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{zd0}区别就在于它不再需要制动液和液压部件，制动力矩xx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。
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靠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，{zh0}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）由于采用了大量的传感器、控制芯片和新的技术，使得目前电制动系统的成本比现有的液压制动系统成本高，因此降低系统的使用成本也是当前需要解决的问题。 2.4 EMB的研究方向 目前EMB制动系统的技术还不成熟，需要解决的技术问题还很多，国外把对电制动系统的研究重点集中在如下几个方面： 1)耐高温电子元器件； 2）机械-电子执行机构； 3）可自适应调节的控制算法； 4）灵敏度高而又廉价的传感器； 5）系统容错控制； 6）高可靠性的电线和连接件； 7）力矩电机的设计。 对耐高温电子元器件的研究主要涉及到两个方面：一个是在电子元器件本身上下功夫，提高其对高温的承受能力和在高温下的工作稳定性；另一个就是改良制动盘的材料和提高其散热。为电子元器件的工作提供一个良好的环境。 在对制动器的控制算法和先进传感器的研究上，国内外学者也都做了很多工作。而目前车辆制动器的控制算法上主要采用三种：滑模控制算法、逻辑门限值控制、{zy}控制算法等。 在电控制动系统的容错性上，最近也有大量的论文在研究这个问题。因为这个问题牵涉到了制动系统的安全性和可靠性，因此是一个关键和至关重要的研究方向。有些学者是用实验的方法去检测和评估EMB对制动请求的响应情况，并通过一定的算法来忽略瞬间的错误信号借以实现系统的容错控制；有的是在分布式的线控制动系统中加人一个中央控制芯片（brake-by-wire Manager），这是一个专门进行容错控制的冗余设计，并配以专门编写的软件来进行容错控制处理；最近的是在系统中引人一个监控器（monitor），用以检测可能导致系统错误和失效的信号，然后产生、错误检测代码，根据代码来处理失效和提高安全性。显然车辆电控系统的容错控制是一个牵涉到计算机硬件、软件、通信协议等等多方面的比较难解决的问题。 其它诸如连接电缆、传感器的设计制造相应会简单一些。另外在制动过程中，电机将在“堵转”的恶劣环境下工作，因此对电机的可靠性要求高，而且必须结构小巧紧凑、便于安装、能在各种恶劣的环境下可靠工作。至于机械执行机构已经有相当一部分公司拿出了实物。 3 结束语 从上可以看出，虽然EMB制动器比传统的液压制动器有着无法比拟的优势和广阔的运用前景，但是也有其自身需要解决的问题，只有解决了一些制约EMB制动器发展的关键性问题，才能得到越来越广泛的应用。
|
