电子机械制动系统的设计与应用研究

文/徐洋

电子机械制动系统是汽车中

不可或缺的一个重要控制系统，

该系统的性能稳定与否直接关系

到车辆的运行安全性。为此，在

对该系统进行设计时，应当充分

考虑车辆的安全运行需要，同时

还要保证系统自身运行的可靠性。

基于此点，本文首先简要阐述了

电子机械制动系统的基本设计要

求，在此基础上重点对电子机械

制动系统关键模块的设计进行论

述。期望通过本文的研究能够对

车辆制动性能的提升有所帮助。

摘 要

能导致整个制动系统处于失控状态，进而酿成

严重后果。传感器是制动识别模块的关键元器

件，可采用异构静态冗余设计方案，引入不同

种类的多功能传感器，如位移传感器、和角度

传感器、力传感器等，对制动意图进行准确转

换，避免因使用单一传感器而易造成的意图传

达失误，提高意图转换的精确性。通过滤波算

法将这三组传感器的信号进行转化，而后将其

输入仲裁模块，对信息进行权重分配与仲裁，

并通过安全性评估模块对信号进行评估后，再

将其输出。输出信号主要包括以下六路：一是

可信制动信号，经过最终仲裁输出；二是紧急

制动信号，在紧急模式下输出；三是故障信号，

通过制动意图识别后输出；其他三路均为传感

器信号，通过通信模块进行收集信号，并向外

界传出信号。

2.2 分配模块

该模块中所接收的输入信号主要来自于

外部制动命令、踏板制动命令，前者源于对外

通信模块，后者源于制动意图识别模块。分配

模块接收的信号以踏板制动命令为先，以便对

驾驶员制动意图作出快速响应，在没有该类型

信号的情况下，再接收外部制动信号。通过车

载计算机网络，将已经分配的各轮制动力传递

到相应的控制模块，实现制动力在四个车轮间

的最优化分配。根据预先制定的制动力分配方

案，将与制动力相关的信息传输到制动力控制

模块中。同时，该控制模块还具备获取信息的

能力，能够在各模块中搜集系统操作的相关信

息，并以此为依据对各轮制动力进行分配。

2.3 通信模块

该模块主要功能是与外界通信，并将制

动意图信息、失效模式、安全策略调度、制动

力分配、故障诊断等相关状态的记录信息进行

备份，提供信息查询服务，为测试实验和故障

维修提供可靠数据支持。此外，通信模块还具

备总线监听功能，可以实时获取相关数据，一

方面搜集基本制动信息，另一方面实现传感器

信息共享。通信模块可越级接收制动命令，配

合别的车载智能驾驶模块，提供高层次的通信

服务，使驾驶员获取更加舒适的体验。

2.4 故障诊断模块

该模块的作用是保障制动系统的可靠运

行，主要针对制动系统的残余风险进行监督。

故障诊断模块要结合具体的故障诊断信息，自

动从车载计算机网络中剔除不具备自修复和自

静默功能的诊断模块，保证该模块运行的有效

性。此外，故障诊断模块还拥有在线故障诊断

功能，及时为驾驶员提供预警信息，根据诊断

故障类型的不同，提供不同的预警模式。故障

诊断模块具备自定义功能，可按照实际操作需

求激活多种操作模式，具体包括完全功能操作、

基本功能操作、紧急操作等模式，使其更加符

合驾驶员的操作需求。

2.5 控制模块

该模块主要负责将制动力控制数值进行

精确分配，在配合故障诊断模块的情况下，可

判断识别所输入的制动力分配信息，并对周边

各传感器和功率驱动电路的稳定运行情况进行

监测，判断其是否存在运行故障。一旦发现故

障信息，则立即将故障执行机构的各项功能予

以关闭，并立即将故障信息进行上报。在控制

模块运行过程中，需详细记录制动力分配的相

关数据，以及相应执行机构的性能参数，为日

后类似故障的发生提供诊断依据。

2.6 电源模块

该模块是能量来源模块，对电子机械制

动系统的稳定运行起着决定性的作用。为此，

必须保证电源管理模块运行的安全性。通常情

况下，电源失效问题较为罕见，常见的问题是

因刹车频繁、下长破等操作造成电源消耗过大，

进而出现耗尽电能的情况。所以，应在该模块

中设计电源电量检测系统，安置备份电源，并

改进充放电管理，便于驾驶员合理使用电源。

3 结论

综上所述，本文在简要阐述电子机械制

动系统设计要求的基础上，对系统关键模块的

设计进行了论述。本文所设计的系统现已在某

品牌的车辆中进行了应用，由于该系统采用的

是当前最为先进的模块化设计思路，从而确保

了系统运行的可靠性，它的应用使车辆的制动

性能获得了显著提升，具有一定的推广使用价

值。

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作者简介

徐洋(1981-)，男，辽宁省沈阳市人，大学本

科学历，研究方向为机械工艺与设备。

作者单位

可口可乐辽宁（北）饮料有限公司 辽宁省沈

阳市 110141