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这就是 Brembo 暗戳戳搞了 20 多年的智能刹车系统

 

嘿,大家好。我又来写刹车科普贴了。

从市值龙头特斯拉到国内新势力的蔚来、小鹏;海外品牌的极星 2、野马 Mach—E 到自主品牌的比亚迪唐,这些车都有一个共同点: Brembo 刹车卡钳

而我也发现,这些刹车卡钳为了应对低碳和低排放的要求,在细节上有了许多的改进。有兴趣的同学们可以看尾部的延伸阅读:《开完 Mach-E 的我,却写了个刹车科普》。

好,现在进入正题。

就在上周六,也就是 2021 年 12 月 18 日,恰恰因为上述这篇文章,我有幸收到了 Brembo 的试驾邀请,去他们的大本营南京体验了 SENSIFY 智能制动系统。

鉴于以下内容可能会比较猛,我就先说一下结果:

太,太强了...这让我对未来线控刹车的到来充满了期待和信心。建议 Brembo 考虑 SENSIFY 拆分上市(让我也投点)!

接下来,我就给大家科普一下 Brembo 的这套 SENSIFY 到底是个什么东西,究竟是不是噱头大于实际。

刹车助力系统基础知识

在介绍 Brembo 的 SENSIFY 之前,我们得说一说目前市面上的制动系统的助力方式。

真空助力

图有点烂,你忍一下(图源:汽车制动网)

上图中表现出来的是目前最基础的助力方式。

没错,虽然刹车不需要助力也能用,但是那样的话,你力气不够恐怕都没办法让刹车抱死,仅限于赛车领域和一些低速应用。

当你踩下刹车踏板时,这个动作会通过杠杆结构联动,并借助真空助力器(需要有真空源,比如内燃机)推动制动总泵中的刹车油,而这个油会通过进入 ESP 泵通过电控阀门的方式被分配至连接四个刹车卡钳(分泵),从而对制动盘施加制动力以产生摩擦力,使得车辆停止。

那么问题来了,现在越来越多的电动车出现,就意味着越来越多的车子没有发动机,就意味着越来越多的车子没法产生真空,就意味着真空助力用不了了。

电子助力

其实和转向助力从真空液压变成电子助力一样,近几年的刹车助力也在走同样的发展趋势。

真空助力(稍微老点的燃油车和超跑用这个的比较多)电子助力(按理来说这种刹车并不会失灵,只会失去助力,所以你细品)

因为不需要真空源,而是只要有电就能驱动,还能通过软件随意改变助力的程度,所以电子助力的好处颇多:

  1. 适配更多车型;

  2. 可以更快建压;

  3. 可以改变脚感;

  4. 能更无缝地和动能回收搭配。

One-Box VS Two-Box

Two-box 方案(图源:电子工程世界)

普通的电子助力刹车也只是把真空助力用电子助力替换了而已,因为 ESP 泵还是分体的状态,一共两个模块,所以俗称 Two-box 方案。

One-box 方案(图源:电子工程世界)

而在目前的量产车上可以看到的最先进刹车助力方案就是整合了 ESP 的 One-box 方案。

*然而我国目前的法规并不允许视线离开路面,切记。

值得注意的是,目前的 One-box 方案中,踏板和液压系统已经没有了机械连接。在制动力的产生和脚部的输入这个环节,实质上已经实现了线控。也就是说,你的脚再怎么发力,也只是提供一个位置信息,刹车系统里的压力全靠电机建立。

ESP 泵,好鸡肋啊。

大家好,我是弱鸡...

但是,这样一来又出现了一个问题:为了自动驾驶的双冗余需求,还是会有一个外挂的 ESP 模块来提供备份的刹车油路压力。

而且,ESP 依然在传统电液压范畴,所需要的刹车时间是是目前电子助力刹车系统的几倍。如果你是个经常爱不关 ESP 的情况下开快车,每一次 ESP 的介入都会导致柱塞泵发热严重产生磨损,降低 ESP 的寿命。

本来很精简的系统又加上了一个冗余,而且还是个不太靠谱的东西。好像有点本末倒置,但这也是现阶段的法规需求。当然,这也侧面说明了纯机械系统在行业认知里还是高于机电混合的系统。什么时候能拿掉机械备份,现在还真的不好说。

SENSIFY 有何不同?

