摘要：在汽车科技飞速发展的背景下，电子机械刹车系统已成为确保行车安全的核心要素，其稳定性问题备受瞩目。科技进步不断推进，故障几率虽然下降但并未根除。因此，追寻有效的错误容忍管理方法，是确保刹车系统顺畅运转的关键研究课题。本文对电子机械式刹车装置可能出现的故障类型进行了深入分析，明确了相应的解决措施和自我修复机制，探讨了故障诊断与应对中应用的各种容错技术方法，旨在为汽车电机制动系统的故障容忍控制提供理论支持和操作指南。

关键词：汽车；电子机械制动器失效；容错控制方法

引言

随着汽车产业的迅猛发展，嵌入式系统以其高效能和快速响应，已经成为设计汽车时的关键环节。增强系统的稳定运行，提高应对故障时的失误容忍度，对于确保交通安全的环节极为重要。因此，必须对电子机械制动器的容错控制机制进行深入探究，预先侦测并根除潜在的故障风险，是增强汽车性能和保障行车安全的核心职责。

1.电子机械制动器的工作原理

电子机械制动器（EBS）运用电子指令操作刹车体系，以优化刹车性能、强化安全防护与增加乘坐的舒适感。该运作机制将驾驶者的刹车意愿，通过传感器转化为电子信号，电子信号经过ECU快速处理后，电子控制单元指令电动动力装置精确控制制动力度。与传统的液压制动系统相比，电子制动系统淘汰了液压管道，布局设计实现了优化，能提升系统的反应敏捷度和减速效果。电动推进系统一般由电机、齿轮箱和连杆等组成，电能被电机转换成动力输出，通过刹车片与刹车盘的直接摩擦实现车辆制动。电控刹车系统实现了精准的刹车控制，算法升级使得系统能依据车辆质量、路况和驾驶者意图来调整刹车力度，进而实现对多种驾驶条件的适应。该制动系统融合了防抱死技术并搭载了电子稳定控制，这种集成设计能显著提高车辆的操控稳定性，能极大增强车辆的安全保障。

2.电子机械制动器的失效模式

2.1 失效模式分类

电子机械制动器的失效故障主要划分为三大类：遇到机械障碍、遭遇电气问题以及编程出现差错。机械性故障波及到刹车机构的实体部分，包括电动机驱动装置、齿轮传动系统及连杆部件的磨损、破裂或老化，这些故障会直接削弱制动力的传递和制动效果。电气故障包括电源故障、电路损坏或短路以及传感器故障，这些问题会引起制动系统信息获取错误或者操作效率降低。软件缺陷会干扰制动系统的正常逻辑，包括算法的缺陷、编程的失误或系统更新的不适当，这些情况会导致减速反应迟缓、制动力过强或不足。针对各种故障情况，需要开发专门的识别方法，并制订相应的修理方案。面对机械故障，必须更换损坏的部件；针对电气故障，需要进行电路部件的校正或替换；而对于软件问题，则要求通过系统的更新或代码的重写来进行修复[1]。

2.2 失效影响分析

电子机械制动系统故障频发，车辆安全面临严峻挑战，制动性能会大幅衰退。首先，硬件故障如执行部件损坏，会导致刹车性能衰减甚至失效，增加事故发生的风险。电力系统故障频出，传感器或电路问题造成信号传输中断，制动系统反应不当会失效或引发非紧急状况下的错误操作，这些问题会损害车辆性能，还会导致制动系统的连续不良反应。软件存在问题，涉及修复逻辑错误或编程缺陷，使得刹车系统在特定环境下准确度下降。若误判车辆状态引起不恰当的制动反应，则会降低驾驶的可预知性和保障水平。制动系统缺陷会导致辅助驾驶系统，比如防抱死刹车系统和电子稳定控制系统失效，进而降低车辆在复杂路况中的操控性能。

