3.5.2 集成化技术方案
未来几年即将面世的电子制动系统,从功能上可以覆盖目前ESP系统的各个方面,而且可保证在电子部分失效的情况下,基础制动系统正常工作,确保车辆制动安全。
博世公司作为这方面研究的先驱者,即将量产电子助力器,取代传统的真空助力器,和现有ESP系统一起,组成2-Box的电子制动系统。
电子助力器取代传统的真空助力器,如图3-54所示,通过电动机将驾驶人制动意图传递到制动主缸,直流电动机通过齿轮传动提供助力,建立制动压力;和踏板接口相连的是由直流电动机提供动力的踏板模拟器,从而实现踏板感觉和管路制动压力的解耦,不再需要真空助力;它和ESP的通信是通过私有CAN来完成的,互相形成安全备份,即使2-Box系统失效,驾驶人仍然可以通过踏板机械结构部分推动主缸,实现制动的需求,且满足制动失效的相关标准。
图3-54 博世公司的电子助力器
这种电子助力器和ESP组合系统中,基本结构包括两套提供动力的电动机、两套电子控制单元,它们分别在系统失效时成为彼此的后备,可以有效替代目前的真空助力器,并且可以支持主动安全方面的行人保护。但是,随着技术的进步,需要将电动机和控制器硬件这些安全冗余进一步优化,形成集成度更高的产品。大陆公司推出的新一代电子制动系统MKC系列就是这样一款产品。这个系统将ESP、制动主缸、储液罐、电子助力器集成在一起,通常称为1-Box系统。如图3-55所示,对比博世公司的技术方案,这个系统的ESP和电子助力器系统的电动机单元、控制单元硬件合二为一。
图3-55 大陆公司新一代电子制动系统MKC1
这种高集成度产品的劣势在于,对大多数主机厂来说,这样如“黑匣子”般的产品,和车辆安全息息相关,在产品尚不能稳定成熟时,不可能一步切换。而博世公司提出的方案相对灵活,电子真空助力器和传统的真空助力器方案可以互换共存。
天合公司同期开发了类似的高集成度产品,称为集成制动系统(Integrated Brake System,IBS),其电动机和主缸串联布置,结构更加紧凑,如图3-56所示。
各汽车制造商推出各自的高集成度电子制动系统,在硬件合并节约成本的同时,软件方面不断演化出新的功能。除了兼顾传统ESP系统实现的主动安全外,还可以实现踏板特性可调,支持更多驾驶辅助功能,制动能量可回收,实现轮边制动的优化控制和制动性能相关的管理,如管路泄漏监测、空行程控制、盘片间隙控制等。
图3-56 天合公司新一代电子制动系统IBS