佐思產(chǎn)研周彥武：從線控剎車系統(tǒng)看無人駕駛

8月4日-8月5日由車云和佐思產(chǎn)研聯(lián)合主辦的2016年自動駕駛汽車開發(fā)及測試技術(shù)研討會在上海舉行。佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武在會上介紹了線控剎車系統(tǒng)和無人駕駛的關(guān)系，以及線控剎車技術(shù)的現(xiàn)狀和趨勢。車云將演講內(nèi)容整理如下。

佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武 大家知道，智能車包括傳感、控制和執(zhí)行部分，其中傳感和控制大家講得比較多，我今天講講執(zhí)行這一塊。

關(guān)于油門和轉(zhuǎn)向的線控技術(shù)都比較成熟了，我來講講剎車系統(tǒng)。不管無人車還是自動駕駛車，都還沒有量產(chǎn)，所以我們就需要從現(xiàn)在已經(jīng)量產(chǎn)的車當(dāng)中找一輛來改裝。關(guān)于車型的選擇，有人會問，你為什么選擇這個(gè)車?基本上所有的廠家，不管是谷歌還是豐田、本田、日產(chǎn)、通用，所有的改裝都是用純電車或者是混電車來改裝的。

國外大企業(yè)為什么沒有拿燃油車改裝呢?這是因?yàn)榛靹榆嚮蛘呤羌冸妱榆囎畲蟮暮锰?，就是它有一套比較好的線控剎車系統(tǒng)。

剎車系統(tǒng)需要很長時(shí)間的技術(shù)積累和剎車數(shù)據(jù)積累。中國企業(yè)里面，很少有做剎車系統(tǒng)管理的，國內(nèi)做得最好的恐怕就是萬向了?，F(xiàn)在院校方面的無人車基本上是用燃油車改的。他們的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用的是外掛式的，用電機(jī)帶著方向盤轉(zhuǎn)。剎車系統(tǒng)用PLC控制，剎車方面用電機(jī)來控制。實(shí)際上這種方案中，導(dǎo)致司機(jī)反應(yīng)時(shí)間加上電機(jī)制動時(shí)間的總時(shí)間很長，因此比有人駕駛的危險(xiǎn)性高。也就是說它只能用于科研和測試，用于檢測傳感器的算法等。

接下來講ESP(有的叫ESC)，有些人認(rèn)為ESP既可以控制油門又可以控制剎車，是個(gè)很好的線控系統(tǒng)，其實(shí)不是。

首先，這些特殊功能只有在第九代ESP的白金版上才有，價(jià)格昂貴。

其次，博世對國內(nèi)廠家一般只開放ACC和ESP量產(chǎn)接口協(xié)議，剎車力度最大大約為0.5g，標(biāo)準(zhǔn)的剎車力度在0.8g以上，0.5g遠(yuǎn)不夠用。

第三，在設(shè)計(jì)之初，ESP控制剎車系統(tǒng)只是在少數(shù)緊急情況下使用，可能一年用不了兩次。ESP的閥體空間極小，一般泵的容量只有3毫升，頻繁使用，會導(dǎo)致閥發(fā)熱嚴(yán)重，精密度下滑，導(dǎo)致ESP壽命急劇下滑，常規(guī)剎車系統(tǒng)一小時(shí)就可能使用數(shù)次，如果用ESP做剎車系統(tǒng)，可能一個(gè)月就報(bào)廢了。最后即便是不計(jì)壽命問題，ESP的泵油功率也有限，且缺乏真空助力，反應(yīng)速度也遠(yuǎn)不如ibooster，ESP比ibooster慢大約200-350毫秒，這在高速時(shí)，差距明顯。

為什么說電動車線控比較好做?第一代的線控系統(tǒng)，就是EHB，下面我再講第二代的線控系統(tǒng)，就是未來的EMB。EMB和EWB是真正的線控剎車，EHB 勉強(qiáng)算線控剎車，它仍然需要一套傳統(tǒng)車上的液壓系統(tǒng)。而EMB和EWB則是完全的電子機(jī)械系統(tǒng)，沒有任何液壓元件。EWB是西門子開發(fā)的，與EMB系統(tǒng)最大區(qū)別是其采用楔形耦合。

