必看！一文讀懂線控制動系統分類及特點

線控制動系統作為由電子控制的制動系統，其主要特征是取消了制動踏板和制動器之間的機械連接，通過踏板傳感器采集駕駛員制動意圖或者通過整車通訊網絡接收智能駕駛控制器的制動請求，進而由制動控制單元ECU處理電子信號并控制制動執行機構輸出制動力。

根據制動執行機構的不同，線控制動系統目前可以分為三種，國內外主要研究的線控制動系統是電子液壓制動(EHB)系統、電子機械制動(EMB)系統以及混合線控制動(HBBW)系統，其中尤以EHB系統發展最為成熟，目前已處于量產階段。混合線控制動(HBBW)系統是電子液壓制動EHB系統和電子機械制動EMB系統的集合。

電子液壓制動(EHB)系統

電子液壓制動(EHB)系統是在傳統的液壓制動器基礎上發展而來的。它的制動主缸和輪缸未直接連接，由電子元件進行間接連接，且由電子踏板來獲取得駕駛員制動的意圖，是一個先進的機電一體化系統。與傳統的液壓制動系統相比，EHB系統有了顯著進步，其結構緊湊，改善了制動效能，控制方便可靠，制動噪聲顯著減小，不需要真空裝置，有效減輕了制動踏板的打腳，提供了更好的踏板感覺。

電子液壓制動(EHB)系統的結構

汽車電子液壓制動系統（EHB）主要由液壓控制模塊、制動踏板模塊、控制單元HCU、制動器、各類傳感器等組成。

液壓控制模塊：主要包括電機、電機泵、蓄能器、單向閥、溢流閥、四套結構相同的增/減壓電磁閥等；

踏板制動模塊：主要包括制動踏板、踏板力傳感器、踏板行程模擬器、主缸、電磁閥、儲油杯等組成；

控制單元：接收制動踏板發出的信號、 各類車輛狀態信號以及反饋信號等進行綜合分析和判斷，對進出液電磁閥分別進行調節，通過輸入PWM控制信號給高速開關閥從而控制各車輪上的制動壓力；

電子液壓制動(EHB)系統的原理

工作原理：駕駛員踩下制動踏板，數據采集系統將踏板行程傳感器、踏板力傳感器的信息匯同車輛的行駛狀態（方向盤轉角、輪速、車速、橫擺角速度等）信息采集到HCU中進行綜合分析和判斷，當得知系統需要增壓時，HCU輸出PWM控制信號，對電磁閥進行控制，使進液閥輸入流量增大，出液閥輸出流量減小，直到達到所需制動壓力；當得知系統需要保壓控制時，HCU通過 對電磁閥進行控制，使增壓電磁閥和減壓電磁閥 輸出的流量保持不變；當得知系統需要減壓時，HCU使進液閥輸入流量減小，出液閥輸出流量增大，直到所需的制動壓力；當某幾個高速開關閥控制回路失效時，HCU將切換成應急控制模式， 制動踏板力的液壓管路與應急制動管路連通，踏 板力直接通過液壓管理加載在制動器上，實現制動。

電子液壓制動系統(EHB)的優勢

? 電子液壓制動系統由電磁閥控制實現四輪獨立和準確的壓力調節，還具備快速制動響應的反饋；

? 電子液壓制動系統取消繁雜的真空助力裝置，它的結構更簡單，便于整車的布置；

? 電子液壓制動系統便于集成TCS、ABS、ESP 相關的輔助制動系統，兼容性強，可達到車聯網通信；

? 電子液壓制動系統的主缸前和后腔出液口有斷開的電磁閥，可有效切斷主缸和輪缸的關聯，可完成輪缸和主缸的解耦，達到制動能量回收；

? 傳統的真空助力器在長時間制動工況下，制動性能會衰退，EHB 系統的可靠性高，衰退慢；

? 電子液壓制動系統配置的踏板模擬器具有良好制動的感覺，達到人力制動和助力的制動解耦，可實現主動制動；

? 電子液壓制動系統具備失效備份的功能，在系統故障時可實現制動的停車。

電子液壓制動系統的缺點(EHB)與改進

可以看出，EHB系統主要對傳統剎車系統的動力輸入端做了改造，后續的液壓部分并未更改。這種集中式的剎車系統仍然不能實現單輪制動力的調節；要實現ESC等功能，仍然需要引入對應的組件。

如果徹底取消剎車踏板與制動輪缸間的機械連接，當電控軟件/硬件失效時，則可能無法剎車，釀成事故。因此需要剎車系統備份，一般可以采用ESC系統作為系統備份（two Box），或者仍然在踏板上保留機械連接的分支，在電子系統失效時接通。

EHB系統中仍然保留了較復雜的液壓管路，液壓系統放大了制動力，相較于后面要介紹的EMB系統，EHB仍然不算“完全體”的線控系統，因此也被視為一種過渡產品。

電子機械制動(EMB)系統

EMB系統完全摒棄了傳統制動系統的制動液及液壓管路等部件，由電機驅動制動器產生制動力，是真正意義上的線控制動系統。因為無備用的液壓或機械系統，電子機械制動系統的可靠性非常關鍵，其系統需要備用的電源和冗余的通訊鏈路。電子機械制動系統的控制器選取高可靠度的總線協議，還有控制系統冗余設計。

