汽車線控制動技術(shù)分析

1、汽車線控制動技術(shù)的發(fā)展簡介展摘 要:線控制動系統(tǒng)是未來汽車制動系統(tǒng)發(fā)展的方向，相比于傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，它具有制動響應(yīng)速度快、制動性能高和制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化等優(yōu)點。本文介紹了汽車線控制動技術(shù)的研究現(xiàn)狀，對電子液壓制動系統(tǒng)和電子機械制動系統(tǒng)的工作原理及特點進行了介紹和比較，論述了線控制動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：線控制動系統(tǒng)；電子液壓制動；電子機械制動Abstract: The wire braking system is the future direction of the development of automotive braking systems, compared to trad

2、itional braking system, it has a brake fast response, high braking performance, and simplify the structure of the brake system, etc. This article describes the e-wire braking technology of vehicle status, the electronic hydraulic brake system and electronic mechanical braking system works and featur

3、es are introduced and compared, wire braking system discussed key technologies and trends.Keywords: by-wire brake system; electronic hydraulic brake; electro-mechanical brake 1線控制動系統(tǒng)的概述1.1制動系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r隨著消費者對車輛安全性日益提高的重視，車輛制動系統(tǒng)也歷經(jīng)了數(shù)次變遷和改進。從最初的皮革摩擦制動，到后來出現(xiàn)鼓式、盤式制動器，再到后來出現(xiàn) 機械式ABS制動系統(tǒng)，緊接著伴隨電子技術(shù)的發(fā)展又出現(xiàn)了模擬電子ABS

4、制動系統(tǒng)、數(shù)字式電控ABS制動系統(tǒng)等等。近10年來西方發(fā)達國家又興起了對車輛線控系統(tǒng)（x-by-wire）的研究，線控制動系統(tǒng)（brake-by-wire）應(yīng)運而生，由此展開了對電子機械制動器（Electromechanical Brake）的研究，簡單的來說電子機械制動器就是把原來由液壓或者壓縮空氣驅(qū)動的部分改為由電動機來驅(qū)動，借以提高響應(yīng)速度、增加制動效能等，同時也大大簡化了結(jié)構(gòu)、降低了裝配和維護的難度。因此結(jié)構(gòu)相對簡單、功能集成可靠的電子機械制動系統(tǒng)越來越受到青睞，可以預(yù)見線控系統(tǒng)將最終取代傳統(tǒng)的液壓（空氣）制動器，成為未來車輛的發(fā)展方向。1.2 brake-by-wire的簡介brak

5、e-by-wire是指一系列智能制動控制系統(tǒng)的集成，它提供諸如ABS,車輛穩(wěn)定性控制、助力制動、牽引力控制等等現(xiàn)有制動系統(tǒng)的功能，并通過 車載有線網(wǎng)絡(luò)把各個系統(tǒng)有機的結(jié)合成一個完整的功能體系。原有的制動踏板采用了一個模擬發(fā)生器替代，用以接受駕駛員的制動意圖，產(chǎn)生、傳遞制動信號給控制 和執(zhí)行機構(gòu)，并根據(jù)一定的算法模擬反饋給駕駛員。顯而易見，它需要非常安全可靠的結(jié)構(gòu)，用以正常的工作。其工作原理如圖1-1所示：圖1-1 brake-by-wire工作原理由于技術(shù)發(fā)展程度的局限，目前出現(xiàn)了兩種形式的brake-by-wire系統(tǒng)：一種是線控液壓制動系統(tǒng)EHB（Electro-hydraulic Bra

6、ke），另一種為電子機械制動系統(tǒng)EMB（Electro-mechanical Brake）。2線控液壓制動系統(tǒng)EHBEHB是一種線控制動(brake-by-wire)系統(tǒng),它以電子元件替代了部分機械元件,制動踏板不再與制動缸直接相連,駕駛員操作由傳感器采集作為控制意圖,完全由液壓執(zhí)行器來完成制動操作,彌補了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)設(shè)計和原理所導(dǎo)致的不足,使制動控制得到最大的自由度,從而充分利用路面附著,提高制動效率。2.1 EHB系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀作為一種較為新型的制動系統(tǒng),EHB發(fā)展時間較短,但發(fā)展前景廣闊,各大汽車廠商和研究機構(gòu)都在積極的開發(fā)這一系統(tǒng)。1994年,Analogy公司用Saber仿真模擬的方