2001年開始有混動車，一個(gè)是豐田的普瑞斯，另一個(gè)是奔馳的。豐田跟博世合作開發(fā)的一套剎車系統(tǒng)EBC,主要用于混合動力車和電動車。奔馳在2001 年開始用SBC剎車系統(tǒng)。2004年、2005年召回了300萬輛左右，它就不再用這一套，改用大陸給它改造的ABR系統(tǒng)。

豐田的EBC系統(tǒng)，到現(xiàn)在還在用，這是目前公認(rèn)最好的剎車能量回收系統(tǒng)。這套系統(tǒng)也是最復(fù)雜的，德國人開始也做出了跟它類似的系統(tǒng)，但德國人發(fā)現(xiàn)管路太多，液壓系統(tǒng)太復(fù)雜，很容易出問題。但是豐田日本制造工藝超過了德國，它做就沒有問題，從2001年一直用到現(xiàn)在。2005年的豐田第二代電動車剎車系統(tǒng)，因?yàn)橄到y(tǒng)非常昂貴，只能用在頂級車上。

上圖是博世的剎車系統(tǒng)發(fā)展歷史。EVP(電子真空助力泵)是現(xiàn)在比較完美的方案，徹底取代了真空助力器，目前來說它做線控剎車是最合適的。因?yàn)椴┦老茸吡艘徊?，接下來它的兩個(gè)競爭對手大陸和天合又加強(qiáng)了一步，把真空助力和ESC都合在一塊。這種方案還沒有實(shí)際的量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2018年左右可能會有人用。

我們講剎車系統(tǒng)的終級目標(biāo)是EMB電子制動系統(tǒng)。EMB最大的好處是反應(yīng)時(shí)間短，直接由電子控制液壓，如果由液壓再控制輪缸，那這個(gè)反映時(shí)間增加了。對于無人車來說，需要盡量縮短它整個(gè)執(zhí)行器的反應(yīng)時(shí)間。所以，EMB是最合適的，最快可以做到90毫秒，而且理論上還可以做到更好。

這是奧迪R8 e-tron一套剎車系統(tǒng)，現(xiàn)在它是第一個(gè)用EMB的系統(tǒng)，而且它只是在后輪用了EMB系統(tǒng)，前輪還是傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。因?yàn)镋MB系統(tǒng)還不夠成熟，還不能單獨(dú)使用。

EMB最突出的優(yōu)勢是安全。首先一套傳統(tǒng)剎車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，最好的也要在300-400ms，而EMB只要90ms，剎車距離可以縮短60%，安全系數(shù)比較高;其次它沒有液壓系統(tǒng)，不會有液體泄露，就會更加可靠。尤其對于電動車，一旦有液體泄露，可能有短路的風(fēng)險(xiǎn)。

EMB最大的好處可以繞開博世、大陸、天合等廠家，它沒有備份系統(tǒng)，它本身是純線控，很難給它設(shè)置一套冗余系統(tǒng)。EMB的缺點(diǎn)是剎車力不足，它是用永磁電機(jī)做的，體積不能太大，只能做到后輪里面。

對于中國廠家來說，剎車系統(tǒng)基本上都繞不開博世，不管傳感器、控制系統(tǒng)做得再好，最終都要執(zhí)行器跟它們通訊，博世不放開接口或者只放開很少的接口，無人車開發(fā)就完全受限制。中國企業(yè)如果四輪都做EMB，可以繞開博世，但是EMB系統(tǒng)還有很多的缺點(diǎn)。我認(rèn)為在低速(大概在50-80km/h)的情況下，EMB缺點(diǎn)還不是很明顯，因此是可以用的。目前國內(nèi)EMB做得最好的，恐怕就是萬向了。