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TRW可扩展且灵活的ESC系统概述
作者: Thomas Straub 来源: 汽车与配件杂志 日期: 2011年第40期

为所有的轿车、轻型商用车和高性能车型,以及使用各种动力的车辆,包括从传统的内燃发动机到纯电动车,提供全系列产品,是TRWEBC 460 ESC产品目前面临的挑战。

如今,在北美和欧洲,根据法规要求,轻型车必须安装电子稳定性控制(ESC)系统。该技术曾被前美国国家高速公路交通安全管理署(NHTSA)管理员Nicole Nason称之为“自安全带以来最伟大的汽车安全发明”。尽管车辆行驶里程不断增加,数量也比以往更多,欧洲和北美的道路交通事故和死亡人数却持续下降,这在一定程度上要感谢像ESC这样的先进汽车安全技术。

当务之急是要把ESC的先进性带给更多的国家,并增加其在主流汽车市场的安装率。TRW不断寻求方法以使ESC更具成本效益,能够应用在所有车型上,同时提升高端车市场的技术界限。

在2009/2010冬季开发季,TRW推出了从ABS、ESC到ESC高级版的可扩展性解决方案,以支持整车制造商的跨平台需求。欧洲和北美已把ESC列入法规要求,但在亚太和南美洲,尽管ABS和ESC的安装率正呈现出上升之势,目前尚无把ESC列入法规要求的具体计划。

TRW的EBC 460产品家族从基本款到高级款,拥有多种功能。部分产品更被开发成能够取消压力传感器(ESC L),从而在不牺牲产品性能的同时,降低成本。带六柱塞泵的高级款可以快速建立并提供制动压力用于驾驶辅助功能,例如紧急制动。

防滑控制系统(SCS)是零部件集成的结果,这些零部件包括液压、电子件和软件。由于产品覆盖了广泛的功能,零部件的配置矩阵非常大。对于这一代产品,TRW开发工程师的主要目标是减少系统变型的数量,并且递交与上一代产品相比标准化程度更高的系统。这将充分利用规模效应,增加零部件的再利用,并降低客户的应用成本。

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460家族的概念主要是基于模块化的方法,以期在不同的系统架构中分享最大数量的部件。EBC 460家族有三个主要的产品架构——ABS、ESC和ESC高级版,每一个系统的结构尺寸明显不同,但出于标准化的目的,彼此共享零部件。在这个架构中,产品可以进行不同配置以满足整车制造商的制动、车身尺寸及功能要求。许多功能升级可以通过软件来实现,软件则可以根据不同微处理器进行扩展。

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在开发初期,设计规则的建立是为了支持产品组合标准化方面的努力,并且设立一个结构化的方法以限制开发变型并管理其内容。系统架构的内容是“—个标准配置”加上用于增强功能性的“升级零部件”。

所有零部件、系统能力和所需功能的优化,在EBC 460开发之初已被考虑进去。ESC电动液压控制单元(EHCU)的重量和数量已得到进一步减少,这使得系统重量降低,且改进了结构尺寸。该ESC电动液压控制单元的重量仅为1.8kg,相对于EBC 450的2.4kg,重量减少多达24%,且控制单元的数量也减少了20%。

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鲁棒性控制

该系统具有双核微处理器,符合最新的汽车安全控制系统标准。TRW设计的专用集成电路(ASIC),可以进行鲁棒控制及失效模式处理。它与最新的用于智能传感器的轮速接口相兼容,以符合VDA的要求(欧洲标准)和脉冲宽度调制(PWM)协议。数据通信可以使用标准的CAN接口或者最新开发的FlexRay接口。

集成到产品配置中的其他增强功能包括:多达六个的模拟电流控制阀门驱动器、长寿命泵、高频电机控制(20kHz)延长电机寿命并提高噪声、振动和不平顺性(NVH)性能、升级到三个压力传感器以提高舒适性及增强对驾驶辅助系统(DAS)的支持、使用DAS系统时用于提高舒适程度的消声室、根据需求为客户定制的输入/输出(I/O)架构、用于汽车通信的FlexRay接口。

EBC 460产品家族提供了标准的软件功能包、防抱制动系统(ABS)、牵引力控制(TC)和带有弯道制动控制和电子制动力分配(取消了用于平衡前后制动器之间制动力的阀门)的ESC系统。

大量的软件和硬件的升级功能被添加到标准系统中,包括:液压制动辅助、陡坡缓降控制、拖车稳定控制、胎压充气监测、主动翻车管理、驾驶辅助减速如自适应巡航控制(ACC)。

扩展传统的防滑控制系统功能,电子稳定性控制系统高级版(ESC P)的设计目标是为了获得最大可能的动态压力供应——改良的踏板舒适性和NVH——为未来驾驶辅助技术的功能设定标准。

ESC P让先进的安全技术,包括城市驾驶速度下的碰撞缓冲制动系统(Collision mitigation braking)以及自动紧急制动成为可能,全部制动压力的使用有助于避免碰撞事故的发生(或者缓解碰撞事故的严重程度)。六柱塞泵实现了在主动控制操作过程中极低的踏板脉动和噪声水平的降低。

此外,系统还提供了包括模拟压力控制在内的改进并扩展的功能、增强用于DAS功能的动态压力供应、增加紧急制动运行或迅速制动警告的选项。以及降低踏板脉动和声学,在非常低的真空条件下,更好的耐用性和足够的液压助力的其它功能。

该系统还采用了电子控制的减速接口,这可以建立用于ACC系统的自主压力,施加高达1G的最大泵压力,从而确保减速需求高达0.3G的紧急制动时的平稳减速。系统也支持停车或车辆走走停停时车速下降到0km/h的情况。

减少真空

随着现代发动机节能的日益高效,必须对降低发动机可用真空所导致的结果进行管理。TRW的技术提供了用于液压制动助力功能的真空调节,即使在减少可用真空或者处于暂时性极低真空的条件下也能使用。在真空完全失效的情况下,液压系统通过ESC系统接替工作以提供制动压力。这为驾驶者提供了足够的制动压力以停止车辆,满足了法规所要求的真空助力器失效情况下的制动。TRW正不断研发,以确保适当的安全技术用于非耦合制动系统,这些系统并不是通过典型的制动踏板、助力器和制动主缸结构直接与驾驶者相连接。

由此可见,虽然ESC已是一项成熟技术,但随着驾驶者干预和驾驶辅助系统的平行开发,进一步的功能范围已经被扩大。开发的速度也不会放慢,因为TRW正在帮助其客户应对法规和竞争的压力。日益严格的法规和市场需求,将使我们在未来驾驶的车辆更加安全,并更好地保护乘员和其他道路使用者的安全。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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