Ühe- ja kahekastiliste pidurisüsteemide tutvustus

Ühe- ja kahekastiliste pidurisüsteemide tutvustus

Hiljuti on segadust tekitanud järjekordne Tesla suurel kiirusel toimunud kokkupõrge. Kas elektrisõidukite pidurdamine on piisavalt ohutu? See on taas äratanud avalikkuse tähelepanu ja arutelu. Täna selgitan elektrisõidukite pidurisüsteemi kahest aspektist: elektrisõidukite ja traditsiooniliste sõidukite pidurisüsteemide erinevusest ning elektrisõidukite pidurisüsteemide tehnilisest rakendusest, et anda lugejatele tehnilist teavet probleemide ratsionaalseks vaatamiseks. seotud pidurisüsteemiga.

01 Sissejuhatus sõiduautode pidurisüsteemidesse

Olenemata sellest, kas tegemist on traditsioonilise kütusega sõidukiga või uue energiasõidukiga, koosneb põhipidurisüsteem järgmistest komponentidest:

Pidurdusjõu ülekandetee koosneb kolmest etapist: pedaali mehaaniline jõud → pidurivedeliku rõhk → pidurisadula mehaaniline jõud:

1)Juhi jalast lähtuvat jõudu võimendab esmalt piduripedaali kangi suhe ja seejärel võimendab seda sekundaarne võimendus. Seejärel suunatakse see peasilindri sisendisse tõukurvarras.

2)Peasilindri sisendtõukurvarras surub kolvi, et muuta mehaaniline jõud pidurivedeliku hüdrauliliseks rõhuks. Seejärel edastatakse pidurivedeliku hüdrauliline rõhk torujuhtme kaudu pidurisadulale ja surutakse pidurisadula kolbi.

3) Pidurisadula kolb surub hõõrdeplaate, et ühtlustada pöörleva pidurikettaga, tekitades hõõrdumist, mis toimib ratastele pidurdusmomendina.

Piduripedaalide ja pidurite osas ei ole elektrisõidukite ja kütusega sõidukite põhimõtetes ja rakendustes erinevusi. Peamised erinevused eri tüüpi sõidukite vahel on koondunud moodulisse "võimendus + peasilinder + ESP". Põhjus, miks siin "võimendus + peasilinder + ESP" kokku pannakse, on see, et nende kolme mooduli integratsioonitasemed on erinevates tehnilistes lahendustes erinevad.

02 Kütusesõiduki pidurisüsteemi struktuur

Traditsioonilise kütusega sõiduki pidurisüsteemi ehitus on näidatud alloleval joonisel.

"Booster + peasilinder" on koost ja ESP on eraldi moodul. Siin olev "võimendi" on tegelikult vaakumvõimendi. Põhimõte seisneb selles, et võimendi sisemus on diafragma abil jagatud kaheks õõnsuseks: atmosfääriõõnsus ja vaakumõõnsus. Kui pidurdamist ei toimu, on nii suur kamber kui ka vaakumkamber ühendatud vaakumallikaga, et moodustada vaakumi alarõhu. Pärast piduripedaalile vajutamist jätkab vaakumkamber vaakumi säilitamist. Suur atmosfäärikamber on ühendatud välismaailmaga ja hakkab õhku sisse võtma. Seejärel mõjub kahe kambri vaheline rõhuerinevus membraanile, moodustades vaakumi abil jõu, mis lõpuks mõjub peasilindri sisendtõukurvardale. Vaakumjõu suurus on fikseeritud proportsioonis pedaali sisendjõuga. Vaakumiallikas pärineb mootorist. Mootorist vaakumi tekitamiseks on kaks võimalust: üks on vaakum, mis tekib mootori sisselaskekollektori õhu sisselaskeprotsessis, ja teine ​​on mootori väntvõlli käitatav vaakumpump. Vaakumvõimendiga peasilindri spetsiifiline struktuur kokkupanek on näidatud alloleval joonisel.

