One-box液压线控制动系统结构
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更新时间: 2023/06/05

随着新能源智能汽车的迅猛发展,新能源智能汽车也向着降能耗、提性能、更安全和智能化的技术方向发展。One-Box线控液压制动系统作为EHB其中的一种技术方案,在能量回收、制动性能提升和安全智能化拓展方面有着明显的优势。One-Box线控液压制动系统结构相比传统的液压真空助力制动系统,结构简单,重量轻,单个产品可替代真空助力器、电子真空泵、ESP/ABS控制器、踏板深度传感器、线束等,利于整车布置。One-Box线控液压制动系统由于采用线控制动,不需要真空泵,节省能源;可以实现完全能量回收,增加续航里程;反应速度<150ms,更加适合用于自动驾驶。One-Box线控液压制动系统可通过先进的传感器和智能控制算法,实时感知车辆状态和驾驶者的行为,并作出相应的调整。例如,在车辆发生侧滑或失控的情况下,系统可以通过精准的刹车力度和轮缸压力控制,帮助驾驶者稳定车辆,提高行车安全性。


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One-Box系统结构组成




One-Box线控液压制动系统主要由制动阀体、MCU控制单元、电动助力和储液壶四大部分组成。正常工作模式下,制动轮缸压力与驾驶员踏板输入完全解耦,汽车的制动力全部由电机提供,通过传感器检测刹车行程,信息传递到MCU控制单元,MCU计算出对应的电动助力大小,然后控制电机实现液压主缸建压,实现车轮制动。制动过程为驾驶员踏板输入→踏板位移传感器信号→MCU控制单元辨识制动意图→电机动作推动电主缸活塞建压→制动液通过增压阀进入轮缸→产生制动力。


1.1、制动阀体


采用机加工艺,内部包含众多机加工通道,通过电磁阀控制各大通道开关,控制各个车轮制动力大小;


1.2、MCU控制单元


包含主控芯片、辅助芯片;并集成电磁阀线圈,实现线控制动的快速响应和精确控制;双核240MHz主频,8MB Flash;


1.3、电动助力


制动助力来源,采用永磁同步电机,经过蜗轮蜗杆减速,实现电动助力;


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制动阀体结构组成




制动阀体由制动顶杆、制动行程传感器、制动模拟器、电磁阀柱、压力传感器和齿轮齿条活塞组成。


2.1、制动顶杆


连接制动踏板,传递驾驶员的输入力,并实现模拟器建压;


2.2、制动踏板位移传感器


感知制动踏板行程,感知驾驶员意图和所需刹车力大小;通过解耦,彻底解决制动系统难以调和的“踏板行程-踏板力-制动减速度”三者匹配关系。驾驶员脚感踏板感由液压产生,而不是弹簧力直接作用反馈力产生。


2.3、制动模拟器


可调节制动踏板软硬程度,实现个性化制动踏板设置,正常工作时踏板感由此模拟器反馈;


2.4、电磁阀柱


共计14个电磁阀,控制内部液压油流向和大小,来控制实际产生的制动力;


2.5、压力传感器


检测液压油回路压力,间接检测实际制动力;


2.6、齿轮齿条活塞


电机转动推动齿轮齿条活塞,实现主缸建压;


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MCU控制单元




MCU控制单元由电磁阀线圈、传感器触点、电动助力电机接口和Can总线控制接口组成。


3.1、电磁阀线圈


与制动阀体上电磁阀柱配合使用,实现控制制动阀体内部制动液压油流向;


3.2、传感器触点


实现制动阀体上传感器和电动助力传感器与MCU的通信;


3.3、电动助力电机接口


为电动助力电机提供电源;


3.4、Can总线控制接口


实现线控制动与整车的信息交互。


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电动助力




电动助力为无刷永磁交流同步电机。


4.1、电机转子


为永磁体转子;


4.2、涡轮蜗杆减速


通过涡轮蜗杆实现减速;


4.3、电动助力传感器


检测电机转动角度等;


4.4、电动助力输出轴


通过与齿轮齿条活塞配合,实现主缸建压,最大建压能力180Bar,最大建压速度<150ms。 


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One-Box系统功能和技术特点




One-Box线控液压制动系统集成了TCS(牵引力控制系统)、ESC、ABS、EPB等传统制动功能。此外,还可集成第三方控制软件,如胎压监测、EBD(电子制动力分配)、AEB(自动刹车辅助系统)、AVH(自动驻车系统)等功能,实现线控底盘域控制集成化的发展。主要功能有:


5.1、线控制动(BBC:Base Brake Controll)


通过检测制动踏板行程传感器的输入自动识别驾驶员的制动需求,根据踏板的位移,建立相对应的液压制动力,控制制动液压实现线控制动。


5.2、制动防抱死(ABS)


在应急制动过程中调控四轮制动压力,根据车轮轮速控制轮缸液压,防止车轮抱死,提高制动强度,保证车辆行驶稳定性。


5.3、牵引力控制(TCS)


在强驱动时,如起步或加速时,调节发动机扭矩,对打滑车轮施加制动压力,防止驱动轮过渡打滑。


5.4、电子稳定控制(ESC)


车辆转弯时,控制车辆的转向过度或转向不足。 


5.5、制动能量回收(CRBS)


在制动过程中,通过实时检测电机杻矩电池状态和制动踏板状态,通过调节制动压力和电机回收扭矩实现协调式制动能量回收,提升汽车续航里程;


5.6、支持AEB制动请求


接收ADAS模块命令,实现Prefill、Warning brakeDeceleration等功能;快速增压,提升AEB自动紧急制动性,缩短AEB紧急制动时的距离,通过快速响应节省出来的300+ms可以显著降低AEB的误触发概率;


5.7、支持ACC纵向控制请求


根据ACC模块的命令,控制动力总成或制动系统实现加速和减速;


5.8、支持APA/RPA纵向控制请求


根据APA/RPA模块的命令,控制动力总成或制动系统实现加速和减速,通过响应车辆轨迹指令,执行车辆在纵向的制动与驱动精确控制,实现驾驶员在车内的自动泊车。


5.9、CST(Comfort-Stop) 舒适停车 


5.10、BSW


通过对雨量传感器信息的探测,对轮缸建立一定压力,擦拭制动盘上的水膜,改善雨天制动性能;


5.11、D-EPB


双控式EPB,解决电动车的驻车冗余问题;


5.12、冗余备份制动EPB-A


后轮/前轮EPB执行机构作为备份行车制动;


5.13、全地形及蠕行


各种越野路面,提升通过性和安全性;


5.14、HFC


在驾驶员全力踩下制动踏板车辆未达到最大减速度情况下,为驾驶员提供额外的轮缸压力。