很不一样。

结构

看似很复杂,但实际很简单

Brembo 品牌名字来源于两个创始人的姓氏:Breda 和 Bombassei。同理,SENSIFY 也是 Sense(感觉)和 Simplify(精简) 的组合词。而除了传统的刹车卡钳、刹车盘和油路等部件外,这套系统主要由以下内容构成:

  1. 踏板模拟器;

  2. 制动控制单元;

  3. 液压执行器;

  4. 机电一体化卡钳。

踏板模拟器

SENSIFY 的踏板之所以叫做「踏板模拟器」,是因为它的刹车踏板和市面上的 One-box 系统一样,只是一个位置传感器。

入门级赛车模拟器:罗技 G920

事实上,它无非就是个脚感更好、成本更高、用料更足、可靠性更强的赛车模拟游戏踏板。

制动控制单元(不知道 Brembo 怕不怕缺芯啊,哈哈哈。)

而这个踏板产生的电信号,会传输给制动控制单元(可以理解成制动域控制器)处理后,对相应的车轮制动下达命令。

可以理解为是一个精密且迅速的电泵

假如你的车辆配备了传统的液压制动卡钳,那么这个信号将传输给液压执行器,推动刹车进行制动。

浮动卡钳可以实现全「干」

如果你的 SENSIFY 系统中还配备机电一体化卡钳,那么制动控制单元将会直接下令卡钳上的电机发力夹紧卡钳,完全不需要刹车油。

我就是善于发现细节

如果你觉得这套系统和上述的 One-box 方案一样,一旦电子系统失灵了就完蛋了,那就是大错特错了。因为,从上图里的踏板模拟器上的油壶就可以发现,SENSIFY 保留了踏板到下游制动系统的油路连接。从现场 Brembo 厂方的工程师了解到,这部分油路会在主系统失效时才打开。

灵活性

从零件数来看,SENSIFY 好像并不符合它名字后半段代表的 Simplify。但是它却实实在在地提升了造车的自由度,还让刹车的智能化变得更简单了。

搭配自如

我不油腻,因为我用电

对于不同车型的,SENSIFY 有灵活的定制方案。如果需要更大的制动力度或更高级的卡钳配置,依然可以选用传统的高性能多活塞固定卡钳,并通过液压执行器推动。但是如果是小型车辆、低配车型或者是电动车的后轮等制动力需求不高的情况下,完全可以使用上图中的机电一体卡钳来完成任务。

前干后干前干后干前湿后干前湿后湿前湿后湿,单个制动控制器,左右非独立

对于规则繁多的赛车应用,还可以有这种无法四轮独立控制且更加精简的系统。如果你和我观察力一样仔细,你就会发现这套系统中仅有一个制动控制器带动两个液压执行器。而如果需要四轮独立控制,上方的图中则用了两个制动控制器。

所以这里我有一个疑问:

为什么不能用一个控制器独立控制四轮?

不过 Brembo 毕竟是个意大利品牌,capiche?理解万岁!

布局自如

踏板(模拟器)随便放

只要以后的智能座舱发展得够先进,理论上来说你可以在车里以任何姿势都可以看着 VR 或者是大屏幕开车。

控制自如

脚感标定 OTA 升级也不是梦

和 One-box 系统一样,完全解耦的刹车踏板不仅可以最大化动能回收的利用范围,也可以通过软件来模拟和调节各种风格的刹车「脚感」。舒适模式下可以有买菜车般放松的脚感,而运动模式下则可以拥有跑车般精准的制动力控制。

这才是最骚的

虽然依靠传统的 ESP 模块也能做到这一点,但是架不住四个刹车分别用独立的电机来控制起来得快呀!