Ülalmainitud vaakumi abisüsteemi puhul on tüüpilised rikkerežiimid järgmised:

1) Piduripedaal: piduripedaali purunemine on väga haruldane ja madala tasemega rikkerežiim. Määrused määratlevad selle osa ka osana, mis ei ole altid rikkeks. Peamine pedaaliga seotud rike on piduritulede lüliti (BLS) rike. BLS-i rike ei mõjuta põhilist hüdraulilist pidurdust, kuid see mõjutab elektroonilisi pidurdusfunktsioone, nagu ABS/TCS/VDC, EMS ja piduritulede lülitiga seotud loogilisi otsuseid. Loomulikult mõjutab see ka pidurite tagatulede süttimist;

2)Vaakumvõimendi: vaakumvõimendi rikke kõige tõsisem tagajärg on vaakumvõimendi puudumine, näiteks võimendi leke, vaakumtoru leke jne. Juhi intuitiivne tunne on, et pidurid on kõvad. Vaakumiabi puudumise tõttu peab juht tavaolukorras sõiduki aeglustamiseks rakendama tavapärasest mitu korda rohkem jõudu.

3)Peasilinder: Peasilindri rike on koondunud kahel kujul: leke ja kinnijäämine. Esimene muudab pedaali käigu pikemaks ja pehmemaks, kuid sõiduk ei suuda normaalset aeglustumist saavutada; viimane põhjustab otseselt selle, et piduripedaali ei saa alla vajutada.

4)ESP-moodul: rikked piduritulede lülitis, jõuülekandes, ratta kiiruse anduris, toiteallikas, CAN-võrgus jne, mis mõjutavad ESP-ga seotud funktsioone (ABS/TCS/VDC/HHC/AVH/HDC jne). ABS/TCS/ tõttu VDC funktsioon sekkub ainult äärmuslikes sõidukitingimustes, seega ei mõjuta ESP-funktsiooni rike põhipidurdust. See tähendab, et kerge/mõõdukas pidurdamine heal teekattel annab vähe mõju, kuid tugeval pidurdamisel ebaõnnestub ABS ja rattad kipuvad blokeeruma. Kõige ohtlikumad teeolud on sel juhul madala haardeteguriga jää-, lume- või kruusateed. Esi- ja tagarattad võivad pidurdades või sõites kergesti libiseda ja kaotada juhitavuse.

5)Pidurid: Piduritõrkeid on palju, eriti neid, mis on seotud pidurdamisega NVH, kuid rikked, mis tõesti tõsiselt sõiduohutust mõjutavad, on peamiselt pidurivedeliku lekkimine pidurisadulates ja hõõrdklotside riknemine. Pidurisadula pidurivedeliku leke on sarnane ülalmainitud peasilindri lekkega. Hõõrdepadja jõudluse halvenemine on enamasti põhjustatud termilisest halvenemisest. Pärast halvenemist pidurdustõhusus väheneb ja sõiduki aeglustumine on palju väiksem kui juhi ootused. Juht tunneb, et autot ei saa pidurdada.

6)Muud: torujuhtme rike (leke), ratta kiiruse anduri rike, EPB rike jne.

03 Elektrisõiduki pidurisüsteemi struktuur

Kuna vaakumvõimendi nõuab, et mootor tekitaks vaakumit, ei saa uued energiasõidukid kasutada seda süsteemi, mis põhineb mootoril vaakumi saamiseks puhtalt elektriga sõites.

3.1 Elektrooniline vaakumpumba lahendus

Elektroonilise vaakumpumba lahenduse loogika on järgmine: kuna vaakumallikat pakkuvat mootorit ei ole, siis on ette nähtud osad, mida saab iseseisvalt evakueerida. Põhimõte on väga lihtne, see tähendab, et mootor paneb tera pöörlema ​​ja imema. On ka kolvitüüpe, kuid neid ei kasutata laialdaselt. Seetõttu tagab elektrooniline vaakumpumba lahendus otse mootorile riistvara tasemel vaakumi. Elektroonilised vaakumpumbad jagunevad sõltumatuteks pumpadeks (ainus vaakumi allikas ja kõrgemad riistvaranõuded) ja abipumpadeks.

Selle lahenduse ilmselge eelis on see, et modifikatsiooni maht on väike ning see sobib väga hästi kütusesõidukite ja uute energiasõidukite pidurisüsteemide jagamiseks samal platvormil. Selle lahenduse puudused on samuti ilmsed:

1) Elektrooniliste vaakumpumpade mürast ja vibratsioonist põhjustatud paigutusprobleemid;

2) Elektrooniliste vaakumpumpade põhiturg on peaaegu monopoliseeritud, hinnad kõrged ja teiste tootjate toodete kvaliteet ebastabiilne;

3) Tavalisel ESP-l on madal aktiivne rõhu tõstmise võime ja see ei suuda pakkuda tugevat tuge energia taaskasutamiseks ja intelligentseks sõiduks;

4)Elektroonilise vaakumpumba rike või ebamõistlik strateegia põhjustab vaakumabi rikke või vähenemise. Üldiselt on elektrooniline vaakumpumba lahendus tegelikult odav lahendus. Tehnoloogia arengu trendi järgi otsustades on tegemist üleminekulahendusega.

