汽车制动系统中的 ABS、EBD、ESP 等技术,哪个对行车安全最关键?

都重要。

制动系统系列:

汽车制动控制系统初识

为什么ABS工作时感觉制动踏板振动——ABS二三事

再看ABS原理策略始末

再再看制动系统 从小米SU7的四重制动安全机制说开去

随便聊聊auto hold自动驻车制动踏板下沉

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再看制动系统OneBox/TwoBox

再再看制动系统two box

这篇是EHB 不了解EHB能搞懂EMB电子机械制动系统吗

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智驾和EMB有什么关系?(篇一)什么是EMB EMB就是线控制动吗

首先什么是ESP呢。

2 什么是ESP

ESP电子稳定系统是博世公司十几年前发明的,并且也是第一个将其投入量产的公司。

ESP系统包含多个关键组件,这些组件共同协作以实现车辆稳定控制。其结构可分为以下几大部分:

1)信号传感,收集各种车辆动态信息,为ESP控制单元提供数据支持。

- ESP/ASR

- 制动灯

- 制动踏板

- 车轮速度传感器

- 转向角度传感器

- 横向加速度传感器

- 制动压力传感器

2)控制单元(ECU):博世ESP系统与ABS、ASR和EDS共享一个控制单元,负责处理和分析来自传感器的数据,并发出控制指令。

3)执行机构:根据ECU的控制指令,执行机构执行相应的动作。

- 液压泵继电器

- ABS液压泵

- 电磁阀继电器

- ABS进油阀和回油阀

- 分配阀和高压阀,用于驱动功率调节

工作原理

轮速传感器持续监测车轮的旋转速度,而转向角度传感器则通过CAN总线将其数据直接传输至ECU。根据这些输入信息,ECU计算出车辆所需的转向和行驶状态。

在行驶过程中,如果计算出的所需值与实际值出现偏差,ESP系统将通过执行机构进行调整,以恢复车辆稳定,其中可能涉及对特定车轮的刹车或加速控制,以及发动机扭矩的调整。

系统不断根据传感器数据检查调整效果,以确保车辆保持在稳定状态。如果调整有效,ESP系统将停止工作并继续观察车辆运行状态。如果调整无效,系统将再次启动调节过程。在调节系统工作时,ESP信号灯会亮起,以提醒驾驶员系统正在干预车辆控制。


再看制动系统OneBox/TwoBox

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1 什么是ibooster

博世的I-Booster是电子制动助力器。它不依靠真空源,通过电机运作实现主动建压,可通过电子控制系统进行精准调节,替代了之前的真空泵与真空软管,使得体积更小,更轻便,不用消耗能量就能建立真空源,助力不会受外界气压所影响,不会出现高原反应。在断电模式时,司机可以通过没有制动助力纯液压模式对4个车轮施加制动,使车辆达到停止状态。

IBooster建压能力由电机功率及传动齿比决定,常见的控制速度150ms从0bar增压到100bar,这个速度比ESP单独建压来得快,ESP从0bar增压到100bar的控制时间大约为800ms。ibooster可在120毫秒内构建全制动压力,有利于缩短制动距离,在无法逃避碰撞时降低速度减少受害者的受伤风险。

Booster不论是减压速度还是精度都要远远超过ESC,所以一些主动减压的功能都可以交由Booster来完成,比如:AEB ACC HHC AVH HDC HBB HBA等等。

但要注意,这种形式的助力器和制动踏板没有完全解耦,即制动踏板的输入力还是直接作用到制动主缸并通过刹车油传递到轮端。这样的话,在主动刹车过程中,踏板会被带动跟随性下沉。司机驾驶过程中,要避免把脚放在制动踏板下,否则AEB、ACC激活时极易把脚压伤。

https://haokan.baidu.com/v?pd=wisenatural&vid=11300074110153569911

2 什么是ESP

ESP电子稳定系统是博世公司十几年前发明的,并且也是第一个将其投入量产的公司。

ESP系统包含多个关键组件,这些组件共同协作以实现车辆稳定控制。其结构可分为以下几大部分:

1)信号传感,收集各种车辆动态信息,为ESP控制单元提供数据支持。

- ESP/ASR

- 制动灯

- 制动踏板

- 车轮速度传感器

- 转向角度传感器

- 横向加速度传感器

- 制动压力传感器

2)控制单元(ECU):博世ESP系统与ABS、ASR和EDS共享一个控制单元,负责处理和分析来自传感器的数据,并发出控制指令。

3)执行机构:根据ECU的控制指令,执行机构执行相应的动作。

- 液压泵继电器

- ABS液压泵

- 电磁阀继电器

- ABS进油阀和回油阀

- 分配阀和高压阀,用于驱动功率调节

工作原理

轮速传感器持续监测车轮的旋转速度,而转向角度传感器则通过CAN总线将其数据直接传输至ECU。根据这些输入信息,ECU计算出车辆所需的转向和行驶状态。

在行驶过程中,如果计算出的所需值与实际值出现偏差,ESP系统将通过执行机构进行调整,以恢复车辆稳定,其中可能涉及对特定车轮的刹车或加速控制,以及发动机扭矩的调整。

系统不断根据传感器数据检查调整效果,以确保车辆保持在稳定状态。如果调整有效,ESP系统将停止工作并继续观察车辆运行状态。如果调整无效,系统将再次启动调节过程。在调节系统工作时,ESP信号灯会亮起,以提醒驾驶员系统正在干预车辆控制。

3 什么是TwoBox方案

I-Booster+ESP就是大家常说的TwoBox方案,两者互为备份冗余。

因为博世的I-Booster只是一个助力器,还需要配置一个ESP来实现常规的ABS/TCS/EBD/IVC等功能。当ibooster出现故障时,ESP将接管以及提供主动增压,会伴随较强的颤动与噪声。

https://www.dongchedi.com/article/7318766376251376154

4 OneBox方案

如果将助力器和ESP集成为一体,就变成了博世的IPB (Integrated Power Brake),“智能集成制动系统”,也就是大家常说的OneBox方案,它直接替代I-Booster+ESP的组合。

相比于TwoBox,one box有几个突出的优点:

1) 节省了零部件,系统更轻,布置更简单,节约成本;比Two-box减少了1个ECU与1个制动单元。

2) 实现制动踏板完全解耦,踏板感调节更加容易,不再受基础制动零件束缚,不同车型可以通过软件标定成一样的踏板感;

3) 降低能耗,因为踏板解耦,可以解决低拖滞卡钳带来的空行程长问题,基础制动中的卡钳拖滞可以做到零。;

4) 制动响应时间更短,150ms就可以实现100bar的管路压力。

https://www.dongchedi.com/article/7318766376251376154

结构组成

目前市面上的OneBox不止博世一家,主流的如大陆,采埃孚,万都等也都有,从结构上来说基本都包括如下几个部分:

(1) 助力器推杆:与制动踏板连接,传递驾驶员的输入力

(2) 连接板:与车身前围板连接,实现固定

(3) 液压执行单元:包含传统助力器的串联式主缸,以及ESP中的电磁阀(二位二通或三位三通),压力传感器等

(4) 电机:一般为无刷式交流电机

(5) 踏板模拟器:正常工作时踏板感由此模拟器反馈

(6) ECU:电控单元

(7) 储液壶:储存制动液

左为博世IPB, 右为大陆MK Cx


工作原理

当驾驶员踩下制动踏板,推杆推动IPB内部的主缸第一腔活塞,油液进入踏板模拟器模块,此时主缸一腔和二腔通向轮端的电磁阀关闭,从而实现解耦的状态。

与此同时,IPB的ECU通过检测到推杆处的位移信号,按照预先标定好的位移-压力曲线对内部电机发送信号,将压力通过4个常开进油阀到轮端产生相应的压力,实现预期的减速度。

