液压制动的终结－电子制动（EMB）技术发展简介

世界90年代开始，一些著名的汽车电子零配件生产厂商如Bosch,Siemens以及ContinentalTeves等相继开始了对EMB电制动器的研究，并做过一些相应的系统仿真和装车试验。如下图所示是德国一家公司开发的EMB制动系统的示意图：

2 EMB电子机械制动系统

      2.1 EMB的发展和现状

      EMB起先是应用在飞机上的，如美国的F-15战斗机就采用了EMB制动器，后来才慢慢转化运用到汽车上来。EMB与传统的制动系统有着极大的差别，其执行和控制机构需要完全的重新设计。其执行机构需要能够把电动机的转动平稳转化为制动蹄块的平动、需要能够减速增矩、需要能够自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等，而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑，是整个EMB系统中非常重要的组成部分；其控制部分也要求能精确控制电动机的转速和转角从而防止制动抱死。最近几年一些国际大型汽车零配件厂商和汽车厂进行了一些对于EMB制动系统的研究工作，也申请了一部分专利，主要参与竞争的公司有：Conti-nental Teves、Siemens、Bosch、Eaton、Allied Signal、Delphi,Varity Lucas、Hayes等等，而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有二汽、清华大学和南京航空航天大学进行了一些相关的研究工作。

      2.2 EMB系统的结构和分类

对于EMB系统的机械执行机构，它直接接受电动机产生的力矩，并放大作用到制动盘上，其结构应该满足如下几个基本的要求：

      1）结构紧凑，便于布置；

      2）能够把转动转化为平动；

      3）有减速增矩、自增力机构；

      4）能够自动补偿制动间隙；

      5）能够提供停车时的驻车制动；

      6)安全可靠、工作时间长。

      如前所述的各家公司都取得了各自的研究成果并成功申请了部分专利保护。总的来说，EMB制动系统从节省能量的角度来说可以分为两个大类，其一是电动机直接带动机械执行机构然后作用到制动盘上，其典型是Continental Teves公司研制的制动器；第二类是电动机通过一个自增力机构，间接作用到制动盘上，可以大大降低系统所消耗的能量，German Aerospace Center (DLR)内部资料显示其公司研制的EMB制动系统eBrake比第一类结构节省了约83％的能量。第一种结构形式的制动器特点是控制简单，制动过程稳定；但是由于电机提供所有推动制动块所需的推力，使得所需的驱动电机的功率很大，从而造成电机的尺寸、重量和能耗都较大。第二种结构形式的制动器由于间接利用了汽车的动能作为制动自增力，驱动电机所需功率可大幅下降，只需要约3%的其它替代方案的能耗，其体积、尺寸和重量也必然比第一种结构形式的制动器小，不过目前这种形式的制动器控制难度大，制动稳定性也不如前者。

      2.3 EMB所需解决的问题

      EMB制动系统显而易见的具有很多传统制动系统所不能比拟的优势，不过由于其发展时间短，也必不可少的存在许多亟待解决的问题：

      1）如果系统线路出现断路或者电源出现故障，制动系统应该如何动作？如果制动踏板模拟器出现故障该如何处置？因此需要加强系统可*性和意外事故保险方面的研究力度。

      2）由于在高速制动过程中产生大量的热量，因此需要加强系统的热稳定性和散热性能。需要反复实验验证驱动电机和其它部件在高温条件下的工作性能和稳定性。

      3）电制动系统采用大量的电控技术就难以避免有大量的电子电路，又由于车辆工况复杂而且在外部暴露的电磁场和地球磁场环境中工作，这就需要加强电制动系统的抗干扰能力。

      4）驱动电机动作需要消耗大量的电能，这是对目前车辆使用的12v电源的一个考验，未来将采取42V的电压来位系统提供能量。

      5）目前车辆EMB制动系统还要加强与其它现行车辆电控系统的整合，最好可以形成一体化、模块化的底盘＿控制系统，对车辆进行综合控制。

 6）由