作者：王文林 ｜ 奇瑞自動(dòng)駕駛產(chǎn)品經(jīng)理

整車制動(dòng)原理

在講述IPB之前，需要先了解一下整車的制動(dòng)原理：

如上圖所示：

駕駛員踩下制動(dòng)踏板，由于制動(dòng)踏板和真空助力器連接，踏板下降的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致真空助力器內(nèi)壓力增大，真空助力器推動(dòng)制動(dòng)液進(jìn)入ESP，ESP根據(jù)四輪摩擦力分別給四輪分配制動(dòng)液，制動(dòng)液到達(dá)輪端制動(dòng)鉗后，會(huì)推動(dòng)摩擦片夾緊，夾緊時(shí)會(huì)與制動(dòng)盤產(chǎn)生摩擦力，此時(shí)制動(dòng)盤會(huì)因?yàn)槟Σ亮Χ鴾p速，制動(dòng)盤與車輪是通過轉(zhuǎn)向節(jié)連接在一起的，制動(dòng)盤減速會(huì)導(dǎo)致車輪減速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而表現(xiàn)到整車上就是整車減速行駛。

智能集成制動(dòng)系統(tǒng)IPB

上圖為傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)原理，屬于比較老的技術(shù)，當(dāng)前最新設(shè)計(jì)是基于之前的作了優(yōu)化：

——真空助力器優(yōu)化：

1.之前真空助力器為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，體積比較大，新一代產(chǎn)品將機(jī)械結(jié)構(gòu)去除，采用電子助力，簡(jiǎn)稱ibooster，相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，其體積更小，更輕，減少了對(duì)布置空間的要求

2.之前制動(dòng)踏板與真空助力器為物理連接，真空助力器是直接根據(jù)踏板實(shí)際行程進(jìn)行增壓的，采用ibooster之后，制動(dòng)踏板與助力器之間不再直接物理連接，而是通過踏板模擬信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)的

——ESP與ibooster集成：

1.ESP為車身穩(wěn)定系統(tǒng)，其控制車身四輪的制動(dòng)液分配，與ibooster同屬制動(dòng)系統(tǒng)中的一環(huán)，新一代產(chǎn)品將ESP與ibooster集成在一起，變?yōu)橐粋€(gè)零部件，相比之前，體積更小、重量降低、成本變低，優(yōu)勢(shì)比較明顯；而結(jié)合之后的這個(gè)產(chǎn)品就是IPB

——制動(dòng)系統(tǒng)集成度提升：

1.采用IPB之后，整車制動(dòng)系統(tǒng)集成度提升，參考上圖，最終的整車制動(dòng)鏈路變?yōu)椋褐苿?dòng)踏板—IPB控制器—車輪，整車集成度變高

IPB內(nèi)部功能

上面我們已經(jīng)了解了整車的制動(dòng)原理，知道整車的制動(dòng)系統(tǒng)是通過IPB對(duì)四輪制動(dòng)液的分配來進(jìn)行制動(dòng)力調(diào)整的。這些制動(dòng)液的分配是存在很多策略，不同的場(chǎng)景下，應(yīng)用的策略也不一樣。

ESP電子穩(wěn)定程序（VDC）

ESP功能主要針對(duì)轉(zhuǎn)向不足以及轉(zhuǎn)向過度場(chǎng)景：

——轉(zhuǎn)向不足：

如上圖所示，由于車速過快或前輪抓地力不足，導(dǎo)致車輛前輪并沒有按照車輪指向的方向前進(jìn)，而是存在一定偏差，這種現(xiàn)象就是轉(zhuǎn)向不足，如果車輛配備ESP功能，此時(shí)ESP將通過對(duì)內(nèi)側(cè)后輪施加制動(dòng)，讓車頭向彎道內(nèi)側(cè)橫擺以達(dá)到預(yù)期轉(zhuǎn)向效果

——轉(zhuǎn)向過度:

如上圖所示，由于急促打方向盤或后輪抓地力不足，導(dǎo)致車輛出現(xiàn)甩尾現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就是轉(zhuǎn)向過度，如果車輛配備ESP功能，此時(shí)ESP將通過對(duì)外側(cè)前輪施加制動(dòng)，減弱甩尾現(xiàn)象，保證安全

ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

如上圖所示，當(dāng)車輛處于快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果輪胎抱死，此時(shí)會(huì)存在巨大的慣性，會(huì)導(dǎo)致在滑行過程中，轉(zhuǎn)向不起作用，這就導(dǎo)致駕駛員在緊急制動(dòng)時(shí)，無法通過轉(zhuǎn)向去避開障礙物，從而發(fā)生碰撞；如果車輛配備ABS功能，系統(tǒng)將會(huì)在車輪即將抱死時(shí)，釋放制動(dòng)，然后再執(zhí)行制動(dòng)，通過極限點(diǎn)剎去減速，這樣，在減速的同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致橫向控制失效，從而在極限剎車時(shí)不會(huì)失控。

TCS牽引力控制系統(tǒng)

如上圖所示，當(dāng)車輛處于積雪、積水、結(jié)冰等摩擦系數(shù)較小的路面上時(shí)，由于抓地力較小，此時(shí)油門過大，會(huì)造成輪胎打滑，導(dǎo)致無法提供足夠的側(cè)向力，車輛失控。如果車輛配置TCS功能，系統(tǒng)會(huì)評(píng)估摩擦力情況，通過施加制動(dòng)控制牽引力，使整車牽引力與地面摩擦力達(dá)到平衡，無論如何踩油門，車輛的牽引力最大也就是地面提供的摩擦力，這樣車輛就不會(huì)出現(xiàn)輪胎打滑失控的現(xiàn)象了

EBD電子制動(dòng)力分配

如上圖所示，車輛在制動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生一定程度的載荷轉(zhuǎn)移，致使后輪抓地力不足，容易抱死，出現(xiàn)甩尾現(xiàn)象；如果車輛配備EBD功能，當(dāng)車輛進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)評(píng)估前后兩輪的抓地力，將制動(dòng)力適當(dāng)?shù)姆峙浣o前后輪，以達(dá)到最佳的制動(dòng)效果，表現(xiàn)出來就是剎車距離變短；此外EBD也支持左右輪的制動(dòng)力分配。

HHC坡道保持控制

如上圖所示，在上坡等待過程中，若駕駛員松開制動(dòng)踏板，該系統(tǒng)會(huì)通過施加制動(dòng)壓力自動(dòng)保持車輛穩(wěn)定2秒，保證車輛不溜坡，一旦駕駛員的油門踩到可以驅(qū)動(dòng)車輛的程度，制動(dòng)壓力立即解除。

HDC陡坡緩降控制

如上圖所示，在下坡過程中，HDC功能可以讓將車輛速度控制在較低的車速，并維持輪胎的抓地力，讓汽車能夠安全地行駛到坡下平坦路面。當(dāng)陡坡緩降功能設(shè)定后，駕駛者可以放開所有踏板，把注意力放在控制方向盤上。陡坡緩降功能激活后，駕駛員就無需操縱油門和剎車。下坡速度的控制范圍為每小時(shí)20至30千米，駕駛員可以通過踩油門和踩剎車在范圍區(qū)間內(nèi)提高或者降低下坡車速

AutoHold自動(dòng)駐車

AutoHold也叫自動(dòng)駐車，其表現(xiàn)為駕駛員深踩制動(dòng)踏板使車輛靜止，松開制動(dòng)踏板后仍可以保持車輛靜止。主要適用于坡道以及平地行車情況，比如行駛在有一定坡度的停車庫(kù)進(jìn)出口，以及正常城市路況下的路口跟車等紅燈。前者可以保證車輛不溜坡，保證行車安全；后者則可以讓等紅燈時(shí)不用腳一直踩在制動(dòng)踏板上，緩解駕駛疲勞；其原理是檢測(cè)駕駛員踩制動(dòng)超過閾值且車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，系統(tǒng)會(huì)評(píng)估坡道及地面情況，自動(dòng)施加一定的制動(dòng)力維持車輛靜止，當(dāng)駕駛員踩油門駛離時(shí)，此制動(dòng)力會(huì)撤銷。一般車輛保壓的最大時(shí)長(zhǎng)是10min，超過這個(gè)時(shí)間，EPB會(huì)拉起，時(shí)長(zhǎng)太長(zhǎng)容易對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)造成損傷，EPB拉起后不影響駕駛員起步操作，駕駛員踩油門，EPB會(huì)自動(dòng)釋放掉

CDP動(dòng)態(tài)駐車制動(dòng)