助力失效状态故障保护措施

当助力失效时,通往踏板模拟器的电磁阀关闭,电机通往轮端的电磁阀也关闭,主缸一腔和二腔通往轮端的电磁阀打开踩踏板产生的输入力直接作用到主缸活塞产生压力并通过进油阀传递到轮端,实现减速。和非解耦的助力器I-Booster相比,主缸直径更小(一般减小到20多毫米),且没有了大的回位弹簧的阻力,所以不会像I-Booster失效时踏板那么硬。

5 制动踏板感

以往的踏板感的调教需要在项目开发前期考虑制动器的需液量,主缸的大小,踏板的杠杆比,以及助力器的助力比,起始力,跳跃值等。上述机械件一旦确定后踏板感就无法更改了,而且不同车辆需进行重新设计,费时费力还费钱。

IPB由于实现了制动踏板的全解耦,踏板感的调节就变得相对容易。因为踏板力和踏板行程的关系是由踏板模拟器来保证的,所以只要对其中的弹簧和阻尼块进行合理设计就可以达到一个相对理想的状态,而且可以不受车辆的影响实现平台化共用。而踏板行程相对减速度的关系则可以软件来标定,即控制IPB内部的电机输出不同压力以达到预期结果,灵活性更大。但目前可供选择的踏板模拟器硬件较少,需要进一步优化改进。

另外,由于有制动能量回收的功能,机械制动力和电机制动力会根据电机/电池的情况而实时调节分配比例,即机械制动力是会实时变化的。

对于ibooster,在踏板输入不变的情况下,制动系统需进行制动助力的调节来保证脚感不变,即所谓的踏板力补偿功能。

对于IPB来说,由于踏板已经解耦,不会受管路压力的变化影响,也就不需要做上述的调节了。

6 什么是EPB

EPB(Electronic Parking Brake)系统即电子驻车制动系统。

IPB系统集成了电子驻车EPB(Electric Parking Brake)。EPB系统除了提供车辆静止时的驻车功能外,还作为制动失效下的备用制动系统。在车辆行驶过程中,当EPB开关被驾驶员拉起时,CDP将会持续提供制动减速度直至车辆进入静止状态。CDP可以提供最大至8m/s2的减速度直至车辆静止或者EPB电子按钮被松开。CDP作用期间,车辆的稳定性功能ABS和VDC应处于完全可用状态,避免车轮抱死引起车辆失控。

以前机械拉线手刹的工作原理就是采用钢丝拉线直接连接到后轮刹车盘或刹车鼓(不同车型采用的制动方式不同,有些是鼓式,有些是盘式)。在拉手刹时,手刹带动钢索拉线直接作用到刹车上,从而实现驻车。机械拉线手刹最大的优点,就是不需要供电,结构简单可靠。在驾驶过程中可以锁死后轮漂移或调整过弯角度。

EPB用电子控制的方式取代原来使用驻车制动手柄、拉索等机械手动操作的部分,从而完成整个驻车制动过程。

刹车卡钳是刹车系统中的一个重要部件,刹车卡钳也叫刹车分泵

行车制动时,在驾驶员踩下刹车踏板后,制动总泵会通过制动液来推动制动分泵,制动分泵可以推动刹车片夹紧刹车盘,这样汽车就可以减速。

EPB控制单元接收输入的电流信号,再综合接收其他控制器或传感器传递的相关信号后,计算当前车辆需要的夹紧力,从而向EPB卡钳电机输出目标电流信号。卡钳电机开始转动输出扭矩,经过减速机构实现电机的减速增扭,形成EPB卡钳输入扭矩,再通过螺纹传动或滚珠丝杆传动(旋转运动变为直线运动)将EPB卡钳输入扭矩转为活塞夹紧力实现驻车。?。

编辑于 2026-03-22 · 著作权归作者所有