T-booster2.0商用車線商用車線控制動控制動解決方案

電控制動助力系統(tǒng)（Trinova eBooster System），通過電動助力替代傳統(tǒng)真空助力，以高效率、大強度、長壽命為設計出發(fā)點，采用電機、減速齒輪組、滾珠絲杠傳動構(gòu)型。具有腳感可調(diào)的制動助力、深度制動能量回收以及支持不同接口形式的線控制動多種功能。 ? ? ? ?

一、英創(chuàng)匯智T-booster2.0研發(fā)背景

傳統(tǒng)燃油汽車，是通過真空助力器實現(xiàn)制動過程助力，原理是通過將發(fā)動機進氣口的真空度引入到助力器橡膠膜隔離的密封腔的一側(cè)腔體內(nèi)，引入真空度形成壓差，從而實現(xiàn)助力。 而電動汽車取消了發(fā)動機，混合動力汽車存在發(fā)動機停機工況，都無法為真空助力器提供真空度，因此必須依靠機械或電動真空泵來補充真空度。早期電動車行業(yè)采用保留機械式真空助力器機構(gòu)，通過電動真空泵抽取真空方式實現(xiàn)助力，系統(tǒng)運行的可靠性、NVH性能等無法滿足高品質(zhì)制動需求。 為此，發(fā)展出通過電動裝置直接對制動主缸施加可控的壓緊力的新型電動助力系統(tǒng)。最具代表性的產(chǎn)品如某德系品牌的二代線控制動系統(tǒng)，但其面向乘用車市場應用，隨著智能化、電動化的快速發(fā)展，商用車市場尤其純電輕型商用車市場對于線控制動系統(tǒng)的需求正日益迫切，由于輕商車型應用場景的差異，其對線控制動系統(tǒng)產(chǎn)品的設計指標、傳動強度、助力輸出性能等方面都提出了特殊的需求，現(xiàn)有面向乘用車應用開發(fā)的Ebooster產(chǎn)品無法直接借用。 輕型商用車車重相對較大，滿載重量在3T-6T之間，對制動力需求大，制動系統(tǒng)建壓高，對制動助力輸出需求至少達8000N以上，而目前市場制動產(chǎn)品的助力輸出在5300N~6700N之間；另一方面由于制動助力器長時工作，至少需要百萬次耐久測試，因此輕商車型應用對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度尤其傳動零部件的強度、長壽命可靠性等方面提出了更高的要求。 ?

圖2 非解耦方式案簡圖

圖3 解耦方式案簡圖

制動能量回收率是新能源汽車尤其電動汽車的重要技術(shù)指標之一，其性能的高低對車輛純電續(xù)駛里程產(chǎn)生重要影響，亦是線控制動系統(tǒng)在純電動汽車發(fā)展迅速的助力之一。而制動助力器輸入力、電機助力和輸出力三者之間的關(guān)系，可將電動制動制動器分為非解耦式和解耦式兩大類產(chǎn)品，非解耦式產(chǎn)品的助力過程力傳遞關(guān)系為助力器輸入力與電機助力的加和為助力器的輸出力（忽略回位彈簧作用力以及摩擦力）；而解耦式產(chǎn)品正常助力過程力傳遞關(guān)系為電機助力輸出即為助力器的輸出力（忽略回位彈簧作用力以及摩擦力）。非解耦產(chǎn)品由于結(jié)構(gòu)上的約束，制動踏板行程與主缸壓力之間相互耦合，若要實現(xiàn)深度制動能量回收，則要需要電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)控，調(diào)控的性能將對制動踏板感產(chǎn)品直接影響，導致駕駛體驗變差；此外在實際應用端，兩個產(chǎn)品有可能是兩家不同供應商，無形中進一步增加聯(lián)合調(diào)試的難度。 基于以上應用場景需求出發(fā)，英創(chuàng)匯智開發(fā)了輕商專用解耦式電動制動助力器產(chǎn)品，即T-booster2.0。 ? ?