7、法,開發(fā)出了一套EHB的控制系統(tǒng)。1996年,博世公司對其開發(fā)的EHB系統(tǒng)進行了實車試驗,得到了滿意的效果,該系統(tǒng)后來在實際應(yīng)用中也取得了巨大的成功,在縮短制動距離以及保證車輛穩(wěn)定性方面效果明顯。天合、德爾福、大陸特威斯等公司也相繼開發(fā)出了類似的EHB系統(tǒng),并于20002002年前后獲得了一系列的專利。2001年9月,裝備了博世傳感制動控制(Sensotronic Brake Control)系統(tǒng)的奔馳SL新型跑車在法蘭克福國際汽車展上首次展出,2002年該系統(tǒng)裝備于新型的奔馳E級車上,2003年裝備于Estate型車 上,同年,博世首次推出了加裝在奔馳E-Class 4matic型車上的四輪

8、驅(qū)動SBC,這也是EHB系統(tǒng)首次應(yīng)用于系列化生產(chǎn)的汽車。韓國萬都公司、大陸特威斯公司、天合公司等都在EHB系統(tǒng)的開發(fā)中取得進展,并開始為通用、福特、戴姆勒克萊斯勒公司等汽車廠家供貨。2.2 EHB系統(tǒng)的優(yōu)點傳統(tǒng)制動系統(tǒng)如圖2-1所示,制動主缸與制動輪缸通過制動管路相連,制動壓力直接由人力通過制動踏板輸入,而真空助力器作為輔助動力源也要受到發(fā)動機真空度的限制。這種結(jié)構(gòu)特點限制了制動壓力建立、各輪制動力的分配以及與其它系統(tǒng)的集成控制等,在進一步提高制動效果方面潛力有限。圖2-2為EHB系統(tǒng)的示意圖,EHB系統(tǒng)由于改變了壓力建立方式,踏板力不再影響制動力,彌補了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)設(shè)計和原理所導(dǎo)致的不足,具

9、有許多傳統(tǒng)制動系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)越性： 圖2-1 傳統(tǒng)制動系統(tǒng) 圖2-2電子液壓制動系統(tǒng)（EHB）示意圖1在傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中,在緊急制動或長時間制動后,系統(tǒng)部件特性可能發(fā)生變化,進而影響制動性能,采用EHB控制系統(tǒng),部件機械特性的變化可由控制算法進行補償,使制動壓力等級和踏板行程始終保持一致。2由于蓄能器壓力等級很高,高壓制動液通過高速開關(guān)閥的控制進入制動輪缸,制動過程平順柔和。在緊急制動工況下,制動壓力上升梯度大,能達到的制動壓力也更高。制動蹄(鉗)對制動鼓(盤)的制動壓力通過輪缸壓力傳感器的反饋進行精確調(diào)節(jié),消除制動噪聲。3傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的制動特性無法隨意改變,而EHB系統(tǒng)通過分析駕駛員意圖,判

10、斷不同的制動行為,并提供最合理的壓力變化特性。4傳統(tǒng)制動系統(tǒng)只能在一定程度上實現(xiàn)前后制動壓力的分配,而EHB系統(tǒng)在四輪壓力分配方面有很大的自由度,這在左右附著系數(shù)不同的路面上制動時效果顯著。5傳統(tǒng)的采用真空助力器的制動系統(tǒng)助力能力受發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的影響,而EHB系統(tǒng)的制動能力不受發(fā)動機真空度影響。6由于制動傳感器探測的是踏板的運動速度和踏板的行程,電控單元據(jù)此進行制動壓力調(diào)節(jié),制造商可以根據(jù)不同的車型以及對駕駛者駕駛習(xí)慣的統(tǒng)計,僅僅通過更改控制算法和踏板感覺模擬器提供給駕駛者不同的踏板感覺,使得EHB的可移植性好。7傳統(tǒng)制動系統(tǒng)在進行ABS工作時,制動管路內(nèi)的壓力波動,使制動踏板出現(xiàn)振動現(xiàn)象

