汽车电子制动系统的研究初探

同时，随着其它汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其它汽车电子系统如电子悬架、电子转向、电子导航、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，全面实现车辆控制的智能化。

5 电子制动系统原理样机的模块化设计

(1)车轮制动模块

车轮制动模块由制动执行器、制动执行器ECU等组成。整车共4个车轮制动模块，其结构如图4所示。该执行器采用了电机内置结构，其最大特点是模块化，整个机构分为3个独立模块：驱动电机、行星齿轮减速部分、把螺旋运动变成丝杠直线运动的行星滚子螺旋传动部分。

驱动电机的选择：由于永磁无刷直流力矩电机的无可比拟的优点，选定它作为制动电机。把电动机安装在车轮轮毂内，既提高了车体空间的利用率又舍弃了传统的离合器、减速器、传动桥等机械传动部件，使整车重量减轻，降低了机械传动损耗，并具有更灵活的行驶驱动特性。由于执行器经常在堵转状态下工作，要求电机的堵转特性好，允许长时间堵转，且要求电机的空载转速尽可能高。在正常状态下，通过调节电机输入电流的变化，实现电机输出扭矩的变化。

减速机构的选择：行星齿轮减速机构。降低电机转速，增大输出扭矩，并有一定的轴向承载能力。

滚珠丝杠副：把电机输出的旋转运动变成丝杠的直线运动，对制动钳施加压力，产生制动力。

制动器：盘式和鼓式制动器。

传感器：轮速、压力和角位移传感器。

(2)中央电子控制单元

作为电子制动系统的核心，ECU要接受制动踏板发出的信号，控制制动器制动；接受驻车制动信号，控制驻车制动；接受车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等，控制车轮制动力，实现防抱死和驱动防滑。由于未来车辆中各种控制系统，如卫星定位、导航、自动变速、无级转向、悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成，所以ECU还得兼顾这些系统的控制。

(3)电子踏板模块

它带有踏板感觉模拟器和用以感知驾驶意愿的传感器。电子制动系统取消了传统液(气)压制动系统中机械式传力机构和真空助力器，取而代之的是踏板模拟器。它将作用在踏板上的力和速度转化为电信号，送给中央ECU。踏板模拟器的输入输出特性曲线要符合人们的驾驶习惯，并根据人体工程学设计以提高舒适性和安全性。

6 展望

随着其它汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本不断下降。汽车电子制动控制系统将与其它汽车电子系统如电子悬架、电子转向、电子导航、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来汽车中不 存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，全面实现车辆控制的智能化。预计，到2010年40％欧洲生产的汽车将采用X-by-Wire技术。随着X—by-Wire的发展，Brake-by-Wire、Thrust-by-Wire、Steer-by-Wire、Shift-by- Wire等by-Wire系统将成为X-by-Wire系统的各个子系统，它们之间会有一些数据共享，将有一个更大的通讯系统来实现之间的通讯，从而使整个汽车成为一个完全的X-by—Wire系统。不过，汽车电子制动系统的发展受到整个汽车工业发展的制约，只有巨大的现有及潜在的汽车市场吸引，各种先进的汽车电子、信息以及各种智能技术才能不断应用到汽车制动控制系统中，同时也需要国际及国内相关法规健全，电子制动系统才会真正批量应用到汽车中。(end)