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L3/L4的线控制动

2019-01-28 12:40:58·  来源：佐思汽车研究  作者：周彦武  
　
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
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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