11、,缺少經(jīng)驗的駕駛者往往會因此而不自覺的減少踏板力,從而影響制動效 果。EHB由于踏板與制動管路不直接相連而徹底解決了這一問題,不但可以保證各個車輪不會抱死,而且解除制動迅速,制動過程安全、高效,對動力損失影響極 小。除了能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)制動系統(tǒng)所能實現(xiàn)的基本制動、ABS等基本功能外,EHB還能實現(xiàn)其他更為優(yōu)秀的輔助功能。8當(dāng)車輛在雨天或濕滑路面上行駛時,根據(jù)風(fēng)窗玻璃刮水器的動作,EHB系統(tǒng)可以在固定間隔時間發(fā)出微弱的制動脈沖,清干制動摩擦片上的水膜,以消除制動器的水衰退現(xiàn)象,保證可靠的制動。9大部分駕駛員在遇到緊急情況時,在施加制動力時會出現(xiàn)猶豫、施加踏板力不足,導(dǎo)致危險情況的發(fā)生。EHB通過正確

12、識別駕駛員意圖,對制動力(由踏板行程以及踏板加速度來辨別計算)加以調(diào)整,以避免制動力不足。10在需要保持駐車狀態(tài)時,可以使系統(tǒng)對車輪施加一定的制動力,即使駕駛者松開制動踏板依然能對車輪產(chǎn)生一定的制動壓力,減輕駕駛者的負擔(dān),提高駕駛舒適性,實現(xiàn)電子駐車控制EPB(Electric Parking Brake)。11在發(fā)生交通擁擠的情況下,系統(tǒng)與加速踏板單元傳感器相互配合,通過電控單元的分析計算做出判斷,駕駛者只需控制油門踏板,一旦把腳從油門踏板上挪開,EHB系統(tǒng)會自動施加一定的制動力以減速停車。這樣,駕駛者就不需要在油門踏板和制動踏板之間頻繁的轉(zhuǎn)換。2.3 EHB系統(tǒng)的組成及工作原理如圖2-3所

13、示,EHB系統(tǒng)主要由制動踏板單元、電子控制單元(ECU)、液壓控制單元(HCU)以及一系列的傳感器組成。圖2-3 EHB原理圖1制動踏板單元包括踏板感覺模擬器、踏板力傳感器和踏板行程傳感器以及制動踏板。踏板感覺模擬器是EHB系統(tǒng)的重要組成部分,為駕駛員提供與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)相似的踏板 感覺(踏板反力和踏板行程),使其能夠按照自己的習(xí)慣和經(jīng)驗進行制動操作。踏板傳感器用于監(jiān)測駕駛員的操縱意圖,一般采用踏板行程傳感器,采用踏板力傳感 器的較少,也有二者同時應(yīng)用,以提供冗余傳感器且可用于故障診斷。圖3為大陸特威斯生產(chǎn)電子制動踏板單元。2液壓控制單元(HCU)制動壓力調(diào)節(jié)裝置用于實現(xiàn)車輪增減壓操作,圖4為大

14、陸特威斯帶ECU的EHB的液壓控制單元(HCU)。HCU中一般包括如下幾個部分：獨立于制動踏板的液壓控制系統(tǒng)該系統(tǒng)帶有由電機、泵和高壓蓄能器組成的供能系統(tǒng),經(jīng)制動管路和方向控制閥與制動輪缸相連,控制制動液流入流出制動輪缸,從而實現(xiàn)制動壓力控制。人力驅(qū)動的應(yīng)急制動系統(tǒng)當(dāng)伺服系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時,制動液由人力驅(qū)動的主缸進入制動輪缸,保證最基本的制動力使車輛減速停車。平衡閥同軸的兩個制動輪缸之間設(shè)置有平衡閥,除需對車輪進行獨立制動控制的工況之外,平衡閥均處于斷電開啟狀態(tài),以保證同軸兩側(cè)車輪制動力的平衡。3傳感器包括輪速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器,用于監(jiān)測車輪運動狀態(tài)、輪缸壓力的反饋控制以及不同溫度

