线控制动是汽车技术门槛最高的领域,全球独立的线控制动厂家只有博世、大陆和zf trw三家。其余几家都被整车厂控股,如爱信对应丰田,日信对应本田,万都和mobis对应现代。日立和日产的关系比较特殊,e-act是全球最早的也最优秀的针对纯电新能源汽车的线控制动,专利权归日产,但是生产制造是日立负责。
l2时代的线控制动可以分为燃油车、混动、纯电三大类,燃油车基本都采用esp(esc)做线控制动。混动车基本都采用高压蓄能器为核心的间接型ehb(电液压制动)。纯电车基本都采用直接型ehb,以电机直接推动主缸活塞。
博世的ibooster是典型的直接型ehb。ibooster前身为elektromechanischebremskraftverstärker (ebkv)也就是ibooster,最早专利于1992年由德国teves申请,后来大陆收购teves。2003年经大众进一步发展,2007年基本定型,2008年大众授权专利给博世,博世于2013年正式推出ibooster。
大众目前所有新能源车均使用ibooster,此外还有大众旗下的保时捷918 spyder。2014年后期,特斯拉也将evp换成ibooster。某些早期大众车型使用的ibooster与博世的ibooster略有差别。
上图为第一代ibooster,完成度不高,且价格相对博世的has hev高不少,在中国基本没有人使用。
上图为第二代ibooster,从二级蜗轮蜗杆改用一级滚珠丝杠减速,体积大幅度缩小,控制精度有所提高。第二代ibooster有四个系列产品,助力大小从4.5kn到8kn之间,8kn可以用在9座小型客车上。目前第一代ibooster在波兰生产,第二代在墨西哥生产。本田在传统燃油车上配备了第二代ibooster,由于能量回收时电流突然增大,ibooster容易出现保护,这时候esp介入,但会给人短暂的刹车失灵的感觉。本田决定自2017年9月12日起,召回2017年2月14日至2017年9月4日期间生产的2018款思威(cr-v)汽车,共计30509辆。
国内采用二代ibooster主要有荣威、领克和蔚来。
ibooster通常与esp配套使用,esp在ibooster失效时顶上。不过因为esp也是一套电液压系统,也有可能失效,且esp在设计之初只是为aeb类紧急制动场景设计的,不能做常规制动。所以博世在第二代ibooster推出后,着手针对l3和l4设计了一套线控制动系统,这就是ipb+rbu。不能不说,博世真会赚钱,当一大批国内业者都在仿造ibooster时,博世又推出了新产品,让你们继续追。
上图就是博世的最新产品,integrated power brake,简称ipb。实际就是ibooster和esp合二为一,体积大大缩小,重量也降低不少,最重要是相对ibooster成本大大降低了。实际大陆和zftrw早就有了类似的产品,大陆称之为mk c1,zf trw称之为ibc。
大陆的mk c1
大陆mk c1的液压与硬件架构
zf trw的ibc
rbu的全称为redundant brake unit。就是刹车冗余,这个rbu与esp最大不同在于,rbu直接与主缸连接,依靠主缸的制动液建压,而esp是不依赖主缸的制动液就能建压。主缸通过rbu再与ipb连接。
上图为主缸、rbu与ipb连接图
博世给出了几种rbu再与ipb连接的可能
tmc为串联主缸,tsv可能是主缸分裂阀,csv可能为常闭阀,psv为常开阀(感谢张杰的帮助)。
rbu功能
大陆也有类似的设计,就是mk c1加mk 100hbe。
这套系统推出于2017年8月。左边的是mk c1,右边为mk 100hbe。
tmc为串联主缸,sim为仿真模块。通过对主缸压力和主缸行程监控来判断第一制动系统是否失效,如果第一制动系统激活时,主缸压力不够或没有压力,主缸活塞行程不足,就判断为第一制动系统失效,这时有备份系统mk100hbe顶上,同时提醒驾驶员接手,这时人类驾驶员依然可以踩刹车制动,确保万无一失。
博世以ipb取代高成本的二代ibooster做l2,以ipb+rbu对应l3/l4,布局可谓巧妙。
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