更小更快与更稳 采埃孚IBC集成制动控制系统
作者:许晖
来源:《汽车之友》2020年第13期
        如果仅仅为了保证一台车可以在陆地上运动起来,那么车企为之所设计的许多配置似乎都可有可无,没有窗、没有门、没有车壳、没有空调、没有音响、没有大灯甚至于没有轮胎也还能用履带来替代。唯独制动系统,从汽车出现的一刻开始随之伴生,成为一个不可或缺的必选
项。车辆的制动系统作用在于让行驶之中的汽车减速甚至停车、让下坡之中的车速保持稳定,还需要令停驶的汽车保持静止不动。
        消费者脑海之中对于车辆制动系统,通常会联想到隐匿于轮毂背后的制动盘以及制动卡钳。实际上这只是整套汽车制动系统之中的一小部分,归属于制动器最终执行范畴。目前典型的制动系统分为盘式制动和鼓式制动两种方式,四轮鼓式制动通常出现在型号较老或者质量较小的车辆上;也有部分车企从成本以及产品所需制动效果考虑,选择前部盘式制动外加后部鼓式制动的混合制动方式。随着车辆运动性能提高需要更为有效的制动效果,外加制动系统成本下降,目前市售乘用车多采用四式制动方式。与制动系统相关的其他系统还包括了驻车制动器,电动制动助力器和防抱死系统等等。
        制动系统的工作原理可简单视为动能到热能的转换过程。当使用者踩踏制动踏板时,通过真空助力器将踩踏力度放大,推动制动总泵中的柱塞,将液压油(制动液) 从一系列管道推向每个车轮上的制动分泵。无论是盘式还是鼓式,其最终均是由每个车轮制动端的制动分泵,驱动卡钳或是制动鼓之中活塞所接触的制动衬块(摩擦片/制动蹄),咬合连接车轮的制动盘(推出制动蹄)。随着制动衬块(摩擦片/制动蹄) 逐步增加的摩擦力,最终将车辆向
前运动转化为热量。这些热量也会导致制动衬块的不断磨损,当制动衬块磨损达到一定程度需要及时更换以保证行车安全。部分车企为了让使用者更为直观了解磨损程度,更在其中制动衬块之中加入金属丝,通过报警提示更换。
        汽车出现的上百年之中,伴生而来的制动系统发展从未停歇。车速的提高与车重的增加,令制动系统的可靠性以及安全性日趋严格起来。原有制动系统单靠使用者施力制动的方式已难以达到必要的安全行驶,为此出现了真空助力器。点燃式汽油机进气歧管可提供稳定的真空源,但柴油机等压燃式内燃机则需要面对真空度不足的窘境,随之又发展出了真空泵和一系列协助工作的传感器。当然为了进一步提升安全性,制动系统往往还采用液压双回路的设计方式以防万一。再后来,行驶姿态稳定成为安全考量,以制动压力传感器协同ECU工作,防止车辆制动期间的滑移,成就了如ABS防抱死制动系统、ESC电子车身稳定等系统。
        制动与稳定技术的发展,间接反映出参与制动系统的零部件会越来越多,体积与重量只增不减。值得一提的是,真空助力制动系统在当前以及未来相当长一段时间所发挥的作用不容否认,然而该系统其实也存在有发展的尴尬。部分车型所配置的真空泵,不但带有恼人的噪音令NVH不佳,损耗发动机功率同时导致燃油经济性下降。对于日渐增多的新能源汽车,更需用电力来解决无内燃机真空源的问题,其续航里程备受挑战。制动系统似乎与如今节能减排轻量化的要求格格不入,亟需一种革命性的产品解决以上问题。汽车之友网
        电子稳定控制系统ESC作为ABS防抱死制动系统和TCS牵引力控制系统的进一步扩展,大家一定不会陌生。这种应用高级传感技术判断驾驶者行驶意图的系统,在车辆开始失去稳定姿态时,启动干预措施,对一个或多个车轮实施制动力,减少发动机扭矩的干预,将车辆引导回正确路线,其对防止事故或降低事故严重程度有明显的辅助功效。随着坡道缓降、自动驻车、胎压监测等功能的加入,高度集成化的ESC 成为发展趋势之一。
        早在2016年,采埃孚所推出的6活塞泵电子稳定控制系统(EBC 460),不但可以在短时间内建立大量制动功能,还充当起软件集成中枢,以容纳控制如自动驾驶、安全、底盘和传动功能的算法。能够支持多种功能的应用,包括自动紧急刹车系统、自适应巡航系统等。同时支持新能源车型的部分需求,如制动能量回收等。随后配备在宝马7系和奔驰E级量产车型上。