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科普闲谈新动力车制动体系技能道路

来源:yabo亚博网站登录首页 日期:2022-05-17 02:33:31

  近段时刻,制动体系刹车失灵事情闹的沸反盈天,新动力车是否满足安全、又从头引发了群众的评论。本文重新动力车与传统车制动体系的差异、新动力车制动体系的技能运用状况两个方面,对新动力车的制动体系进行解读,以便给读者理性看待制动体系相关的问题供给技能参阅。

  制动体系力的传递阅历机械→液压→机械三个进程:1)来自驾驭员脚上的力首要由制动踏板扩大、然后经助力器的二次扩大效果,终究传递给主缸输入推杆;2)主缸输入推杆推进活塞将机械力转化为液压、液压经管路传递至制动卡钳、推进卡钳活塞;3)制动卡钳活塞推进摩擦片与旋转的制动盘贴合产出摩擦力、效果到车轮上便是制动力矩。

  上图中,制动踏板和制动器关于新动力车与燃油车来讲不存在原理和运用上的差异,不同类型车辆间的首要差异会集在“助力器+主缸+ESP”模块。这儿之所以将“助力器+主缸+ESP”放在一同是因为这3个模块在不同技能计划中的集成度不相同。

  “助力器+主缸”为一个总成,ESP为独自的模块。这儿的“助力器”实际上是“真空助力器”,其原理为助力器内部被膜片分割为两个腔体:大气腔与真空腔。未制动时两腔都与真空源接通构成真空负压,踩下制动踏板后真空腔持续坚持真空、大气腔与外界接通开端进气,两腔的压力差效果到膜片上构成真空助力(终究效果到主缸输入推杆上),其助力巨细与踏板的输入力成固定比例联系。真空源来自发动机、发动机端供给的真空有两种方法:一是发动机进气歧管进气进程构成的真空、二是由发动机曲轴带动机械真空泵抽真空。主缸带真空助力器总成的详细结构见下图。

  1)制动踏板:制动踏板开裂是十分稀疏及初级的失效方法(法规上也将该件界说成不易失效的零件),踏板相关的毛病首要是制动灯开关(BLS)失效。BLS失效对根底的液压制动没有影响,可是会影响ABS/TCS/VDC等电子制动功用、EMS与制动灯开关相关的逻辑判别,当然制动尾灯的点亮必定也会受到影响;

  2)真空助力器:真空助力器失效的最严峻成果便是无真空助力(助力器走漏、真空管走漏等),给驾驭员的直观感触便是制动发硬。因为短少真空助力效果、驾驭员需求施加比平常大几倍的力才干到达正常状况下的整车减速度。

  3)主缸:主缸的失效会集在走漏和卡滞两种方法,前者会导致踏板行程变长变软、但整车无法树立正常的减速度;后者会直接导致制动踏板无法踩下。

  4)ESP模块:制动灯开关、动力总成、轮速传感器、电源、CAN网络等毛病都会影响ESP相关功用(ABS/TCS/VDC/HHC/AVH/HDC等),但因为ESP的ABS/TCS/VDC功用只在车辆极限条件下才会介入,因而ESP功用的失效不会影响根底制动。即杰出路面上轻/中度制动时影响不大,但重度制动时ABS失效、车轮简略抱死。这种状况下最风险的路况是低附着系数的冰雪路面或砂石路面,前后轮在制动或驱动时极易打滑失掉操控。

  5)制动器:制动器的毛病较多、尤其是制动NVH相关的诉苦,但真实严峻影响行车安全的毛病首要是卡钳的制动液走漏及摩擦片的功用阑珊。卡钳制动液走漏与前述主缸走漏相似,摩擦片的功用阑珊以热阑珊居多、阑珊后制动效能下降、整车减速度远低于驾驭员预期,给驾驭员的感触便是刹不住车。

  首要需求清晰的是,本文新动力车指的是具有纯电行进才能的广义的新动力车,即除了纯电动车之外、还包括PHEV、HEV、以及支撑短路程纯电行进的48V车辆。因为图2中的真空助力器需求发动机供给真空、新动力车纯电行进时发动机处于停机状况、因而新动力车无法持续运用这种依靠线 电子真空泵计划

  电子真空泵计划的逻辑是:已然纯电方法下发动机停机导致真空源失效,那就供给不依靠发动机的、能够独立抽真空的零件。其原理很简略,便是电机带动叶片旋转抽真空(也有柱塞式的,但运用不广)。因而电子真空泵计划在硬件层面是直接代替图2中的发动机或经过三通与发动机并行供给真空。依据“代替”仍是“并行”的不同,电子真空泵分为独立泵(仅有真空来历、对硬件要求较高)和辅佐泵。

  这种计划的显着长处便是改动量小、十分适宜同一平台上燃油车和新动力车制动体系的共用。这种计划的缺陷也显着:

  因而,整体而言、电子真空泵计划实际上是一种低本钱计划,从技能开展的趋势来看、这也是一种过渡计划。

  跟着新动力车的遍及、以及智能驾驭技能的开展,制动体系与外界的交互越来越重要。新动力车的续航路程对能量收回提出了更高的要求,能量收回中的滑行收回与车辆低附上的稳定性有联系、制动收回需求制动体系来主导液压制动与电机收回制动间的和谐;智能驾驭的开展对制动体系建压才能和呼应也提出了更高的要求,一同自动驾驭的冗余规划也要求制动体系有必要具有备份功用。因而,博世公司推出了不依靠真空的电子助力器的解决计划,即一般称号的iBooster(实际上Conti等公司随后也推出了相似的产品、国际上规范称号为eBooster,本文以博世的iBooster产品为例进行介绍)。