根据我从现场的 Brembo 工程师套到的信息,SENSIFY 的响应速度可以做到 60 ms。而据我调查,典型的 Two-box 系统则需要 120—150 ms,传统真空助力液压制动系统则需要 300—500 ms。如果反映到高速行驶状态下的从踩下脚开始计算的刹车距离,甚至可以差上十几米,等于是提升了安全性。

实际驾驶体验

一个刹车厂商 20 年磨一剑的刹车产品,真的可以从标定中感受到。

试驾采用了 AB 对比的方式。来自同一厂家的两台车型中,一台安装了 SENSIFY 全套的制动系统,而一台车则是原厂状态。

顺滑 EBD

入弯更自然

除了对刹车操作的响应速度超快以外,四轮独立控制加上理论上 5 ms 的动态刹车力度调节能力,让配备了 SENSIFY 系统的测试车能够在 trail brake(带刹车入弯)时展现出了更好的循迹性。

其实在体验之前,我对 SENSIFY 的预期很低,因为当今的电动车的操控本来就不差,而搭载的电子系统也是市场上比较新的版本。但是 SENSIFY 在弯中能给我更加符合预期的行车路线,制动中的车头指向和我打方向时预期的车头朝向更加一致。

无感 ABS

体验更舒适

虽然 One-box 系统作为解耦的刹车系统,已经可以做到杜绝 ABS 触发时的讨厌的 kick back(俗称打脚),但是 SENSIFY 让人感动的是它在轮端的控制也更细腻。得益于独立的电控结构,更加高频的控制逻辑带来了更顺滑的防抱死体验。

一般的 ABS 启动时,轮胎的状态实际上是在抱死和恢复抓地两者之间反复横跳,但 SENSIFY 给人的感觉就是轮胎恰恰好好在抱死的边缘,响胎的声音更小,车辆在 X 向上的加速度也更加恒定。

结果就是制动距离更短且更舒适。至于那些怀念 ABS 大脚感的人们,我觉得你们可能真的 OUT 了。接下来的购车人群中,可能越来越多的人会觉得这个现象只是一个非智能汽车时代的残留物。毕竟,刹得住才是关键的,

冰面制动效果

控制更润

同样速度冲入铺满润滑剂的塑胶路面,SENSIFY 搭载车型以更细腻的低附着路面制动控制,车身姿态更稳定,没有出现冰面上刹着刹着车头朝向就歪掉的危险情况。

由于四轮是独立控制的,就算在刹车过程中,其中一个甚至是两个轮子上的刹车失灵了,也可以靠精准且迅速的制动力分配让车辆能够以直线行驶的状态下停止。事实上,z在其中一次试驾过程中测试低速刹车脚感时,出现了制动力变弱的情况,因为也没有跑偏,所以我也并没有很在意。后来工程师告诉我,当时他其实关掉了其中两个轮子的制动功能...

低排放+智能化的刹车时代即将来临

全剧终

2024 年初量产,听说已经有厂家买单了。

减速是为了更好地加速,而减少过多的减速也是为了更好的节能。智能化的刹车系统不仅能够提供更好的刹车性能,也可以通过合理分配和调节制动力的大小,让动能回收做更多工作以减少能量的浪费、刹车粉末的释放,进而减少各种排放。

再者,减少或根除制动液本身,除了减少保养周期,也减少了环境的污染和化工原料的使用。

Brembo 的这套 SENSIFY 智能制动系统除了让我对未来的刹车系统充满了智能化的想像,也让我对 Brembo 这家在制动系统金字塔顶峰的意大利公司有了不一样的看法。

在不久的将来,刹车也将会进入除了拼硬件还要拼软件的时代。硬件上做到越来越解耦,就说明软件能够实现的东西越多,自由度越高。到时候的刹车性能比的不仅仅是谁的活塞多、谁的盘子大、谁的设计骚,而是谁的软件团队研发能力好、谁的数据接口全、甚至是谁的 AI 能力强。


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