二、英創(chuàng)匯智T-booster2.0的結(jié)構(gòu)與應用

T-booster2.0由制動推桿、齒輪系、滾珠絲杠、位移傳感器、電機、控制器、制動主缸等組成。

? 圖4??T-booster2.0產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 ? 電動制動助力器產(chǎn)品主要由行程傳感器、踏板模擬器、電機、控制器、雙級減速齒輪機構(gòu)、滾珠絲杠傳動機構(gòu)、殼體以及制動總泵等幾部分組成。當駕駛員踩制動踏板時，控制器通過獲取行程傳感器信號的變化，感知制動意圖，通過控制電機力矩輸出，經(jīng)過減速換向機構(gòu)將電機轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為平動，進而推動主缸建壓，實現(xiàn)制動助力功能。由于采用解耦設計方案，駕駛員踏板力將由踏板模擬器平衡，并不向后端傳遞，制動助力器輸出力完全由電機助力輸出。 該機構(gòu)采用雙級減速齒輪和滾珠絲杠的傳動方式，雙級齒輪采用注塑齒輪與粉末冶金齒輪復合傳動設計，既提高傳動強度，保證長時、大負載工況情況下的使用壽命，同時兼顧傳動噪音；通過采用滾珠絲杠傳動機構(gòu)，傳動效率由70%左右提高到80%以上。 ? ?

三、英創(chuàng)匯智T-booster2.0的具體功能

T-booster2.0具備多個功能功能，能夠在不同層次與角度上滿足客戶需求，保障駕駛員制動體驗。 ?

3.1 BFB助力制動功能

3.1.1功能簡述 BFB助力制動功能可以根據(jù)駕駛員的制動踏板輸入，判定駕駛員制動意圖，通過計算電機的輸出扭矩，從而實現(xiàn)對制動踏板的助力功能。通過改變電機助力大小實現(xiàn)TBS助力特性的改變，從而實現(xiàn)標準、舒適、運動等不同駕駛風格。

3.1.2功能邏輯 1)當制動行程信號識別到剎車踏板踩下，T-booster2.0將進入制動助力模式； 2)正常狀態(tài)下T-booster2.0助力工作在壓力閉環(huán)模式，保證制動踏板開度與制動系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定對應關(guān)系； 3)當壓力信號故障時（如ESC信號丟失、 CAN收發(fā)故障等），T-booster2.0預設兩類后處理邏輯，根據(jù)與ESC的冗余備份制動策略選定： ? a.切換至主缸位置閉環(huán)控制模式，保證制動踏板開度與主缸推桿位置的穩(wěn)定對應關(guān)系，在該模式下可能出現(xiàn)踏板感變化、最大建壓能力下降的情況； b.不再進行制動助力，由ESC觸發(fā)HBC功能。 ?

? 3.2 PRL主缸液壓力協(xié)調(diào)限制功能

3.2.1功能簡述

ABS“增-保-減”輪缸壓力控制邏輯會造成主缸壓力的頻繁沖擊，造成機構(gòu)橡膠件的壽命衰減或損壞。而基于如下的功能邏輯圖研發(fā)的PRL功能可有效緩解主缸壓力的沖擊。

3.2.2功能邏輯

1)ABS功能觸發(fā)期間T-booster2.0調(diào)整動作穩(wěn)定主缸液壓力，以實現(xiàn)T-booster2.0及ESC的組件保護； 2)T-booster2.0可識別ABS工況，在ABS工作期間通過調(diào)整電機輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)主缸壓力，保護制動系統(tǒng)不受過大的主缸壓力沖擊；同時，T-booster2.0必須將ABS制動時的主缸壓力限制在一定值內(nèi)，以保護機械部件及ESC閥體； ?

? 3.3 EBR主動制動功能

3.3.1功能簡述

EBR 功能鏈能夠通過使用 T-booster2.0 作為制動執(zhí)行器來控制縱向請求的壓力或減速度。由VCU向EBR控制器發(fā)送目標減速度；隨后EBR將自動計算需要主缸壓力，由電機輸出進行建壓，并將壓力信號進行反饋，實現(xiàn)線控制動。其中響應速度和穩(wěn)態(tài)精度都有著出色的表現(xiàn)，在0-10Mpa建壓過程中，建壓時間不超過200ms，且穩(wěn)態(tài)精度可以保持在±0.1Mpa以內(nèi)。

3.3.2功能邏輯

1)由VCU向EBR控制器發(fā)送目標減速度；隨后EBR將自動計算需要主缸壓力，由電機輸出進行建壓，并將壓力信號進行反饋，實現(xiàn)線控制動； 2)在VCU請求的目標減速度為0時，EBR控制器控制電機帶動傳動機構(gòu)實現(xiàn)主動快速泄壓； 3)EBR發(fā)生故障不能建壓時，按上表定義與ESC進行通信，此時ESC接管并驅(qū)動輪缸進行建壓。

