近年来，电控制动系统（Brake By Wire）的研究取得了一定进展，其中一些模式已经有了近20年的研究。但是德尔福仅仅在如梅赛德斯-奔驰公司的（所谓的电-液制动系统）及一些采用混合动力系统的少数车辆上使用了此项技术，除此之外我们并没有看到这项技术被大规模地使用，为什么会出现这样的状况呢？

德尔福公司底盘系统

一项技术能否成功产业化，离不开技术本身、商业潜力及厂商参与的热情这三大要素。对现有成熟技术形成挑战的新技术，它不仅仅在技术上要有一定的优势，而且还要能明确地证明新技术本身无论在成本上或是性能上均能为最终用户提供高于现有技术的受益。而电控制动技术尽管在技术可行性上取得了很大的进步，但是在成本控制和性价比上还没有完全扫清所有的障碍。

电控制动到底为我们带来什么？在这一点上确实值得我们思考。相对于电控制动系统，电-液混合制动系统被较早地进行了推广，在2002年已经用于奔驰E级车上的电-液混合制动被称为“电控制动系统”。梅赛德斯公司在制动踏板和制动卡钳间还是保留了直连的液压管路，这些管路作为电控制动系统的备用方案。在电控制动系统出现问题时，备用系统能够进行一些传统的液压制动。

这是真正意义上的电控制动吗？我们对此持保留意见，因为虽然他提供了几乎所有电控制动系统的功能，但如果所有的电控单元都丧失了功能，整个制动系统却依然能够工作，从这个角度来看，这个系统被称为电-液辅助制动系统将更妥当一些。

下面我将介绍的是纯粹的电控制动系统，而不是刚才所提到的所谓的电-液混合制动系统。这将是一种全新的、完全使用电进行驱动的、没有额外的液压制动或机械式制动作为后备的制动系统。一开始，有人可能会对这种制动踏板和执行机构完全分离的制动系统表示担心，但是以下关于电控制动系统的优势将改变这些观点。

技术的驱动力

我们为什么要花费如此大的精力来开发电控制动技术呢？针对这一问题，能从各个不同的领域获得很多答案，尤其是在已经实际运用这项技术的汽车行业。以下仅仅是其中的一部分因素：

1、主动安全性

电子机械式刹车制动强劲，反应迅速。当主动安全系统如碰撞缓冲辅助制动工作时，制动的反应时间将在零点几秒内完成。

2、驾驶将更为舒适和便捷

越来越多的车辆装备有自动或半自动驻车制动器。而拥有“坡道驻车”及“起步辅助”等附加功能的车辆也会逐渐增加，并将很快在中等价位的汽车上成为类似于电控车窗和中控门锁的标准配置。

3、减轻驾驶员工作负荷

制动系统在日常驾驶中给了驾驶者更多的辅助。举一个比较传统的例子：牵引力控制系统(TCS)，这项技术已经作为ESP系统的一部分而存在了很多年。而另一个较为新颖的技术被称之为“弯道制动力分配(Corner Brake Distribution)”，顾名思义，这项技术的意义就是，在车辆转弯时调整作用在不同轮子上的制动力以实现驾驶者的转弯意图。

4、混合动力系统

为了获得最佳的燃油经济性，混合动力系统需要优化制动力再生方式，因此需要制动系统为动力系统中的发电机提供一个透明且无缝的接口。而电控制动系统能够通过软件对所提供数据的精度及制动命令的发布进行有效的权衡，这样就能很容易满足这样的要求。

实际上，电控制动系统所能提供的好处远远多于我们所列出的。除了以上从电控制动系统上直接实现的功能外，汽车工程人员还将在此基础上开发出其他更多的附加功能。

由于电控制动系统完全不需要液力制动主缸、真空助力器、以及ABS/ESP总成，所以在发动机舱的零部件布局方面有很大的优势。单凭这一点就可以释放出至少10L的安装空间。另外，这种安装空间上的节省还不包括省去了其他基本制动系的零部件，比如在液压制动系统中提高制动性能的真空泵，它在欧Ⅳ/欧Ⅴ等真空度不足的柴油机上是非常常见的。当然电控制动系统也有一些零部件是要占用空间的，这些零部件包括备用电源存储器和其他一些电子设备。但是这些零部件的尺寸都非常小，可以轻易地利用一些边角空间来安装。

所有上面提到的功能都是通过某些方式帮助驾驶员更好地控制车辆，以达到更好的车辆性能和安全舒适性。然而，电控制动系统还有助于开发出另外一些潜在的功能，而这些功能也将会成为其巨大的卖点。这些功能是由外带附件来实现，包括自动限速，当车辆被盗时将车辆锁住无法动弹。这些功能通常需要由车辆外部的信号来控制，比如来自路边的无线电或者卫星信号。这种功能一直以来都备受争议，并且在技术早已成熟的情况下一直未被采纳。外部控制虽然简单，但被认为是从驾驶员手中剥夺了安全驾驶的责任。持反对意见的人认为，如果驾驶员有着良好的驾驶和安全习惯，那么上面提及的自动化功能就完全没有必要。无论如何，为了使这些功能被大众接受，必须在驾驶员的指令输入和外部控制系统之间做平顺和清晰的结合。电控制动系统，将所有的指令都通过电子硬件和软件做出了最好的仲裁，非常适合用来实现这些指令的整合。