15、范圍的修正控制等。圖2-4所示為博世公司發(fā)布的一種關(guān)于EHB系統(tǒng)的專利,系統(tǒng)帶有踏板感覺模擬裝置,一套采用液壓伺服控制的行車制動系統(tǒng)和一套人力操縱的應(yīng)急制動系統(tǒng),其中,液壓伺服系統(tǒng)控制四個車輪的壓力,而人力應(yīng)急制動系統(tǒng)只能控制兩個前輪。系統(tǒng)共有14個電磁閥,均為二位二通閥。正常的行車制動中,當(dāng)制動燈開關(guān)被觸發(fā)時,電控單元判定制動發(fā)生,由踏板行程傳感器感知駕駛員制動意圖,進而通電關(guān)閉隔離閥,在人力作用下從制動主缸輸出的制動液進入踏板感覺模擬器,使駕駛員產(chǎn)生與操作傳統(tǒng)制動系統(tǒng)時相同的感覺。車輪制動所需的能源由動力源提供,經(jīng)主供油管路送往各輪缸,輪缸進油閥和出油閥可以實現(xiàn)各輪缸壓力控制。同軸兩輪缸間

16、各設(shè)有一個平衡閥,用于在常規(guī)制動時保持兩側(cè)車輪制動力的協(xié)調(diào)。圖2-4 博世公司的EHB系統(tǒng)1.液壓調(diào)節(jié)裝置；2.制動輪缸；3.動力源；4.泵；5.電機；6.高壓蓄能器；7.主供油管路；8.主供油管壓力傳感器；9.輪缸進油閥；10.液壓隔離活塞；11.儲液罐；12.前、后軸平衡閥13.輪缸壓力傳感器；14.輪缸出油閥；15.回油管；16.制動踏板；17.制動主缸；18.制動燈開關(guān)；19.踏板行程傳感器；20.隔離法；21.模擬器泄油閥；22.模擬器進油閥；23.踏板感覺模擬器；24.氣源；25.ECU；26.回油管壓力傳感器2.4 EHB的控制EHB所要實現(xiàn)的制動動作分為基本制動和控制制動。所謂

17、基本制動，是指駕駛者根據(jù)自己的意圖，施加或大或小的踏板力，控制車輛的減速度并保證他所期望的行駛方向，踏板力的值還達不到使車輪抱死的程度。而此時的EHB系統(tǒng)要充分反應(yīng)駕駛者的意圖，給予車輪駕駛者所期望的制動力。控制制動則指在必要的附加干預(yù)下施行的制動。即當(dāng)駕駛者欲對車輛采取緊急的全力制動，而大力并快速地踩下制動踏板時，EHB系統(tǒng)就應(yīng)該識別出這一要求，在給予車輪足夠大的制動壓力的同時，對車輪上的制動壓力進行控制以防止車輪抱死、車輛的制動穩(wěn)定性下降等情況的出現(xiàn)。EHB系統(tǒng)還可以融合多種車輛控制系統(tǒng)：當(dāng)車輛在低附著路面起步或加速時以及車輛從高附著路面行駛到低附著路面時，系統(tǒng)集成驅(qū)動防滑功能；在車輛轉(zhuǎn)彎

18、時，EHB系統(tǒng)通過車輪制動實現(xiàn)車輛穩(wěn)定性控制；此外，前述的自動清水功能、電子輔助制動功能、電子駐車制動功能等均屬于控制制動。EHB系統(tǒng)具有傳統(tǒng)制動系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)越性，但EHB系統(tǒng)仍然采用電液控制方式，嚴(yán)格意義上說并不是純粹的線控制動系統(tǒng)，與電子機械制動系統(tǒng)EMB相比，EHB系統(tǒng)在當(dāng)前技術(shù)更加成熟，因而在短期內(nèi)有極佳的發(fā)展前景。3電子機械制動系統(tǒng)EMB3.1 EMB的發(fā)展現(xiàn)狀EMB最早是應(yīng)用在飛機上的，如美國的F-15戰(zhàn)斗機就采用了EMB制動器，后來才慢慢轉(zhuǎn)化運用到汽車上來。EMB與傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)有著極大的差別，其執(zhí)行和控制機構(gòu)需要完全的重新設(shè)計。其執(zhí)行機構(gòu)需要能夠把電動機的轉(zhuǎn)動平穩(wěn)轉(zhuǎn)化為制動