3.2 Elektrooniline võimendilahendus (kahe kastiga)

Uute energiasõidukite propageerimise ja intelligentse sõidutehnoloogia arenguga muutub pidurisüsteemi ja välismaailma vaheline koostoime üha olulisemaks. Uute energiasõidukite valik seab energia taaskasutamisele kõrgemad nõuded. Energia taaskasutamise pidurdamise taastumine on seotud sõiduki madala kinnituse stabiilsusega. Pidurdamise taastamine eeldab, et pidurisüsteem domineerib hüdraulilise pidurduse ja mootori taastamise pidurdamisel. Aruka sõidu areng on seadnud kõrgemad nõuded ka pidurisüsteemi surveloomevõimele ja reageerimisvõimele. Samas nõuab autonoomse sõidu üleliigne disain ka seda, et pidurisüsteemil peab olema varufunktsioon. Seetõttu on Bosch turule toonud elektroonilise võimendi lahenduse, mis ei tugine vaakumile ja mida tavaliselt nimetatakse iBoosteri elektrooniliseks võimendiks. Elektroonilise võimendi ehitus on vaakumvõimendi omast väga erinev, kuid sisuliselt on see siiski mõeldud tühja võimendi simuleerimiseks. Erinevus vaakumvõimendist seisneb selles, et tõuke annab sisseehitatud mootor. Järgmine joonis võib täielikult illustreerida elektroonilise võimendi võimsuse abistavat meetodit: mootor pöörleb, et käik pöörlema ​​panna. Pärast kiiruse vähendamist ja pöördemomendi suurendamist muundatakse pöörlev liikumine lõpuks läbi tiguülekande lineaarseks liikumiseks ja lõpuks koos pedaalilt ülekantava jõuga juhib see peasilindri sisendtõukurvarda. Hüdraulilise rõhu suurendamine. Peasilindri osa on sama, mis traditsioonilisel vaakumvõimendil ning klapipesa, mis määrab võimendi võimendussuhte, on põhimõtteliselt sama ehituse ja põhimõttega kui traditsioonilisel vaakumvõimendil. Kuna võimendi ja ESP on selles lahenduses kaks sõltumatut moodulit, nimetab tööstus seda kahe kasti lahenduseks.

Seoses iBoosteri abi hinnanguga: ECU salvestab sisemiselt ühe või mitu pedaali tunnetuskõvera komplekti, mis on kalibreeritud sõiduki arendusprotsessi käigus (nt pedaalikäik vs aeglustus, pedaalikäik vs piduriabi jne). Kui juht vajutab piduripedaali, järeldab iBoosteri sisemine käiguandur piduripedaali nihke põhjal juhi pidurdamiskavatsust, arvutab täiendavalt sihtabikoguse ja seejärel võtab igakülgselt arvesse energiatagastuse kogust/ABS-i tööolekut jne. Hankige iBoosteri mootori jõudluse ülim tõuge. Tänu iBoosteri võimsale jõuvõimendile, elektrooniliselt juhitavale pooleldi lahtiühendatud juhtimismeetodile ja Two-Boxi loomulikule kahekordsele varukoopiale (iBooster ja ESP) on sellel pidurisüsteemi lahendusel suured eelised energia taastamisel ja intelligentsel sõidul. See on ka põhjus, miks iBoosterit saab turul kiiresti reklaamida. Seni on suur hulk mudeleid, nagu kõik Tesla seeriad, peaaegu kõik Volkswageni uued energiasõidukid, kõik Honda Accordi seeriad (sh kütusesõidukid), kõik Geely Lynk & Co uued energiasõidukid, Mercedes-Benz S-klass, Weilai, Xpeng on kasutanud iBoosteri lahendust.