可以看出，EMB真正實現了制動輸入與輸出之間的解耦，因此更加便于ADAS/AD系統輸入信號，介入對剎車的控制。至于EMB的制動器，可以分為無自增力制動器、有自增力制動器、機電盤式制動器 和機電鼓式制動器等。

電子機械制動系統(EMB)的組成

? 電子制動踏板：電子制動踏板借助踏板上的傳感器，其功能是將駕駛員制動意圖輸入電子控制單元的紐帶作用；

? 車載電源：電子機械制動系統的能量來源，其需穩定的電壓輸出來驅動電機和保證傳感器的能量；

? 車載計算機網絡：實現制動控制單元和電子控制單元的通訊；

? 制動力分配單元：制動力分配單元是電子控制單元ＭＣＵ的組成，可對傳感器收集到的信息進行合理處理，制定恰當的制動力分配決策，來確保制動時的乘客舒適性和最短的制動距離；

? 制動力執行單元和制動控制單元：控制單元和執行單元構成完整的制動模塊。制動模塊是由傳感器、制動控制器、制動執行器等構成的閉環控制系統；

EMB系統主要由以下3個部分構成：EMB執行機構、中央控制器（以電子控制單元為核心）和制動踏板模塊（由制動踏板處的踏板位移傳感器和踏板力模擬器構成）。汽車在運行過程中，駕駛員要通過踏動制動實施制動；整個過程中踏板位移傳感器感知踏板位置和變化速度等信息，并迅速將所獲得的信號傳遞給制動控制器，控制器根據此信號判斷出駕駛員的制動意圖，同時綜合其他傳感器獲得的外界和汽車當前所處狀態，實時的計算各個車輪所需的最優制動力，來驅動電機做出正確動作。EMB執行機構是將電機的轉矩轉化為制動墊塊與制動盤間的夾緊力，從而實現各車輪的制動。

電子機械制動系統(EMB)的原理

工作原理：電子機械制動系統的工作原理是駕駛員在進行制動操作，將制動踏板信息傳遞到行車電腦ECU，它綜合傳感器信息，在經過分析和處理計算后，獲得這個時候最佳的目標制動夾緊力，將它傳輸到制動執行機構。如果電子機械制動系統接收到制動信號后，其控制驅動電機迅速進行響應，并由減速增矩和運動轉換機構將初始的電機轉動轉換為螺母最終的平動，推動制動襯塊壓緊制動盤完成制動的操作，達到車輛的有效制動效果。

EMB系統相對傳統液壓/?壓制動的優勢

制動效果

? 響應時間更快，制動距離縮短

? 更佳的?輛穩定性動態控制

? 更舒適精準的制動操作，制動時?上?員舒適度提?

? 更好地協同饋電能量回收，提?饋電能量回收效率

? 四輪更容易獨?制動，更便于協同分布式驅動進?轉向/制動

結構與效率

? EMB是ESC、ADAS、??駕駛的最佳選擇（綜合制動效果與ESC耐久性）

? 便于與輪轂/輪邊電機?起，集成??模塊，促進滑板底盤的發展

? 制動系統?幅度簡化，部件數量減少

? 制動系統硬件成本降低 ? 維護，保養更容易 ? EMB使得制動系統總體重量下降

? EMB使得制動系統在整?中的安裝、布置更為簡潔

? EMB?傳統商??/?鐵?壓制動系統更節能

? 拖滯?矩?幅下降，減?摩擦?磨損

? 免除有潛在環境污染的制動液后，?傳統液壓制動更加環保

域控與軟件

? EMB將EPB、ESC、IBS三合?，可以簡化控制器和系統軟件

? EMB將制動控制集中，有利于主機?將制動域并?底盤域控制

? EMB的制動控制軟件有利于主機?分離出來，進?更好地掌握

電子機械制動系統(EMB)的不足

? 沒有備份系統，對可靠性要求極高：由于不存在獨立的主動備用制 動系統，不論是ECU元件失去效用還是傳感器失靈，抑或者是制動 器本身或線束出現故障，都需要一個備用系統以保障制動的基本性能，在電子控制單元發生故障時，自行啟動且不會影響到現有系統的完整性。

? 剎車力不足：EMB系統由于位于輪轂中，輪轂的體積決定了電機大小，進而決定了電機功率不可能太大；

? 工作環境惡劣，特別是溫度高：剎車片附近的溫度高達數百度，而電機體積又決定只能使用永磁電機，而永磁材料在高溫下會消磁；

? 簧下元件，震動劇烈，不確定性強：永磁體無論是燒結還是粘結都很難承受強烈震動。

混合線控制動(HBBW)系統

根據之前的論述，EHB的液壓管路復雜、集成度較低，而EMB提供的制動力有限、難以滿足失效備份需求。因此，業界考慮將EHB和EMB結合起來，構成一種混合線控制動系統HBBW。

在HBBW中，作為主制動輪的前輪采用EHB，可以提供更大的制動力，并且可以提供失效備份以滿足法規要求；而對制動力需求不大的后輪則采用EMB，可以縮減液壓管路的長度，同時能夠實現電子駐車功能。當前Audi的EHCB（Electric hydraulic combi brake）即為最具代表性的HBBW系統。