19、蹄塊的平動、需要能夠減速增矩、需要能夠自動補償由于長期工作而產(chǎn)生的制動間隙等，而且由于體積的限制其結(jié)構(gòu)也必須巧妙和緊湊，是整個EMB系統(tǒng)中非常重要的組成部分；其控制部分也要求能精確控制電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角從而防止制動抱死，EMB原理如圖3-1所示。最近幾年一些國際大型汽車零配件廠商和汽車廠進行了一些對于EMB制動系統(tǒng)的研究工作，也申請了一部分專利，主要參與競爭的公司有：Conti-nental Teves、Siemens、Bosch、Eaton、Allied Signal、Delphi,Varity Lucas、Hayes等等，而國內(nèi)在此項目上的研究基本為空白，僅有二汽、清華大學(xué)和南京航空航天大

20、學(xué)進行了一些相關(guān)的研究工作。圖3-1 EMB原理圖3.2 EMB系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和分類對于EMB系統(tǒng)的機械執(zhí)行機構(gòu)，它直接接受電動機產(chǎn)生的力矩，并放大作用到制動盤上，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足如下幾個基本的要求：1）結(jié)構(gòu)緊湊，便于布置；2）能夠把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為平動；3）有減速增矩、自增力機構(gòu)；4）能夠自動補償制動間隙；5）能夠提供停車時的駐車制動；6)安全可靠、工作時間長。如前所述的各家公司都取得了各自的研究成果并成功申請了部分專利保護?？偟膩碚f，EMB制動系統(tǒng)從節(jié)省能量的角度來說可以分為2種：第1種是電動機直接帶動機械執(zhí)行機構(gòu)然后作用到制動盤上，其典型是Continental Teves公司研制的制動器；第2種是

21、電動機通過一個自增力機構(gòu)，間接作用到制動盤上，可以大大降低系統(tǒng)所消耗的能量，German Aerospace Center (DLR)內(nèi)部資料顯示其公司研制的EMB制動系統(tǒng)E-Brake比第1種結(jié)構(gòu)節(jié)省了約83的能量。第1種 圖3-2 2種EMB制動器的原理圖結(jié)構(gòu)形式的制動器的特點是控制簡單、制動過程穩(wěn)定，但是由于電機提供所有推動制動塊所需的推力，使得所需的驅(qū)動電機的功率很大，從而造成電機的尺寸、質(zhì)量和能耗都較大。第2種結(jié)構(gòu)形式的制動器由于間接 利用了汽車的動能作為制動自增力，驅(qū)動電機所需功率可大幅下降，只需要約3%的其他替代方案的能耗，其體積、尺寸和質(zhì)量也必然比第1種結(jié)構(gòu)形式的制動器小，不過

22、目前這種形式的制動器控制難度大，制動穩(wěn)定性也不如前者。圖3-2是2種EMB制動系統(tǒng)的原理圖。3.3 EMB所需解決的問題EMB制動系統(tǒng)顯而易見的具有很多傳統(tǒng)制動系統(tǒng)所不能比擬的優(yōu)勢，不過由于其發(fā)展時間短，也必不可少的存在許多亟待解決的問題：1）如果系統(tǒng)線路出現(xiàn)斷路或者電源出現(xiàn)故障，制動系統(tǒng)應(yīng)該如何動作？如果制動踏板模擬器出現(xiàn)故障該如何處置？因此需要加強系統(tǒng)可靠性和意外事故保險方面的研究力度。2）由于在高速制動過程中產(chǎn)生大量的熱量，因此需要加強系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性和散熱性能。需要反復(fù)實驗驗證驅(qū)動電機和其它部件在高溫條件下的工作性能和穩(wěn)定性。3）電制動系統(tǒng)采用大量的電控技術(shù)就難以避免有大量的電子電路，又

