前言

對智能新能源汽車而言，傳統(tǒng)的真空助力器+泵控型液壓系統(tǒng)（如ESC、EPBi）不能解決真空源的問題，伴隨壓力控制波動、響應(yīng)時(shí)間慢的缺點(diǎn)無法滿足智能新能源汽車的功能需求。同時(shí)考慮到柱塞泵效率的限制，泵控型液壓系統(tǒng)難以長時(shí)間工作。英創(chuàng)匯智T-IBC(Onebox)集成式線控制動系統(tǒng)方案完整包含了eBooster與EPBi的全部功能，具有集成度高、制動響應(yīng)快、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，契合高級別自動駕駛功能的迫切需求，是智能新能源汽車的核心底盤部件。

一

環(huán)境驅(qū)動加速線控制動蓬勃發(fā)展

我國為推動汽車大國到汽車強(qiáng)國的發(fā)展，順應(yīng)綠色發(fā)展的理念，已部署《中國制造2025》行動綱領(lǐng)，其中的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖明確指出，要開發(fā)針對特定智能化功能的域控制器，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)駕駛輔助功能的集成控制，攻克底盤制動、驅(qū)動、轉(zhuǎn)向等精確、可靠、協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵技術(shù)。近年，我國又印發(fā)了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，明確提出要攻克汽車線控執(zhí)行系統(tǒng)核心技術(shù)。線控制動系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、控制精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能量回收和滿足高級別智能駕駛性能要求等特點(diǎn)，長期被外國企業(yè)壟斷，是我國智能新能源汽車的“卡脖子”關(guān)鍵問題。市場方面，智能新能源量產(chǎn)車型已邁入L2及以上級別，線控制動產(chǎn)業(yè)將迎來集中爆發(fā)時(shí)機(jī)。

二

英創(chuàng)匯智T-IBC系統(tǒng)方案

英創(chuàng)匯智T-IBC系統(tǒng)是將踏板推桿、電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、主缸、液壓模組、冗余EPB等集成于一體的電子液壓式線控制動系統(tǒng)。常規(guī)制動時(shí)取消了制動踏板和輪缸間的液壓連接，表現(xiàn)出液壓解耦的典型特性，具備獨(dú)立的驅(qū)動電機(jī)作為常規(guī)制動源。空心軸電機(jī)直驅(qū)滾珠絲杠活塞模組的建壓方式使得總成質(zhì)量約5.3kg、建壓效率超過90%，滿足中、大型乘用車的制動要求。此外，T-IBC還配備一路位移傳感器、兩路壓力傳感器總成用于監(jiān)測駕駛員制動意圖及液壓模型校驗(yàn)。傳感器冗余方案能夠提供良好的意圖辨識、功能降級、冗余控制基礎(chǔ)，顯著提升了系統(tǒng)安全性、功能性。

TIBC總成

正常工作模式下，制動輪缸壓力與駕駛員踏板輸入完全解耦，汽車的制動力全部由電機(jī)提供。踏板主缸內(nèi)的液壓油在駕駛員踩下制動踏板時(shí)不進(jìn)入輪缸回路，而是被泵入由活塞彈簧機(jī)構(gòu)組成的腳感模擬器內(nèi)，該模擬器為駕駛員提供常規(guī)制動過程中的模擬腳感與行程反饋。該方案的常規(guī)制動過程可總結(jié)為：駕駛員踏板輸入→踏板位移傳感器信號→制動意圖辨識→電機(jī)動作推動電主缸活塞建壓→制動液通過增壓閥進(jìn)入輪缸→產(chǎn)生制動力。

液壓原理

三

T-IBC關(guān)鍵技術(shù)

3.1 冗余式電控架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于雙MCU及冗余EPB的電控方案（如下圖所示），整個(gè)方案采用了雙路獨(dú)立外部供電、雙路外部CAN/CANFD通信以及冗余EPB控制。電機(jī)驅(qū)動單元、電機(jī)位置傳感器、電源管理單元、主控MCU也都采用了雙備份的冗余架構(gòu)。主控MCU采用多核鎖步的32位芯片，同時(shí)最高支持ASIL-D功能安全等級。雙MCU都可實(shí)現(xiàn)完整的EPB控制及CAN通訊功能，上電初始化后默認(rèn)分配主、從角色。如果系統(tǒng)發(fā)生單點(diǎn)失效，雙MCU根據(jù)故障診斷與處理機(jī)制判斷是否進(jìn)行EPB的主從控制切換，必要時(shí)從系統(tǒng)切換為主控系統(tǒng)。