  电子助力器结构上与真空助力器差异很大、但本质上仍是仿真空助力器进行的规划,其与真空助力器的不同之处在于助力的供给是直接由内置的电机供给的。下图能够充分阐明电子助力器的助力方法:电机旋转带动齿轮滚动、降速增扭后终究经过蜗轮蜗杆将旋转运动转化为直线运动、终究与踏板上直接传递过来的力一同推进主缸输入推杆树立液压。主缸部分与传统真空助力器是彻底相同的,决议助力器助力比巨细的阀座与传统真空助力器的结构及原理也是根本相同的。因为这种计划中,助力器和ESP是两个独立的模块,业界称其为TwoBox计划。

  关于iBooster助力的判别:ECU内部会存储一组或几组车辆开发进程中标定好的踏板感曲线(踏板行程VS减速度、踏板行程VS制动助力等)。驾驭员踩下制动踏板时、iBooster内部的行程传感器依据制动踏板踩下的位移推断出驾驭员的制动目的、进一步核算出方针助力巨细,再归纳考虑能量收回巨细、ABS作业状况,得到iBooster电机履行的终究助力。

  得益于iBooster强壮的助力才能、电控化的半解耦操控方法、以及TwoBox(iBooster与ESP)的天然生成双备份,该制动体系计划在能量收回及智能驾驭方面具有十分大的优势,这也是市场上iBooster能够快速推行的原因。截止现在,特斯拉全系、群众简直一切的新动力车、本田雅阁全系(包括燃油车)、吉祥领克新动力车全系、奔跑S级、蔚来、小鹏等一大批车型都运用了iBooster计划。

  一是制动踏板感会差于传统真空助力器体系,理论上电子助力器与传统真空助力器助力比的和谐原理是相同的(都有橡胶反应盘结构),但实际上电子助力器的助力巨细是经过了一系列核算与履行的进程,进程中传感器对信号的收集、操控器的核算、电机的履行都会发生必定的差错及推迟,再加上能量收回与液压制动间的和谐、也会进一步增大操控的难度,这样的“模仿”进程究竟没有传统真空助力器上的纯物理上的力的动态平衡来的“丝滑”。

  二是不可避免的越是杂乱的东西、毛病的概率越是大。iBooster与外界的ESP、智能驾驭、动力体系都是强相关的,相关体系毛病及CAN网络毛病都可能会影响iBooster的助力功用。

  On Box首要是针对TwoBox来界说的,在博世开发iBooster+ESP的TwoBox计划时,大陆公司也应主机厂的需求在开发另一种集成度更高的计划:将ESP与电子助力器集成为一个模块,便是俗称的OneBox。(大陆的详细产品MK C1运用较广、本文以该产品为例进行阐明)

  onebox集成了制动助力和ESP功用,与twobox的相同点是制动助力都靠电机供给,首要差异在于twobox传递到主缸输入推杆上的力是驾驭员输入力和电机助力之和、而且两者之间的比例联系是一个机械平衡成果,而onebox供给的制动力悉数来自电机、没有叠加驾驭员供给的制动力。驾驭员经过制动踏板供给的力终究转化为液压被泄入onebox内置的踏板感模仿器。踏板感模仿器实际上便是一个活塞绷簧组织,用于模仿制动踏板感、给驾驭员供给力及行程的反应感触。onebox助力进程可简略描绘为:踏板发生的位移由传感器取得后输入给ECU、ECU核算驾驭员制动需求后驱动电机树立液压、液压经过ABS的进液阀进入4个轮缸、终究发生制动力。所以正常状况下踏板力与onebox终究供给的制动力在机械上是解耦的。

  这样集成最显着的优点是零部件数量削减、体积分量削减。彻底解耦的规划、理论上能够经过软件调校出任何想要的踏板力或行程对应的减速度联系,即踏板感很大程度上软件决议。缺陷便是踏板上力的反应与车轮阻隔,驾驭员无法经过踏板感知车轮的状况,比方ABS作业时驾驭员无法经过踏板的振荡来感知。参阅twobox的踏板感问题经历、彻底解耦的onebox的踏板感更是值得重视。别的,针对L3及以上等级的智能驾驭,onebox需求外挂一个ESP模块作为冗余备份,这也是onebox在高档智能驾驭上鸡肋的当地。

  至于失效方面,twobox在电子助力器失效后还能够由ESP自动建压进行制动,但onebox在制动助力部分是没有备份体系的(除非外挂了低功用的ESP)。

  上述twobox及onebox体系,国内外零部件供货商均有对应的产品,比方国外的博世、大陆、采埃孚(含天合)、日信、日立(含CBI)、摩比斯、爱德克斯等,国内也有万向、亚太、伯特利、格陆博、拿森、同驭等,技能理念迥然不同、首要差异在于量产规划、产品成熟度。这些体系也不是新动力车专有、只需本钱适宜、在传统燃油车上照样能够运用,比方本田CRV全系就运用了博世的iBooster。

  所以,回到问题的根源:并不是新动力车的制动体系不安全,而是新动力车遍及溢价、昂扬的价格能够支撑更多高新技能的运用,但反过来,功用越多、交互越多、体系越杂乱,体系毛病的概率也相应增大了。

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