23、由于車輛工況復(fù)雜而且在外部暴露的電磁場和地球磁場環(huán)境中工作，這就需要加強電制動系統(tǒng)的抗干擾能力。 4）驅(qū)動電機動作需要消耗大量的電能，這是對目前車輛使用的12v電源的一個考驗，未來將采取42V的電壓來位系統(tǒng)提供能量。 5）目前車輛EMB制動系統(tǒng)還要加強與其它現(xiàn)行車輛電控系統(tǒng)的整合，最好可以形成一體化、模塊化的底盤控制系統(tǒng)，對車輛進行綜合控制。 6）由于采用了大量的傳感器、控制芯片和新的技術(shù)，使得目前電制動系統(tǒng)的成本比現(xiàn)有的液壓制動系統(tǒng)成本高，因此降低系統(tǒng)的使用成本也是當(dāng)前需要解決的問題。3.4 EMB的研究方向目前EMB制動系統(tǒng)的技術(shù)還不成熟，需要解決的技術(shù)問題還很多，國外把對電制動系統(tǒng)的研究

24、重點集中在如下幾個方面：耐高溫電子元器件。對耐高溫電子元器件的研究主要涉及到2個方面：一個是在電子元器件本身上下工夫，提高其對高溫的承受能力和在高溫下的工作穩(wěn)定性;另一個就是改良制動盤的材料和提高其散熱能力，通過優(yōu)化設(shè)計提高整個制動器的散熱性能，為電子元器件的工作提供良好的環(huán)境。機械-電子執(zhí)行機構(gòu)。對于機械-電子執(zhí)行機構(gòu)的研究已經(jīng)有幾家公司提出了設(shè)計方案并申請了專利，目前的執(zhí)行機構(gòu)中機械零件還比較多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜。如何有效地傳遞轉(zhuǎn)矩、增大轉(zhuǎn)矩，如何保證機構(gòu)能自動調(diào)節(jié)制動間隙，如何使結(jié)構(gòu)盡量小巧并可靠，都是設(shè)計過程中要面對的難題，也是重要的研究方向。圖3-3、圖3-4、圖3-5分別是Bosch、

25、Siemens和German Aerospace Center公司研制的EMB電子機械制動系統(tǒng)的原理框圖?？勺赃m應(yīng)調(diào)節(jié)的控制算法。目前車輛制動器在控制算法上主要采用3種：滑模控制、邏輯門限值控制和最優(yōu)控制算法。以后為了適應(yīng)EMB的發(fā)展和特點還可以采用新的控制算法。 圖3-3 Bosch公司的電子機械制動系統(tǒng) 圖3-4 Siemens公司的電子機械制動系統(tǒng)圖3-5 German Aerospace Center公司的電子機械制動系統(tǒng)靈敏度高而又價廉的傳感器?，F(xiàn)在使用的傳感器功能還比較單一，靈敏度也有待提高。為了保證EMB系統(tǒng)能正?？煽康毓ぷ鳎枰邪l(fā)靈敏度高、功能集成、質(zhì)優(yōu)價廉的新型傳感器。系統(tǒng)

26、容錯控制。電控制動系統(tǒng)的容錯性牽涉到制動系統(tǒng)的安全性和可靠性，因此是一個至關(guān)重要的研究方向。有些學(xué)者是用實驗的方法去檢測和評估EMB對 制動 請求的響應(yīng)情況，并通過一定的算法來忽略瞬間的錯誤信號借以實現(xiàn)系統(tǒng)的容錯控制；有的是在分布式的線控制動系統(tǒng)中加入一個中央控制芯片，這是一個專門進行 容錯控制的冗余設(shè)計，并配以專門編寫的軟件來進行容錯控制處理；最新的研究是在系統(tǒng)中引入一個監(jiān)控器，用以檢測可能導(dǎo)致系統(tǒng)錯誤和失效的信號，然后產(chǎn)生錯 誤檢測代碼，根據(jù)代碼來處理失效和提高安全性。車輛電控系統(tǒng)的容錯控制是一個牽涉到計算機硬件、軟件、通信協(xié)議等多方面的比較難解決的問題。 高可靠性的電線和連接件。在新的E