ECU架構(gòu)

3.2 系列化電磁閥設(shè)計(jì)

T-IBC液壓解耦及輪缸壓力的精確控制依賴于6大類14個(gè)高精度電磁閥共同作用，傳統(tǒng)ESC電磁閥難以滿足T-IBC大流量和精準(zhǔn)線控的需求，容易導(dǎo)致輪缸壓力波動大、主動制動粗暴、頻繁開閉噪聲大等問題。T-IBC系統(tǒng)性能的好壞本質(zhì)上取決于系列化電磁閥的設(shè)計(jì)水平及制造能力，基于ESC百萬級量產(chǎn)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，英創(chuàng)匯智歷時(shí)兩年開發(fā)了契合T-IBC特性的6大類新型電磁閥結(jié)構(gòu)和工藝。

系列化電磁閥

3.3 整車功能設(shè)計(jì)

由于駕駛員直接制動回路與系統(tǒng)實(shí)際建壓回路解耦，T-IBC能夠在整車功能方面給予客戶更大的設(shè)計(jì)空間。T-IBC系統(tǒng)可根據(jù)駕駛員對制動踏板輸入的開度、速率，判定駕駛員制動意圖，通過計(jì)算電機(jī)的輸出扭矩，從而實(shí)現(xiàn)滿足駕駛員意圖的主動/外部建壓功能，此過程中會針對溫度、效率、摩擦進(jìn)行算法補(bǔ)償。

基礎(chǔ)制動算法

T-IBC系統(tǒng)不僅具備基本的制動控制功能，還融入了智能化駕駛輔助系統(tǒng)，支持多項(xiàng)附加、增值功能。T-IBC可通過先進(jìn)的傳感器和智能控制算法，實(shí)時(shí)感知車輛狀態(tài)和駕駛者的行為，并作出相應(yīng)的調(diào)整。例如，在車輛發(fā)生側(cè)滑或失控的情況下，系統(tǒng)可以通過精準(zhǔn)的剎車力度和輪缸壓力控制，幫助駕駛者穩(wěn)定車輛，提高行車安全性。

T-IBC軟件功能定義

四

結(jié)語

汽車電動化的發(fā)展符合汽車運(yùn)行過程中環(huán)保理念的要求，契合我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃，新能源車型的產(chǎn)銷量與市場占比正在逐年攀升。集成式線控制動系統(tǒng)所具備的以下特點(diǎn)，使其已經(jīng)成為當(dāng)前智能新能源汽車的核心執(zhí)行單元。

1、機(jī)械主缸嵌入閥塊內(nèi)部并且減少了真空管路和部分制動管路，使得總體質(zhì)量減輕、體積更小，對于整車空間布置更加有利；

2、增設(shè)了踏板感覺模擬器，其腳感模擬部分由內(nèi)部的彈性阻尼元件實(shí)現(xiàn)，動、靜態(tài)踏板感可定制化調(diào)節(jié)，滿足不同客戶踏板感調(diào)教需求；

3、實(shí)現(xiàn)了制動解耦與回收穩(wěn)定性控制，可以顯著提升新能源汽車制動能量回收效率；

4、空心軸電機(jī)直驅(qū)方案減少了傳動效率損失，使得T-IBC系統(tǒng)響應(yīng)更迅速、控制更精確，并且體積更小、重量更輕；

5、T-IBC系統(tǒng)可增加冗余制動單元，能夠滿足L3級別以上自動駕駛功能的備份制動需求。

相比傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)構(gòu)型，T-IBC需要更加復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)冗余來保證車輛的安全性、可靠性和駕駛體驗(yàn)，因此也具有更高的技術(shù)壁壘。國際領(lǐng)先的供應(yīng)商已經(jīng)在該領(lǐng)域積累多年，國內(nèi)的供應(yīng)商也在積極追趕，相信未來能夠?yàn)橄M(fèi)者提供更多安全、可靠、舒適的產(chǎn)品。

審核編輯 ：李倩