一种英创汇智T-IBC(Onebox)集成式线控制动系统-电子工程世界

前言

对智能新能源汽车而言，传统的真空助力器+泵控型液压系统（如ESC、EPBi）不能解决真空源的问题，伴随压力控制波动、响应时间慢的缺点无法满足智能新能源汽车的功能需求。同时考虑到柱塞泵效率的限制，泵控型液压系统难以长时间工作。英创汇智T-IBC(Onebox)集成式线控制动系统方案完整包含了eBooster与EPBi的全部功能，具有集成度高、制动响应快、控制精度高等优点，契合高级别自动驾驶功能的迫切需求，是智能新能源汽车的核心底盘部件。

一

环境驱动加速线控制动蓬勃发展

我国为推动汽车大国到汽车强国的发展，顺应绿色发展的理念，已部署《中国制造2025》行动纲领，其中的智能网联汽车技术路线图明确指出，要开发针对特定智能化功能的域控制器，实现多项驾驶辅助功能的集成控制，攻克底盘制动、驱动、转向等精确、可靠、协调控制关键技术。近年，我国又印发了《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，明确提出要攻克汽车线控执行系统核心技术。线控制动系统具有响应速度快、控制精度高、能够实现更高的能量回收和满足高级别智能驾驶性能要求等特点，长期被外国企业垄断，是我国智能新能源汽车的“卡脖子”关键问题。市场方面，智能新能源量产车型已迈入L2及以上级别，线控制动产业将迎来集中爆发时机。

二

英创汇智T-IBC系统方案

英创汇智T-IBC系统是将踏板推杆、电机、传动机构、主缸、液压模组、冗余EPB等集成于一体的电子液压式线控制动系统。常规制动时取消了制动踏板和轮缸间的液压连接，表现出液压解耦的典型特性，具备独立的驱动电机作为常规制动源。空心轴电机直驱滚珠丝杠活塞模组的建压方式使得总成质量约5.3kg、建压效率超过90%，满足中、大型乘用车的制动要求。此外，T-IBC还配备一路位移传感器、两路压力传感器总成用于监测驾驶员制动意图及液压模型校验。传感器冗余方案能够提供良好的意图辨识、功能降级、冗余控制基础，显著提升了系统安全性、功能性。

TIBC总成

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。踏板主缸内的液压油在驾驶员踩下制动踏板时不进入轮缸回路，而是被泵入由活塞弹簧机构组成的脚感模拟器内，该模拟器为驾驶员提供常规制动过程中的模拟脚感与行程反馈。该方案的常规制动过程可总结为：驾驶员踏板输入→踏板位移传感器信号→制动意图辨识→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。

液压原理

三

T-IBC关键技术

3.1 冗余式电控架构设计

基于双MCU及冗余EPB的电控方案（如下图所示），整个方案采用了双路独立外部供电、双路外部CAN/CANFD通信以及冗余EPB控制。电机驱动单元、电机位置传感器、电源管理单元、主控MCU也都采用了双备份的冗余架构。主控MCU采用多核锁步的32位芯片，同时最高支持ASIL-D功能安全等级。双MCU都可实现完整的EPB控制及CAN通讯功能，上电初始化后默认分配主、从角色。如果系统发生单点失效，双MCU根据故障诊断与处理机制判断是否进行EPB的主从控制切换，必要时从系统切换为主控系统。

ECU架构

3.2 系列化电磁阀设计

T-IBC液压解耦及轮缸压力的精确控制依赖于6大类14个高精度电磁阀共同作用，传统ESC电磁阀难以满足T-IBC大流量和精准线控的需求，容易导致轮缸压力波动大、主动制动粗暴、频繁开闭噪声大等问题。T-IBC系统性能的好坏本质上取决于系列化电磁阀的设计水平及制造能力，基于ESC百万级量产的应用经验，英创汇智历时两年开发了契合T-IBC特性的6大类新型电磁阀结构和工艺。

系列化电磁阀

3.3 整车功能设计

由于驾驶员直接制动回路与系统实际建压回路解耦，T-IBC能够在整车功能方面给予客户更大的设计空间。T-IBC系统可根据驾驶员对制动踏板输入的开度、速率，判定驾驶员制动意图，通过计算电机的输出扭矩，从而实现满足驾驶员意图的主动/外部建压功能，此过程中会针对温度、效率、摩擦进行算法补偿。

基础制动算法

T-IBC系统不仅具备基本的制动控制功能，还融入了智能化驾驶辅助系统，支持多项附加、增值功能。T-IBC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。