3.汽车电子机械制动器的容错控制方法

3.1 容错控制策略

3.1.1 冗余策略

冗余策略在汽车电子制动系统的容错控制中扮演着核心角色，通过预备的部件或架构的设计与部署能提升制动系统的稳定性和可信赖度。该策略的核心原则是在主要刹车系统故障时，确保车辆仍能进行基本制动，以防止因刹车故障导致的意外情况。在操作实践中，对电动驱动装置、感应器和控制模块等重要部件进行重复或冗余设置的备份方案被采取。举例来说，一旦主电动执行部件出现故障，备用执行机构能够迅速接管，保障制动系统的稳定与可信赖。借助备用感应器确保连贯性，在主感应器失效时提供替代选择，收集重要车辆数据不可或缺，确保刹车系统持续运作。纵使控制单元遇到软件或硬件故障，备用控制模块仍旧能够维持另一控制装置的减速控制功能，保障刹车机构顺畅运行[2]。

3.1.2 自我修复策略

汽车电子刹车系统具备自我修复特性，利用尖端技术方法，在检测到问题瞬间，自动启动修复流程以回归正常运行。这一策略运用了复杂的算法和指令序列，在系统出现故障迹象时，能够调整软件或硬件，旨在改善或防止缺陷的出现。举例来说，在某个传感器失效的情况下，系统能够自我修复，通过替代故障传感器的数据或变更算法参数，保障制动系统的根本运作。当电动执行机构出现故障时，自我修复功能将减少对故障部件的依赖性，调整并优化未受损的刹车系统部分，以保障汽车的稳定制动。软件的自我修复功能可以自动监测系统状态，辨认软件问题，并通过在线更新或恢复备用软件版本来解决问题。智能制动系统、动态操作处理、实时监控与调控、迅速故障排查和自动问题解决构成了自我修复系统的核心部分，能确保汽车在部件出现故障时依然能够维持卓越的制动效能。

3.1.3 故障筛查与诊断

汽车电控刹车系统的稳定运作，需要通过故障筛查与诊断程序，此程序能有效确保容错控制及调节机制的效用。这项机制能够快速识别并隔离系统问题，能保障刹车系统的完整运作。借助高端传感器网络与智能算法，这项方针对刹车系统执行即时监管，一旦发现异常指标，故障识别程序便即刻激活。通过对比实时数据和历史性能标准，可以迅速识别问题所在，如电动执行部件驱动乏力，感应器反馈丢失或不稳定，以及软件逻辑的错误。接着，故障消除机制即刻激活，自动辨别或绕过故障部件，最大程度减少损害后果，维持车辆根本的制动能力，成功缓解安全压力。方案全面阐述了故障分析文档和维修计划，能为技术工作者提供精准的维修手册。故障筛查与诊断有助于增强制动系统的安全性能，优化修理流程，通过精确的评价降低不必要的检测和部件更换，从而加速维修过程并增强车辆的使用寿命[3]。

3.2 容错控制算法

在电子机械制动系统中应用容错控制算法，使其即便在部分组件故障的情况下，也能保持基础运作。这些算法利用先进的数学模型和人工智能技术，能够迅速评价车辆动态和周边环境状况，并即时调整刹车策略，以便应对突发问题。关键架构结合了模型预测控制（MPC）和人工智能技术，与神经网络及深度学习相比，这种技术通过历史数据和实时反馈预测异常并识别异常情况，能优化制动力分配和提升控制策略的效率。MPC利用车辆状况与环境变化进行预判，提出最理想的制动策略，能降低问题带来的不良后果。智能计算方法应持续自我优化，以便更好地适应多样化的应用场景，并在故障检测精度上实现飞跃式的进步，同时可以增强问题处理的效率。

4.结语

总的来说，电子机械制动系统对于保障行车安全起着至关重要的作用，同时，能显著提高车辆的响应敏捷性。通过深入故障分析，实施高效率的错误容忍策略和计算技术，能大幅增进制动系统的可靠性与防护能力。执行数据备份安排，启动自我修复机制，进行故障检测与排除，运用先进容错机制，保障组件出错时汽车基本制动能力不受影响。技术整合能大幅降低错误发生的概率，使得驾驶员的操控体验变得更加稳定和顺畅。

参考文献

[1]罗晨晖，吴贺利.汽车电子机械制动器失效容错控制方法研究[J].机械与电子，2024，42（03）：71-75.

[2]刘志强，王振，陈玉锦.电子机械制动器的建模、仿真和实验研究[J].机电工程，2023，40（04）：485-493.

[3]孙昌青 ，袁旭飞 ，迟豪德 .汽车电子机械制动系统的设计与研究 [J].汽车博览 ，2021（10）：9.