27、MB制動系統(tǒng)中，電線和連接件取代了原來的制動管路等零部件，因此要求必須可靠，這將直接影響到整個系統(tǒng)的安全性和可靠性。力矩電機的設(shè)計。EMB的一個極大優(yōu)勢就是制動響應(yīng)快，所以要求電動機必須響應(yīng)速度快。此外也要求電動機功耗小、輸出的力矩大。另外在制動過程中，電機將在“堵轉(zhuǎn)”的惡劣環(huán)境下工作，因此對電機的可靠性要求高，而且必須結(jié)構(gòu)小巧緊湊、便于安裝、能在各種惡劣環(huán)境下可靠工作。4 線控制動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)制動系統(tǒng)的發(fā)展方向足去除整個液壓系統(tǒng)，且沒有機械或液壓后備系統(tǒng)的純粹線控制動系統(tǒng)。由于沒有備用系統(tǒng)，系統(tǒng)的可靠性要求更高，必須足能容錯的；另外還要求系統(tǒng)要具有與現(xiàn)有系統(tǒng)一樣的制動性能，且系統(tǒng)的使月j壽

28、命要長、易于維護、價格便宜、適合批量生產(chǎn)等。因此，線控制動系統(tǒng)需要具有口J靠的能源來源、容鍺的通信協(xié)議及一些硬件的冗余控制等。下面是線控制動系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)：a.執(zhí)行器的能量需求。鼓式制動需100 w的功率，而盤式制動則需要1 KW。12 v的車輛電氣系統(tǒng)難以支持執(zhí)行電氣制動的高功率需求。因此，建立42 v電壓系統(tǒng)十分重要，同時需要解決高電壓帶來的安全問題9J。b.容錯的要求。在完全取消了液壓元件的系統(tǒng)中，沒有獨立的后備執(zhí)行系統(tǒng)，雖然許多技術(shù)能提高容錯系統(tǒng)的安全性，但根本的方法還是提供后備系統(tǒng)。當(dāng)節(jié)點或電子控制單元出現(xiàn)故障時，在不破壞現(xiàn)有系統(tǒng)完整性的情況下，啟用后備裝置。容錯程度應(yīng)隨應(yīng)用場合

29、不同而不同，但重要的傳感器和控制器都應(yīng)該有箭份。另外，系統(tǒng)中每一個節(jié)點之間的串行通信必須支持容錯。容錯就需要開發(fā)相應(yīng)的通信協(xié)議，因為現(xiàn)在車輛應(yīng)用的一些普通通信系統(tǒng)，如CAN等都不能滿足容錯的要求，所以需要開發(fā)一種新型的通信西議。目前世界上對協(xié)議研究的比較多，有TTIC、TTCAN等幾種。c制動執(zhí)行器的要求。裝用電機控制的制動執(zhí)行器，要求高性價比的半導(dǎo)體具有較好的高溫性能，以承受在制動執(zhí)行器附近產(chǎn)生的高溫。另外，需要開發(fā)質(zhì)量輕、價位低的車輛制動器，而且由于輪轂尺寸的限制，它們的尺寸也需要滿足設(shè)計要求。d抗干擾處理。車輛在運行過程會有各種T擾信號，目前常用的抗干擾控制系統(tǒng)有對稱式和非對稱式兩種。對

30、稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個相同的CPU和同樣的計算程序處理制動信號；非對稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個不同的CPU和不同的計算程序處理制動信號，兩種方法各有優(yōu)缺點。另外，線控制動系統(tǒng)的軟件和硬件如何讓實現(xiàn)部件化，以適應(yīng)不同車型的需要；如何實現(xiàn)底盤的部件化，是關(guān)鍵的問題。只有將制動、轉(zhuǎn)向、懸架、導(dǎo)航等系統(tǒng)進行綜合考慮，從算法上部件化，建立數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，才能以最低的成本獲得最佳的控制。5 結(jié)束語線控技術(shù)是一種全新的制動理念，它極大地提高了汽車的制動安全性?，F(xiàn)代汽車制動技術(shù)正朝著線控制動得的方向發(fā)展，線控制動系統(tǒng)將取代以液壓或氣壓為主的傳統(tǒng)制動系統(tǒng)。同時，隨著其它汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模尺寸不斷減小集成電路的發(fā)展，電子元件的成本不斷下降、汽車線控制動系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)，如電子懸架系統(tǒng)、主動式方向穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)。參考文獻：1 H.T.Do