[科普中国]-电子感应制动系统-

汽车制动系统经历了从传统机械制动到液压防抱死制动系统ABS，再到电子制动控制系统EBS，如今又出现了一种全新的制动理念，它是集成了电子控制系统和电液制动力增压器的一种新型汽车制动技术，即电子感应制动，系统简称SBC。

电子感应制动系统SBC最早是由博世公司提出来的。在20世纪90年代，博世公司推出了一项名为“Brake 2000”的研究项目，该项目主要是让其最前沿的开发部门，开始有关进一步改进汽车制动系统的研究，目标是研究一种反应速度更快、制动效果更显著的制动系统，电子感应制动系统SBC就是因为这种要求而诞生的。

释义汽车制动系统经历了从传统机械制动到液压防抱死制动系统ABS，再到电子制动控制系统EBS，如今又出现了一种全新的制动理念，它是集成了电子控制系统和电液制动力增压器的一种新型汽车制动技术，即电子感应制动，系统简称SBC。

SBC电子感应控制系统是世界上第一套完全线控的制动系统(Brake-by-Wire)，首先装载于高档车奔驰SL500，在最新Maybach 62中也装备了SBC系统。1

SBC系统的构成传统制动器工作原理是：驾驶员踩下制动踏板，推动与制动调压器及制动主缸相连的活塞连杆。制动主缸根据踏板力的大小，在制动管路上形成相应的制动压力，在机械和液力相结合的作用下，通过制动缸推动制动钳压向制动盘。由于中间传递机构复杂，制动的反应速度比较慢。

在电子感应制动系统中，电子元件将替代当前制动系统中大量使用的机械元件，把制动踏板和执行机构分离开来，由于大大减少了中间元件，因此反应速度就大幅提高。右图所示为在奔驰车上应用的SBC系统，它由传感器、ECU（电子控制单元）与执行器（液压控制单元）等构成。传感器用来测量制动主缸内的压力以及制动踏板运动的速度，如果监测到驾驶员开始制动，就发送信号给ECU。SBC系统的制动力是由电子控制的电机来实现的。电机带动高压储能器，使制动液以很高的压力进入制动系统，快速而准确地完成汽车制动。

为了让驾驶员能够有真实的制动感觉，SBC系统还带有一个踏板行程模拟器，它连接在制动主缸上，用弹簧力和液压力来推动制动踏板运动。制动踏板感觉是可调节的，以满足不同的要求。2

SBC系统的工作原理SBC系统工作过程可分为感应、计算、电控执行3个步骤，工作原理如图所示。当驾驶员踩下制动踏板时，踏板行程模拟器感应驾驶者施加在踏板上制动力的速度及强度，以获得(识别)驾驶者的制动意图；然后，SBC ECU根据传输来的感应信号，以及其它电子辅助系统（例如ABS、ESP等)的传感器信号，如车轮速度、转向角度、回转率、横向加速度等和车辆行驶状态，精确计算出各车轮所需的制动力，从而保证最佳的减速度和行驶稳定性。接着，液压执行单元根据SBC ECU输出的控制指令，控制电机通过高压蓄能器分别向各车轮精确施加所需的制动力，使得车辆更快速、更稳定地制动或减速。在该系统中，每个车轮可以得到独立的控制，使得每个车轮都能分别平稳减速，以达到最好的行驶稳定性和最优的减速度。SBC感应制动控制系统可随时监测驾驶员的驾驶过程，通过预先采取行动来为车辆迅速施加制动做好准备。在制动发生前，一旦驾驶员的脚离开加速踏板，SBC感应制动控制系统就做好制动准备，这一过程发生在驾驶员踩制动踏板之前。这就意味着一旦驾驶员施加制动，SBC系统可在最短的时间内达到最大最快的制动效果，于是，缩短了制动距离。

SBC系统与传统制动系统相比，可在短时间内给制动系统提供持续稳定的车轮制动力，使制动更迅速，SBC系统的传输速度比传统的机械与液压传输速度快了0.2s，可以缩短5至6m以上距离。2

SBC系统的优点及不足SBC电子感应制动系统具有以下显著优点：

（1）紧急制动：由于SBC借助于电子部件来感应和传递制动信号，因此其反映速度比传动制动系统要快得多，而且由于采用了高压储能器，制动压力也比传统制动系统高，因此制动时间也得到了降低。研究表明，装备SBC的汽车在120km/h的速度下制动，其制动距离比装备传统制动系统的车型减少了大约3%。

（2）行驶稳定性：SBC系统可以与ESP等稳定控制系统协同工作，提高汽车的行驶稳定性。例如，在突然转向的危险情况下，SBC与电子稳定程序（ESP）相互作用，通过向各个车轮发出精确的制动脉冲以及（或者）减小发动机转速，来保证车辆在突然转向过程中的安全性。正是由于有来自SBC迅速的精确制动，ESP才能在车辆即将脱离行驶轨道前，及时、平稳将其稳定下来。试验表明，在SBC的参与下，ESP能显著地减少汽车的突然转向。同时，驾驶员的转向压力随之减少。

（3）弯道制动：在弯道上制动时，SBC能够根据实际情况分配制动力，它可以增加外侧车轮的制动力来提高制动效果，同时内侧车轮的制动力会减少，以提高横向牵引力，增强转弯能力。传统制动系统与SBC系统对车轮的不同制动力及制动效果要好的多。SBC可保持车辆良好的弯道制动性能。

（4）舒适性：SBC踏板在制动系统中的分离式设计和采用机电一体化的均衡压力控制，均提高了制动的舒适性，特别是在急剧减速或ABS系统工作的时候。踏板感觉不到脉冲，避免了驾驶员误将脚从制动踏板上挪开而无形增加制动距离的可能。

（5）附加功能：SBC系统还具有很多额外的功能。如在湿滑路面上，它可以弄干制动盘上的水膜，使SBC在最佳效能下工作。SBC系统还有一种称为交通阻塞辅助系统的功能，在拥堵的路面行驶时，驾驶员只需要控制加速踏板，右脚一旦离开加速踏板，SBC就会减慢车速并以稳定的速度将车停下。在斜坡行驶时，SBC的起步辅助功能还可以防止汽车向后或向前滚动。

尽管SBC系统具有以上所述的诸多优点，但要达到市场化大批量应用，还有很多技术困难有待解决。如实现制动的关键部件－电机的技术目前还不成熟，在功率、重量和成本方面与传统的液压系统还有很大差距；而且SBC系统要求采用42V的汽车电源，这与目前36V的汽车电源还有很大不同。另外，如何保证系统出故障后还能保持汽车的基本制动性能也是个需要解决的问题。1

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学