Loomulikult on seda tüüpi süsteemil ka teatud puudused:

1)Piduripedaali tunnetus on halvem kui traditsioonilisel vaakumvõimendil. Teoreetiliselt on elektroonilise võimendi ja traditsioonilise vaakumvõimendi võimendussuhte koordineerimise põhimõte sama (mõlemal on kummist tagasiside ketta struktuurid), kuid tegelikult on elektroonilise võimendi võimendus Suurus on arvutus- ja teostusprotsesside jada. Täitmisprotsessi ajal põhjustavad anduri signaalide kogumine, kontrolleri arvutamine ja mootori täitmine teatud vigu ja viivitusi. Lisaks muudab energia taastamise ja hüdraulilise pidurdamise vaheline koordineerimine veelgi keerukamaks. See "simulatsiooni" protsess ei ole nii "sujuv" kui traditsiooniliste vaakumvõimendite puhtfüüsiline dünaamiline jõudude tasakaal.

2) Mida keerulisemad on asjad, seda suurem on ebaõnnestumise tõenäosus. IBooster on tugevalt seotud välise ESP, intelligentse sõidu ja toitesüsteemidega. Seotud süsteemirikked ja CAN-võrgu tõrked võivad mõjutada iBoosteri toitefunktsiooni.

3.3 ühe kasti lahendus

one-box on peamiselt määratletud kahe kasti jaoks. Kui Bosch töötas välja kahe kastiga lahenduse iBooster+ESP, töötas mandri ettevõte ka teist integreeritumat lahendust vastuseks originaalseadmete tootjate vajadustele: integreerides ESP ja elektroonilise võimendi, muutudes mooduliks, mida üldiselt tuntakse ühe kasti nime all. .

One-box integreerib piduriabi ja ESP funktsioonid. Kahekastiga sama asi on see, et piduriabi annab mootor. Peamine erinevus seisneb selles, et kahe kasti poolt peasilindri sisendtõukurile edastatav jõud on juhi sisendjõu ja mootoriabi summa ning nende kahe proportsionaalne suhe tuleneb mehaanilisest tasakaalust, samas kui Ühe kasti pakutav pidurdusjõud tuleb kõik mootorist, ilma juhi pakutavat pidurdusjõudu rakendamata. Juhi poolt piduripedaali kaudu antav jõud muundatakse lõpuks hüdrauliliseks rõhuks ja lekib ühe kasti sisseehitatud pedaalitunde simulaatorisse. Pedaalitunde simulaator on tegelikult kolvi vedrumehhanism, mida kasutatakse piduripedaali tunde simuleerimiseks ning juhile jõu ja käigu tagasiside andmiseks.

Ühe kasti abiprotsessi võib lihtsalt kirjeldada järgmiselt:

1) Pedaali tekitatud nihe saadakse anduri abil ja sisestatakse seejärel ECU-sse;

2)ECU arvutab välja juhi pidurdusvajaduse ja käivitab seejärel mootori hüdraulilise rõhu määramiseks;

3) Hüdrauliline rõhk siseneb nelja rattasilindrisse läbi ABS-i sisselaskeklapi ja tekitab lõpuks pidurdusjõu.

Seetõttu on tavatingimustes pedaalijõud ja pidurdusjõud, mille annab lõpuks ühe kasti, mehaaniliselt lahti.

Selle integratsiooni kõige ilmsem eelis on väike osade arv ja väike mahukaal. Täielikult lahtiühendatud disain võimaldab teoreetiliselt reguleerida aeglustussuhet vastavalt mis tahes soovitud pedaalijõule või käigule tarkvara kaudu, st pedaali tunnetuse määrab suuresti tarkvara. Puuduseks on see, et jõu tagasiside pedaalile on rattast eraldatud ja juht ei saa pedaali kaudu ratta olekut tajuda. Näiteks kui ABS töötab, ei tunne juht pedaali vibratsiooni. Viidates kahe kasti pedaalitundlikkuse probleemile, väärib täielikult lahtiühendatud ühe kasti pedaalitunnetus tähelepanu. Lisaks peab L3 ja kõrgema intelligentse sõidu jaoks ühe kasti ühendama ESP-mooduli üleliigse varukoopiana. Siin on üks kast täiustatud intelligentses sõidus kasutu. Mis puutub rikkesse, siis pärast elektroonilise võimendi ülesütlemist saab kahe kastiga ka ESP abil pidurdamiseks rõhku aktiivselt tekitada, kuid ühe kasti pidurivõimendi osas pole varusüsteemi (kui just madala jõudlusega ESP pole ühendatud ).

