基于液压传动的电子驻车执行机构设计与分析(4)
2线控制动系统
线控制动技术是电子驻车执行系统的关键技术。本章分别对对线控制动系统的原理、分类、关键技术、设计要求及安全相关性能要求进行了分析。
2.1 线控制动系统分类及原理
2.1.1 按车轮压力系统的不同分类
线控制动系统一般可采用的车轮压力系统有两种：其中一种为电子液压制动系统（EHB，Electro-Hydraulic Brake），另一种为电子机械制动系统（EMB，Electro-Mechanical Brake），如图2.1.1所示。EHB是在传统的液压制动器基础上发展起来的，电子与液压系统相结合所形成的多用途、多形式的制动系统，它由电子系统提供柔性控制，液压系统提供动力它以电子元件替代了部分机械元件，制动踏板不再与制动轮缸直接相连，驾驶员操作由传感器采集作为控制意图，完全由液压执行器来完成制动操作，弥补了传统制动系统设计和原理所导致的不足，使制动控制得到最大的自由度，从而充分利用路面附着，提高制动效率；而EMB则将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由电制动取代，是未来制动控制系统的发展方向。此两类线控制动系统的共同特点是：均采用踏板转角与踏板力按比例调控的电子踏板；具有控制制动力矩与踏板转角相对应的程序控制单元；程序控制单元可基于其它传感器或控制器的输入信号实现主动制动及其它功能[2][3]。
图2.1.1 线控制动系统的分类
2.1.1.1 电子液压制动系统（EHB）
电子液压制动系统是将电子与液压系统相结合所形成的制动系统。EHB由电子系统提供柔性控制，液压系统提供动力。结合电子元件提供的电子控制系统，以及中央控制器ECU对各个信号进行计算，再发出指令给执行机构产生制动力，同时控制制动力大小，使车辆有效制动[4]。
（1）电子液压制动系统EHB的结构原理
传统车辆制动系统的工作过程是，驾驶员通过制动主缸在轮缸上建立制动压力。而电子液压制动系统是通过蓄能器提供制动压力。蓄能器压力由柱塞泵产生。
电子液压制动的控制系统由传感器、ECU(电子控制单元)及执行器(液压控制单元)等构成，如图2.1.2所示。制动踏板与制动器间无直接动力传递。制动时，制动力由ECU和执行器控制，踏板行程传感器将信息传给ECU，ECU汇集轮速传感器、转向传感器等各路信号，根据车辆行驶状态计算出每个车轮的最大制动力，并发出指令给执行器的蓄能器来执行各车轮的制动。高压蓄能器能快速而精确的提供轮缸所需的制动压力。
图2.1.2 EHB系统结构原理框图
控制系统还可接受其他电子系统(例如ABS、ESP等)的传感器信号，从而保证最佳的减速度和行驶稳定性。与EMB不同，EHB不需要车轮制动器附近的额外空间，也不会增加额外的重量。为降低能耗，经过良好设计的14v电源能充分满足要求。在紧急情况下，制动主缸的压力还可直接施加给两个前轮。因此，就目前而言EHB是实现BBW的第一步。
（2）EHB的优点
传统制动系统如图2.1.3所示，制动主缸与制动轮缸通过制动管路相连，制动压力直接由人力通过制动踏板输入，而真空助力器作为辅助动力源也要受到发动机真空度的限制。这种结构特点限制了制动压力建立、各轮制动力的分配以及与其他系统的集成控制等，在进一步提高制动效果方面潜力有限。图2.1.4 为E H B 系统的示意图，E H B 系统由于改变了压力建立方式，踏板力不再影响制动力，弥补了传统制动系统设计和原理所导致的不足，具有许多传统制动系统无法比拟的优越性：
a .在传统制动系统中，在紧急制动或长时间制动后，系统部件特性可能发生变化，进而影响制动性能，采用EHB 控制系统，部件机械特性的变化可由控制算法进行补偿，使制动压力等级和踏板行程始终保持一致。