IPB系統(tǒng)集成了電子駐車EPB(Electric Parking Brake)。EPB系統(tǒng)除了提供車輛靜止時(shí)的駐車功能外，還作為制動(dòng)失效下的備用制動(dòng)系統(tǒng)。在車輛行駛過程中，當(dāng)EPB開關(guān)被駕駛員拉起時(shí)，CDP將會(huì)持續(xù)提供制動(dòng)減速度直至車輛進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)。CDP可以提供最大至8m/s2的減速度直至車輛靜止或者EPB電子按鈕被松開。CDP作用期間，車輛的穩(wěn)定性功能ABS和VDC應(yīng)處于完全可用狀態(tài)，避免車輪抱死引起車輛失控

ABP制動(dòng)預(yù)填充

制動(dòng)預(yù)填充的目的是實(shí)現(xiàn)更快的制動(dòng)反應(yīng)。其原理是當(dāng)檢測(cè)到碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，IPB會(huì)提前施加一定制動(dòng)力來減小制動(dòng)片和制動(dòng)盤之間的間隙，這樣在緊急制動(dòng)時(shí)，駕駛員在踩制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)片與制動(dòng)盤可以直接接觸，減少了從駕駛員開始制動(dòng)到制動(dòng)盤與制動(dòng)片接觸所花費(fèi)的制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，縮短了制動(dòng)距離。不過此功能并非獨(dú)立工作，需要通過碰撞風(fēng)險(xiǎn)TTC去觸發(fā)，屬于AEB的子功能

AWB短促制動(dòng)

AWB報(bào)警的目的是通過短促制動(dòng)來提醒駕駛員即將發(fā)生碰撞。短促制動(dòng)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間由制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制。如果在短促制動(dòng)過程中，需要進(jìn)行更高優(yōu)先級(jí)的制動(dòng)（如ESP，ABS制動(dòng)），該功能將退出。AWB短促制動(dòng)在激活時(shí)根據(jù)自車車速判斷，請(qǐng)求 ESP不同的制動(dòng)報(bào)警（AWB）等級(jí)（車速越高制動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)）：

? Level 1: 8.3-15.27m/s，減速度為-6 m/s2(可標(biāo)定)，制動(dòng)時(shí)間為 0.2s(可標(biāo)定);? Level 2: 15.27-25m/s，減速度為-6 m/s2(可標(biāo)定)，制動(dòng)時(shí)間為 0.24s(可標(biāo)定);? Level 3：25-41.66m/s，減速度為-6 m/s2(可標(biāo)定)，制動(dòng)時(shí)間為 0.3s(可標(biāo)定);與ABP一樣，此功能需要通過碰撞風(fēng)險(xiǎn)TTC去觸發(fā)，屬于FCW/AEB的子功能

HBA液壓制動(dòng)輔助

液壓制動(dòng)輔助HBA在駕駛員觸發(fā)緊急制動(dòng)時(shí)，可以減小駕駛員制動(dòng)所需踏板行程，提供最佳的短距離制動(dòng)以避免危險(xiǎn)。其原理是HBA監(jiān)測(cè)制動(dòng)踏板信號(hào)來檢測(cè)駕駛員進(jìn)行緊急制動(dòng)的意愿，當(dāng)達(dá)到HBA的觸發(fā)閾值時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)迅速增壓，幫助駕駛員更快剎停。其中HBA的觸發(fā)閾值不是固定的，而是受碰撞風(fēng)險(xiǎn)TTC的影響，碰撞風(fēng)險(xiǎn)越高，越容易觸發(fā)；

HBA的默認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為 Level 0，觸發(fā)閾值為HBA0【此值為標(biāo)定量】；當(dāng)Danger Level 1 時(shí)為 Level 1, HBA1=HBA0* 0.7當(dāng)Danger Level 2 時(shí)為 Level 2, HBA2=HBA0* 0.5當(dāng)Danger Level 3 時(shí)為 Level 3,HBA3=HBA0* 0.3

可以看出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高，觸發(fā)閾值越低，越容易觸發(fā)

除以上功能外，IPB還配有附屬傳感器，如輪速傳感器、制動(dòng)踏板行程傳感器等，可以監(jiān)控輪端脈沖、輪端轉(zhuǎn)速、輪端線速度、四輪行駛方向、整車車速、制動(dòng)踏板行程等信息；

IPB外部接口

IPB作為整車的制動(dòng)控制系統(tǒng)，在整車系統(tǒng)中，還提供外部接口供上位機(jī)控制，接口包括：力矩接口、減速度接口，可根據(jù)需要選擇合適接口進(jìn)行開發(fā)。