3.4 CRBS制動能量回收功能

3.4.1功能簡述

CRBS功能基于制動踏板開度，協(xié)調(diào)整車電液制動比例，實現(xiàn)能量回收，能夠做到識別駕駛員制動意圖，請求驅(qū)動電機的再生制動功能，在制動過程中將部分或全部動能回收為電能。

3.4.2功能邏輯

1）當 CRBS 收到 BFB 或 EBR 模塊的制動壓力請求或輸出推桿位置請求時，模塊根據(jù)主缸壓力（或位置）與整車總制動力的關(guān)系曲線，計算出當前請求的整車總制動力。 2）之后，總制動力進入再生力矩計算模塊，根據(jù)當前 T-booster2.0及整車工作狀態(tài)，計算得出當前再生制動力，通過再生力矩請求斜率控制模塊，向總線發(fā)送再生力矩請求。 3）根據(jù)當前總制動力、請求再生制動力、當前實際再生制動力，計算當前 T-booster2.0的目標壓力（或目標位置）由 T-booster2.0執(zhí)行液壓制動。 ?

3.5 AVH自動制動駐車功能

3.5.1功能簡述

AVH功能是在車輛靜止的情況下，通過車輛自動保持制動來輔助駕駛員操作的功能，即司機不需要踩下制動踏板就能使車輛保持靜止，可以避免車輛停車時發(fā)生不必要的滑行。 3.5.2功能邏輯 1）當駕駛員做好駕駛汽車的準備（通常用點火開關(guān)，駕駛員側(cè)車門開關(guān)，安全帶信號判斷）通過按下AVH按鈕激活AVH功能。 2）當駕駛員駕駛車輛制動減速至靜止時，制動回路中自動保持駐車壓力。司機不必踩住制動踏板來保持車輛靜止。 3）如果司機期望駛離，當達到足夠的驅(qū)動扭矩時，制動壓力自動釋放，從而實現(xiàn)駐車駛離。 4）AVH保壓時間限制為最多3分鐘，超時將請求EPB拉緊接替AVH實現(xiàn)駐車功能。在駐車系統(tǒng)執(zhí)行時，AVH功能會被禁用，以便為駕駛員提供一個簡單的操作邏輯。

四、英創(chuàng)匯智T-booster2.0的具體功能

目前，英創(chuàng)匯智對T-booster2.0產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、邏輯、材料、工藝等多個方面做了優(yōu)化，與市場上其他線控制動產(chǎn)品相比，具備明顯優(yōu)勢。 在效率和助力方面，T-booster2.0目前在工作過程中的傳動效率高達90%，最大助力輸出高達14000N，能夠充分滿足輕商車型應用對產(chǎn)品制動的效率和助力的要求。在生產(chǎn)工藝方面，T-booster2.0在產(chǎn)線生產(chǎn)過程中選擇了粉末冶金工藝，尼龍金屬復合傳動，兼顧了產(chǎn)品壽命增長與使用過程中的低噪音要求。而在響應速度方面，T-booster2.0在實際工作過程中完成10MPa建壓需要的時間不超過200ms，并且兼顧了防夾腳和失效冗余設計，對比市面其他制動產(chǎn)品，T-booster2.0在響應時間和安全度方面有了顯著的提升。除此以外，T-booster2.0目前具備七大功能，能夠充分滿足駕駛需求，并真正做到了不僅支持各種自動駕駛制動接口，還可以個性化地調(diào)節(jié)腳感，目前在江淮、東風、福田、中通等多個車型已經(jīng)實現(xiàn)了小批量應用，得到了廣泛好評。 “創(chuàng)立世界的英創(chuàng)，做汽車線控技術(shù)的領(lǐng)航者”是公司的愿景。T-booster2.0體現(xiàn)了英創(chuàng)匯智堅持自主創(chuàng)新、開放交流，立志通過一流的產(chǎn)品和技術(shù)服務我國汽車工業(yè)自主可控戰(zhàn)略目標，為民族汽車工業(yè)做大做強貢獻力量的態(tài)度。

編輯：黃飛

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