液压制动的终结－电子制动（EMB）技术发展简介

液压制动的终结－电子制动（EMB）技术发展简介

随着消费者对车辆安全性日益提高的重视，车辆制动系统也历经了数次变迁和改进。从最初的皮革摩擦制动，到后来出现鼓式、盘式制动器，再到后来出现机械式ABS制动系统，紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子ABS制动系统、数字式电控ABS制动系统等等。近10年来西方发达国家又兴起了对车辆线控系统（x-by-wire）的研究，线控制动系统（brake-by-wire）应运而生，由此展开了对电子机械制动器（Electromechanical Brake）的研究，简单的来说电子机械制动器就是把原来由液压或者压缩空气驱动的部分改为由电动机来驱动，借以提高响应速度、增加制动效能等，同时也大大简化了结构、降低了装配和维护的难度。

     由于人们对制动性能要求的不断提高，传统的液压或者空气制动系统在加人了大量的电子控制系统如ABS、TCS、ESP等后，结构和管路布置越发复杂，液压（空气）回路泄露的隐患也加大，同时装配和维修的难度也随之提高。因此结构相对简单、功能集成可靠的电子机械制动系统越来越受到青睐，可以预见EMB将最终取代传统的液压（空气）制动器，成为未来车辆的发展方向。

1 brake-by-wire的发展简介

     brake-by-wire是指一系列智能制动控制系统的集成，它提供诸如ABS,车辆稳定性控制、助力制动、牵引力控制等等现有制动系统的功能，并通过车载有线网络把各个系统有机的结合成一个完整的功能体系。原有的制动踏板采用了一个模拟发生器替代，用以接受驾驶员的制动意图，产生、传递制动信号给控制和执行机构，并根据一定的算法模拟反馈给驾驶员。显而易见，它需要非常安全可靠的结构，用以正常的工作。其工作原理如图1所示：

     由于技术发展程度的局限，目前出现了两种形式的brake-by-wire系统：

     1.1 EHB的简介

     EHB（Electro-Hydraulic Brake）即线控液压制动器，是在传统的液压制动器基础上发展而来的。EHB用一个综合的制动模块来取代传统制动器中的压力调节器和ABS模块等，这个综合制动模块就包含了电机、泵、蓄电池等等部件，它可以产生并储存制动压力，并可分别对4个轮胎的制动力矩进行单独调节。比传统的液压制动器，EHB有了显著的进步，其结构紧凑、改善了制动效能、控制方便可靠制动噪声显著减小、不需要真空装置、有效减轻了制动踏板的打脚、提供了更好的踏板感觉。由于模块化程度的提高，在车辆设计过程中又提高了设计的灵活性、减少了制动系统的零部件数量、节省了车内制动系统的布置、空间。可见相比传统的液压制动器，EHB有了很大的改善。但是EHB还是有其局限性，那就是整个系统仍然需要液压部件，其基本的还是离不开制动液。

     EHB的出现主要是为以后研究和生产EMB打下基础、并积累大量的生产经验。早在1993年FORD公司就有一款电动汽车采用了EHB，后来通用公司在其一款轿车上也采用了EHB制动系统。可见国外的大汽车公司早就开始了对brake-by-wire制动系统的研究。如下图所示是DELPHI公司研发的一款EHB的结构示意图：

 1.2 EMB的简介

     如果把EHB称为“湿”式brake-by-wire制动系统的话，那么EMB就是“干”式brake-by-wire制动系统。EMB是Electromechanical Brake的英文简称，它和EHB以及HB的最大区别就在于它不再需要制动液和液压部件，制动力矩完全是通过安装在4个轮胎上的由电机驱动的执行机构产生。因此相应的取消了制动主缸、液压管路等等，可以大大简化制动系统的结构、便于布置、装配和维修，更为显著的是随着制动液的取消，对于环境的污染大大降低了。

      另外由于相应可以取消很多现有部件，因此可以大大的减轻系统的重量，便于对车辆底盘进行综合主动控制。其突出的优点是：不需要制动管路从而降低了制造成本和安装布置的难度、制动效能得到了提高性能稳定、不需要制动液降低了成本并且保护环境、便于融人到车辆综合控制的网络中去（CAN总线）、由于减少了部件数降低了对空间的占用、由于制动踏板只提供参考输人不直接作用于制动系统之上便于改善踏板性能。

      从20