随着世界越来越接近“零排放”,交通运输工程师们面临着压力,他们必须想出创造性的方法,以保持司机们对不断变化的技术的信心。

以液压制动系统为例:当前的液压系统堪称工程杰作。当司机踩下刹车踏板时,他们认为理所当然的事情已经花了几十年的时间来发展和完善。虽然让车辆减速的系统本身就是一个复杂的工程壮举,但来自司机的伺服辅助踏板输入也同样令人印象深刻。

如果我们检查司机踩踏板的力和车辆的减速我们会发现它不是线性的。在“制动助力器”的帮助下,弯道的第一部分更陡,因此司机的踏板力与制动迟缓有直接关系。然而,在某一特定点,即所谓的“膝点”,辅助会减少,以防止驾驶员无意中锁住车轮,从而降低刹车效率。

尽管刹车制造商已经掌握了优化这些系统的技术,但在一个好的刹车系统和一个在极端条件下可能是危险的刹车系统之间有一个非常微妙的界限。经验丰富的司机通常会在紧急刹车时采取这种措施,当车辆最初如预期般减速时,却在事故发生前一刻“耗尽刹车”。这通常归因于伺服辅助的严重下降,使驾驶员在操作的关键阶段施加过度和意外的踏板压力。

虽然这可能是一个最糟糕的情形,甚至在日常驾驶条件下临界制动系统可以提供一个令人满意的用户体验:消费者抱怨缺乏感觉,通常在业内被称为“木制踏板”通常是由于踏板力应用不匹配预期的缺陷。在这种情况下,司机感觉与车辆分离了。

尽管如此,在经过几十年的完善后,汽车行业正被迫重新思考它所学到的一切:电动汽车正在重新定义汽车控制系统。

一级方程式赛车的线控刹车系统
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革新电动汽车的制动系统

随着电气化的确立和传统内燃机逐步淘汰机械部件,如真空伺服,不再有现成的电源,这意味着必须开发电动泵和电机来驱动控制系统。

此外,为了集成自动驾驶系统,控制系统正在迅速转向电气/电子(E/ E)架构,通常称为“X线”控制。但是,为了使线控制动系统安全有效地发挥作用,人机界面(HMI)的完整性需要保持原样。为了实现这一目标,工程师们需要绘制出两组力(在这种情况下,用力/面积或压力来测量):驾驶员施加的踏板力,以及“传统”液压机械系统中卡钳活塞/轮缸所承受的压力。

只有高质量的压力传感器才能做到

这些数据的完整性对于E/ E系统的有效开发至关重要,因此只有能够准确和可重复记录的高质量压力传感器才能使用。

这些传感器不仅能够捕捉高度精确的数据,而且还需要在恶劣的化学物质、热量、振动和空间限制并不总是有利于精心校准的测量设备的环境中做到这一点。

因此,开发团队依赖于少数高质量的压力传感器供应商来提供他们可以依赖的测量设备。

感觉至关重要

有了输入/输出压力,工程师现在需要尝试和复制的不是完全停止的制动性能,而是传统系统的感觉。使用轮速传感器可以很容易地将减速效果最大化,但要复制驾驶员在低速下进行非常轻的“检查制动”时的感觉就不那么容易了。

这就是真实数据的价值所在:踏板的力度和系统的压力需要通过控制刹车速度的电子控制单元进行复制。这本身是一个庞大的任务,当司机踩刹车以不同的速率取决于道路和交通条件和个人喜好:司机匆忙离开制动到最后一刻,可能需要紧急刹车,而老年人则相反。

来衡量系统的性能应当安装在一级方程式赛车:三年之后仍有团队无法为司机提供刹车线系统提供足够的感觉让他们提交重刹车动作。

因此,尽管线制制动系统可能还需要几年的时间才能批量生产成本敏感的车辆,但制动系统专家已经能够在压力传感器的帮助下,准确地量化需要什么。