饋，從而保證移動系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。

3.2 中央電子控制模塊應(yīng)用

使用中央電子控制單元是為了有效地接收來自外部的信號并提供具體控制。在收到自動控制器信號之后，中央電子控制單元可以向發(fā)動機(jī)發(fā)出指令，確?？刂破髂軌虮卉囕v有效控制，可有效地防止系統(tǒng)出現(xiàn)故障，并提高系統(tǒng)的效率。

3.3 電子踏板模塊應(yīng)用

作為機(jī)電一體化系統(tǒng)的一部分，汽車自動化已經(jīng)開始禁止傳統(tǒng)的液壓，而開始逐漸采用電子模擬機(jī)的方式來進(jìn)行制動。這種軌跡可以有效地將汽車駕駛?cè)税l(fā)出的力學(xué)信號轉(zhuǎn)換成汽車控制系統(tǒng)所需要的電子信號，并在轉(zhuǎn)換后將信號傳遞給中央電子控制單元，可以明確當(dāng)前作用力的大小，從而更好地改進(jìn)制動系統(tǒng)。該種技術(shù)的設(shè)計、發(fā)展需要我們收集大量的駕駛員的工作習(xí)慣和技術(shù)，確保電子踏板的舒適性和安全性，并改進(jìn)電子設(shè)備，提高其對汽車駕駛?cè)诵袨榈撵`敏度，從而使得其能夠?qū)ο嚓P(guān)的力學(xué)信號做出迅速反饋。

4 結(jié)束語

在汽車制動系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)施過程中，中國已經(jīng)開始使用機(jī)電一體化技術(shù)，但是該種技術(shù)的發(fā)展尚未完善，其在應(yīng)用過程中所起到的作用自然也不夠突出，難以比現(xiàn)有的傳統(tǒng)技術(shù)顯現(xiàn)出更多的優(yōu)點(diǎn)，尤其在設(shè)計過程中電氣和應(yīng)用程序的整合效率不明確，更是亟待解決的問題。在汽車系統(tǒng)中引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的主要任務(wù)之一是不斷完善和合理化技術(shù)的規(guī)范，并將其納入計算機(jī)驅(qū)動動力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃中，使得智能化的系統(tǒng)為我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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