基于汽車電子機(jī)械式制動系統(tǒng)的主動安全設(shè)計.pdf

1、隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對汽車安全性能的提高更加看重。由于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)多采用氣、液壓及機(jī)械等混合制動方式，在整個系統(tǒng)的構(gòu)成方面元件數(shù)量較多，制動的反應(yīng)速度較慢，制動距離較長。同時，其在制動過程中，采用規(guī)則邏輯控制方式制動，人機(jī)工程學(xué)方面存在問題，安全性能較低。有鑒于此，結(jié)構(gòu)相對簡單、功能集成可靠的電子機(jī)械制動（EMB）系統(tǒng)，越來越受到青睞。其體積小、響應(yīng)快，在制動過程中，采用連續(xù)調(diào)節(jié)制動力矩的控制方式，性能可靠；而且其線控制動均采

2、用電子控制裝置，易于通過CAN總線將其他控制進(jìn)行集中管理和信息共享。
　　本文首先介紹電子機(jī)械式制動系統(tǒng)的概念和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，然后根據(jù)所需實現(xiàn)的主動安全的基本功能，對整車的電子機(jī)械式制動系統(tǒng)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。針對電子機(jī)械式制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)制動裝置的不同特性，詳細(xì)分析了EMB執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及其工作原理，設(shè)計了該制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電路總體結(jié)構(gòu)，確定了執(zhí)行機(jī)構(gòu)中無刷直流電機(jī)的調(diào)制方式及調(diào)速方案。
　　其次，在硬件設(shè)計

3、中，根據(jù)電子機(jī)械式制動系統(tǒng)的功能需求，確定了該系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)圖，并通過芯片選型，提出了基于STM32F103嵌入式微控制器的主控節(jié)點和從控節(jié)點的硬件設(shè)計方案。同時，設(shè)計了STM32F103核心電路、A/D接口電路、CAN接口電路、電機(jī)驅(qū)動電路及電流采集反饋電路等，詳細(xì)分析了高速信號的隔離實現(xiàn)，不同電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計及方案選擇。
　　再次，在軟件設(shè)計中，針對電子機(jī)械式制動系統(tǒng)的主從節(jié)點軟件控制流程進(jìn)行設(shè)計；再根據(jù)汽車電子機(jī)械制動系

4、統(tǒng)實現(xiàn)的功能，對主控節(jié)點CAN總線建立控制策略、分配節(jié)點地址、建立通信協(xié)議、編寫模塊程序并仿真，而后，依據(jù)制動力的影響因素，提出了模糊控制和PID控制算法相結(jié)合的優(yōu)勢，并做了簡要闡述，針對電子機(jī)械式執(zhí)行器的不穩(wěn)定因素提出了采用伺服控制系統(tǒng)的解決方案。
　　最后，對設(shè)計出的控制器各個模塊進(jìn)行了軟件和硬件的調(diào)試，以確定其功能有效性。通過測試得知，主控節(jié)點能夠精確采集車輪轉(zhuǎn)速，并依據(jù)制動踏板行程和加速度的變化，通過CAN總線將PWM控制