最后，一些采纳电控制动系统的用户可以按照自己的意愿来组装车辆，或者获得更直接更适合自己的人-机互动界面，这些都已经在世界各地的许多概念车上实现。

人们通常会问：“传统液压制动系统能实现上述功能吗？”回答是“可以”，但是这个肯定的回答往往不够坚决，而且是需要斟酌的。其原因如下：

虽然传统液压制动系统要晚于电控制动系统首次展示这些功能的时间，但已经具备了上述的大部分功能。另外，传统液压制动系统往往需要重新调试而放弃某个方面的最佳性能，只是为了兼容其他的性能。

图1   功能和复杂性之间的关系

功能与复杂性的关系

在试图满足上述增加的功能要求时，传统液压制动系统变得非常复杂。这种复杂性来自两方面的原因：首先是集中控制的执行机构。这主要是因为中央液压控制器和主缸。液压系统在向多个执行机构输送相同的压力时非常有效。然而，为了实现这些先进的功能，需要在每个车轮上得到不同的且精确的压力。为了满足这种要求，需要给系统增加额外的传感器、精确的控制阀、高速的泵机构等。制动液寿命、温度变化适应性和零部件公差的鲁棒性等问题也随之而来。第二个导致液压系统复杂性的原因是，需要将自动化功能要求和现有的驾驶员制动踏板输入有机地结合起来。换句话说，就是不能在驾驶员已经实施制动时，对驾驶员的脚产生难以接受的干扰。这个要求变得极具挑战性，因为在液压系统里制动踏板和液压执行机构（制动卡钳）是直接连接的。

在电-液混合控制系统里，这种直接连接依然存在，因为要保证在中央液压控制器失效时，依然保留有制动能力。因此，在简单传统的液压制动系统中，这种连接都是必要的。在自动化功能起作用时，这种与踏板的直接连接会导致许多问题。自动功能要求由电动泵产生压力施加到制动系统中，而不同于由驾驶员直接施加踏板力产生的制动力。这些自动的压力将会直接或间接地反馈到踏板中，对驾驶员产生一定的干扰，不仅不舒适，而且会在涉及安全的情况下使驾驶员做出如过早释放踏板等的不适当动作。

减少这种互相干扰影响的同时也会带来系统的复杂性和增加自动功能的平顺性。这种调整在整个系统中是可以接受的，但是会不可避免地对踏板的最佳性能带来影响。

复杂性会带来问题吗？回答很简单，“是的”。复杂性的增加往往带来成本的增加。在低端市场里对于期望值高的功能如主动安全、再生制动等是一种潜在的制约因素，这是大家不希望看到的。复杂性的另一面是可靠性降低。汽车在增加功能时首先要保证可靠性，否则，在可靠性上的失误必然会对市场销售带来负面影响。

从这个意义上来讲，是到了将注意力集中到“电控制动系统”的时候了，因为它能够分担本来由液压系统带来的复杂性。正是因为在踏板和车轮间有分布式执行器，而缺乏直接执行器的连接，导致了电控制动系统的复杂性。如何解决这种复杂性所引起的潜在高成本和可靠性问题将在后文阐述。可以肯定地说，答案能够从被广泛认知的数字电子技术中找到。

要实现自动制动和驾驶者踏板输入的无缝整合以得到车辆的最佳性能，需要现在或将来的制动系统提供这样一个方案：它能够在那些快速并且分布式的执行器进行动作时，不会对系统中的制动踏板有不良反馈，而电控制动系统将是最好的选择。

德尔福电子制动系统的开发

在研究电子制动系统方面，德尔福有着很长的历史。德尔福对于电子制动系统的开发最早是应用在1994年通用汽车EV1上（当时德尔福仍是通用汽车的一部分）。这个项目是全球第一例批产的电子制动系统的实际应用。这个系统是电液控制前轮、单纯电控制动后轮的混合制动系统。这一应用在电子、软件开发及可靠性领域具有划时代的意义。

德尔福对电子制动钳的各种开发始于20世纪90年代末期。这些电子单元通常工作又快又有力，但同时模块比较笨重，装配困难。所有的控制和马达驱动模块都是独立安装。这些执行器需要42V的电压输入。由于在当时的几年时间里，工业领域一直遵循42V电压系统的设计，所以这并不是问题。

德尔福在近10年的时间里开始着手做了许多项目的开发，其中有一些是跟各个OEM厂商共同完成的。其他如沃尔沃领导的、由欧盟资助的“制动系统协会”，同时得到政府的支持。

这些项目最初进行的目的是在系统层面上，为电子制动系统建立技术可行性。这些系统配置的都是不同的体系机构，但大多数都继续使用42V的动力系统来获取足够的性能。这些具有部分容错功能的电驱ABS和电子制动的演示达到了预期目标，并且取得了重大成功。在这些项目中，德尔福是其中几个项目的领导者。

在2002年，至少对德尔福而言，注意力又回到了电子驱动本身。结果就诞生了第二代的装配尺寸非常小的执行器（制动卡钳），极大地减轻了重量，性能得到了优化，尤其是ABS工作时候的性能。其构造是全铝的，以德尔福至今仍在使用的内电机滚珠丝杠为特征。该执行器经历了高强度的耐久、测功和热试验，取得了非常好的结果，几乎超过了所有性能目标值，然而，该设计是针对后轮电子制动或混合制动系统的。同时，该设计是在14V的电压下工作，且不能满足前轮制动大扭矩的需求。它仍然保留了分布式的电子控制的应用，造成了明显的连接和额外的布置问题。 （未完待续）