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电子液压制动系统

电子液压制动系统
当前车辆对制动性能的要求越来越高,传统制动系统由于结构和原
理的限制在提高制动性能方面潜力有限,电子液压制系统(EHB)作为
一种新型的制动系统弥补了传统制动系统的不足,可以很大限度地提
高车辆制动性能。 随着高等级公路的增多和汽车平均车速的提高,
如何能让高速行驶的车辆在尽量短的制动时间和制动距离内,安全、
稳定地进行制动减速以及停车,已成为急需解决的问题。制动系统作
为汽车行驶安全的保证,经过了几十年的发展研究,开发出了多种多
样的制动系统并投入实车使用,取得了比较满意的效果。但传统制动
系统由于结构及原理的限制,即使附加了ABS等防抱制动控制系统,
也无法实现最大限度的最佳制动力控制。
2000年12月,德国大陆集团证明,一辆以100km/h速度行驶的
紧凑型轿车,在30m的距离内停下来是可能的。而当时采用传统制
动系统车辆最好的成绩是37~42m。2001年秋,一辆概念车在接近
现实的情况下获得了成功,它应用了多种当时正处于研发阶段的技术,
其中就有电控液压制动系统EHB(Electronic Hydraulic Brake)。
EHB是一种线控制动(brake-by-wire)系统,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。
EHB系统的发展现状
作为一种较为新型的制动系统,EHB发展时间较短,但发展前景
广阔,各大汽车厂商和研究机构都在积极的开发这一系统。
1994年,Analogy公司用Saber仿真的方法,开发出了一套EHB
的控制系统。1996年,博世公司对其开发的EHB系统进行了实车试
验,得到了满意的效果,该系统后来在实际应用中也取得了巨大的成
功,在缩短制动距离以及保证车辆稳定性方面效果明显。天合、德尔
福、大陆特威斯等公司也相继开发出了类似的EHB系统,并于2000~
2002年前后获得了一系列的专利。
2001年9月,装备了博世传感制动控制(Sensotronic Brake Control)
系统的奔驰SL新型跑车在法兰克福国际汽车展上首次展出,2002年
该系统装备于新型的奔驰E级车上,2003年装备于Estate型车上,
同年,博世首次推出了加装在奔驰E-Class 4matic型车上的四轮驱动
SBC,这也是EHB系统首次应用于系列化生产的汽车。韩国万都公司、
大陆特威斯公司、天合公司等都在EHB系统的开发中取得进展,并开
始为通用、福特、戴姆勒•克莱斯勒公司等汽车厂家供货。
EHB系统的优点
传统制动系统如图1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它系统的集成控制等,在进一步提
高制动效果方面潜力有限。
图2为EHB系统的示意图,EHB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:

1.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。
2.由于蓄能器压力等级很高,高压制动液通过高速开关阀的控制
进入制动轮缸,制动过程平顺柔和。在紧急制动工况下,制动压力上
升梯度大,能达到的制动压力也更高。制动蹄(钳)对制动鼓(盘)的制
动压力通过轮缸压力传感器的反馈进行精确调节,消除制动噪声。
3.传统制动系统的制动特性无法随意改变,而EHB系统通过分析
驾驶员意图,判断不同的制动行为,并提供最合理的压力变化特性。
4.传统制动系统只能在一定程度上实现前后制动压力的分配,而
EHB系统在四轮压力分配方面有很大的自由度,这在左右附着系数不
同的路面上制动时效果显著。
5.传统的采用真空助力器的制动系统助力能力受发动机转速和负
荷的影响,而EHB系统的制动能力不受发动机真空度影响。
6.由于制动探测的是踏板的运动速度和踏板的行程,电控单元据
此进行制动压力调节,制造商可以根据不同的车型以及对驾驶者驾驶
习惯的统计,仅仅通过更改控制算法和踏板感觉器提供给驾驶者不同
的踏板感觉,使得EHB的可移植性好。
7.传统制动系统在进行ABS工作时,制动管路内的压力波动,使
制动踏板出现振动现象,缺少经验的驾驶者往往会因此而不自觉的减
少踏板力,从而影响制动效果。EHB由于踏板与制动管路不直接相连
而彻底解决了这一问题,不但可以保证各个车轮不会抱死,而且解除
制动迅速,制动过程安全、高效,对动力损失影响极小。
除了能够实现传统制动系统所能实现的基本制动、ABS等基本功
能外,EHB还能实现其他更为优秀的辅助功能。

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