04 One-Boxi süsteemi omadused

One-Box juhtmega juhitav hüdrauliline pidurisüsteem integreerib traditsioonilised pidurdusfunktsioonid, nagu TCS (veojõukontroll), ESC, ABS ja EPB. Lisaks saab integreerida kolmanda osapoole juhtimistarkvara, nagu rehvirõhu jälgimine, EBD (elektrooniline pidurdusjõu jaotus), AEB (automaatne pidurdusabisüsteem), AVH (automaatne parkimissüsteem) ja muud funktsioonid, et saavutada integreeritud juhtimissüsteemi arendamine. juhtmega juhitavate šassii domeenide jaoks. Peamised funktsioonid on:

1)Põhipiduri juhtseade (BBC)

See tuvastab automaatselt juhi pidurdusvajaduse, tuvastades piduripedaali käiguanduri sisendi, määrab vastava hüdraulilise pidurdusjõu vastavalt pedaali nihkele ja juhib piduri hüdraulilist rõhku, et saavutada pidurdamine juhtme kaudu.

2) Mitteblokeeruv pidurisüsteem (ABS)

Hädapidurdusprotsessi ajal juhitakse nelja ratta pidurdusrõhku ja rattasilindrite hüdraulilist rõhku juhitakse vastavalt ratta kiirusele, et vältida rataste lukustumist, parandada pidurdustugevust ja tagada sõiduki sõidu stabiilsus.

3)Veojõukontrollisüsteem (TCS)

Tugeva sõidu ajal, näiteks käivitamisel või kiirendamisel, reguleeritakse mootori pöördemomenti nii, et see avaldab libisevatele ratastele pidurdusrõhku, et vältida veorataste liigset libisemist.

4)Elektrooniline stabiilsuskontroll (ESC)

Kui sõiduk pöörab, kontrollige sõiduki üle- või alajuhitavust.

5)Pidurienergia taastamise süsteem (CRBS)

Pidurdusprotsessi ajal tuvastatakse mootori pöördemomendi aku olek ja piduripedaali olek reaalajas ning pidurdusenergia koordineeritud taastumine saavutatakse pidurdusrõhu ja mootori taastumismomendi reguleerimisega, et parandada sõiduki sõiduulatust.

6)Toetage AEB pidurdustaotlust

Saab vastu ADAS-mooduli käske, et rakendada selliseid funktsioone nagu eeltäitmine ja hoiatuspiduri aeglustamine; suurendab kiiresti rõhku, et parandada AEB automaatset hädapidurdust ja lühendada vahemaad AEB hädapidurduse ajal. Kiire reageerimise kaudu salvestatud 300+ms võib märkimisväärselt vähendada AEB valekäivituse tõenäosust;

7)Toetage ACC vertikaalse juhtimise taotlust

Vastavalt ACC-mooduli käskudele juhtige jõuülekannet või pidurisüsteemi, et saavutada kiirendus ja aeglustus;

8)Toetage APA/RPA vertikaalse juhtimise taotlust

Vastavalt APA/RPA mooduli käskudele juhitakse jõuülekannet või pidurisüsteemi, et saavutada kiirendus ja aeglustus. Sõiduki trajektoori juhistele reageerides juhitakse sõidukit täpselt pidurdamise ja sõidu pikisuunas ning juht saab automaatselt autosse parkida.

9)CST (Comfort-Stop) Mugav parkimine

10) BSW

Vihmaandurilt saadava teabe tuvastamisega luuakse rattasilindrile teatud rõhk ja piduriketta veekile pühitakse, et parandada pidurdustõhusust vihmastel päevadel;

11)D-EPB

Kahe juhtimisega EPB lahendab elektrisõidukite parkimise koondamise probleemi;

12) Üleliigne varupidur EPB-A

Tagaratta/esiratta EPB täiturmehhanism toimib varutööpidurina.

13)Universaal ja roomamine

Erinevad maastikukatted läbitavuse ja ohutuse parandamiseks

14)HFC

Annab juhile täiendava rattasilindri rõhu, kui juht vajutab piduripedaali täielikult alla ja sõiduk ei saavuta maksimaalset aeglustumist.

05 Ühe kasti ja kahe kasti võrdlus

Ühe kasti või kahe kasti süsteemi jaoks on Hiina kodumaistel tarnijatel, nagu Wanxiang, Asia Pacific, Bethel, Grubo, Nason ja Tongyu, kõik vastavad tooted. Peamised ühe- või kahekastisüsteemide välismaised tarnijad on Bosch, Continental, ZF Friedrichhshafen, Nissin, Hitachi (sh CBI), Mobis, Advics jne. Nende tarnijate tootetehnoloogia kontseptsioonid on sarnased ja peamised erinevused seisnevad selles masstootmise mastaabis ja toote küpsuses.