前言

在汽車產業發生重大變革的時代，電動化、網聯化以及智能化成為了研究發展的重要領域，高度智能化的新型汽車需要具備更智能、更安全、更可靠的底盤執行機構。線控制動技術是智能化底盤的核心技術之一，為了適應智能化汽車的多場景應用，線控制動系統不僅需要實現常規的制動助力功能來滿足人工制動，還需要具備主動制動、動力學狀態信息預測等智能化的技術。英創匯智經過多年的技術打磨和積累，在線控制動產品系列中不斷進行創新和集成，研發出適應未來智能汽車的智能線控制動系統解決方案（T-IBWS），目前該解決方案已經與ESC-Pro產品完美契合，在ESC原有動力學控制功能（ABS、TCS、AYC等）的基礎上，集成ADAS支持功能，為AEB、ACC、APA等功能提供安全舒適的控制執行接口，同時支持實時胎壓監測以及基于視覺的路面附著系數預測，全方位保證智能汽車行駛安全。

一、電動智能化汽車快速發展

新能源汽車作為智能網聯汽車的重要載體，近些年在我國政府補貼政策的支持下發展迅速，同時為了實現能源消耗結構的轉型，大力發展新能源汽車也是必經之路，近年來國內外新能源汽車的銷量和滲透率逐年增加。

同時，人工智能的快速發展和汽車電動化的日益普及促使了研發人員對汽車智能化進行不斷探索，根據國際汽車工程師協會發布的自動駕駛等級分級標準，自動駕駛汽車按照智能化程度可分為五個級別，自動駕駛等級越高，對車輛控制精度以及可靠性要求就越高，而制動系統是車輛控制的核心部件，為了應對高級別自動駕駛的需求，線控制動系統必須具有較高的控制精度、較快的響應速度以及較舒適的主觀體驗。當前，L2 級高級輔助駕駛系統逐漸成為了車輛的標配， AEB、ACC、APA等功能均需要底盤制動系統的主動制動控制，即在無駕駛員介入時可自動實現車輛減速。此外，隨著自動駕駛級別的提高，車輛監測自身運行狀態的能力也需要隨之提升，車輛需要替代駕駛員對車輛自身狀態信息進行實時觀測甚至預測，才能提前規避風險工況，保證上層規劃和底層控制都能夠讓車輛一直處于動力學穩定性區間內。

二、智能線控制動系統解決方案

經過不斷的技術迭代，T-IBWS目前已經推出三代產品。

T-IBWS 1.0是為了支持ADAS功能而開發的第一代智能線控制動系統解決方案，該方案當前選用ESC-Pro作為線控制動執行器，同時保留基礎的車輛動力學控制功能，是一種低成本，快量產的解決方案。

T-IBWS 2.0在1.0的基礎上加入智能胎壓監測系統（Tri-TPMS），車輛在高速緊急制動時可以根據胎壓信息進行四輪制動力主動調節或功能降級，避免出現因兩側車輪胎壓不一致而造成嚴重的制動跑偏現象。

T-IBWS 3.0在2.0的基礎上加入基于視覺信息的路面附著系數預測（V-RAC），主要集成在底盤域控制器中，未來智能汽車的電子電器架構將分為不同控制域，不同控制區域之間的信息交互更強，傳感器信息維度更廣。底盤域會利用智能駕駛域的信息進行多維度動力學信息觀測，更精確地掌控車輛狀態，而智能駕駛域也會利用底盤域的車輛動力學信息進行規劃決策，提前預知車輛危險狀態。

T-IBWS

基于T-IBWS 3.0解決方案，下面對各模塊進行單獨介紹。

三、英創匯智ESC-Pro系統

ESC-Pro為ESC-Base的升級系列，是專門為ADAS底層控制開發的一款ESC適配產品，能夠滿足ACC、AEB、APA的加速度、速度以及距離的控制需求，相對于ESC-Base產品，其主要的特點為：

1. 支持ACC、AEB、APA等上層ADAS功能的制動控制、扭矩控制以及合理的扭矩制動切換。

2.更高的減速度控制精度，減速度穩態控制精度小于0.2m/s2

3. 更快的壓力響應時間，AEB中TT+TTL總和小于600ms。

4. 更小的主動增壓噪聲，有效提高行駛舒適性。

5. 具備ESC-Base全部的車輛動力學控制功能。

ESC-Pro外形圖

ESC-Pro功能列表

硬件方案：液壓原理與設計

平臺化設計：與Base版本相同液壓原理、核心元件共用、相同的外部邊界。

系列化設計：提供3ml5ml7ml蓄能器設計，滿足6噸以下車型需求；提供EPBi構型。

更快的主動建壓速度：550ms for B+ class vehicle。

更精準的壓力調控精度：最小0.2MPa壓力調控精度。

優化NVH性能：較Base版本提升4db以上。

更高壽命等級：滿足31萬次極限工況耐久。

軟件方案：ADAS支持功能適配

根據上層ADAS功能（AEB、ACC、APA等）的需求，ESC能夠提供執行層的支持功能，根據上層控制指令以及車輛實際狀態，ESC對發動機扭矩和液壓控制單元的壓力進行協調控制，保證執行層對壓力和扭矩控制的精確性、穩定性和安全性。

ESC-Pro系統關鍵技術

以APA為例，上層APA功能根據感知系統的融合信息，尋找到目標車位后，通過路徑規劃模塊計算合理的車輛行駛路徑，根據當前車輛位置以及目標路徑，設定橫向運動和縱向運動的控制目標，其中橫向控制由轉向系統負責，縱向控制由制動系統負責。為了支持APA的車輛縱向控制，ESC-Pro集成了TCH、VLC_AP、CDD_AP以及PSC功能。

由于上層APA直接發送目標距離給到線控制動系統，TCH需要在最高限定車速的范圍內進行速度和加速度規劃，使得規劃曲線既能滿足目標距離的精確控制，也能合理限制加速度范圍，有效提高泊車過程中的舒適性。這里采用五次多項式路徑規劃策略，根據起始點和目標點的位置、速度以及加速度等信息，將五次多項式進行解算，從而得到目標速度和加速度曲線。

VLC全稱為車輛縱向控制（Vehicle Longitudinal Control），而VLC_AP是在VLC的基礎上針對低速泊車工況的縱向控制策略，VLC_AP根據TCH提供的加減速請求以及車輛當前狀態，判斷使用執行器的種類，通過主動控制發動機扭矩或者向CDD請求制動來調整要求的加減速度，從而保持車速和距離。

VLC狀態機

CDD全稱為適于駕駛員輔助系統的減速度控制（Controlled Deceleration for Driver Assistant System）功能，與VLC_AP類似，CDD_AP也是針對泊車工況進行適配的制動控制策略。在正常減速度控制模式下，CDD根據VLC的制動請求，考慮目標減速度和實際減速度的偏差，計算ESC液壓系統的目標制動壓力；另外，在車輛剎停－靜止－起步階段，CDD能夠幫助車輛進行舒適剎停，防止急動度過大造成車內人員恐慌，在靜止階段對車輛進行保壓，實時監測車輛靜止狀態，一旦車輛發生溜車現象，及時進行主動增壓保證駐車安全，在起步過程中，根據輪端實時扭矩對制動壓力進行緩慢釋放，提高起步過程中的舒適性。

CDD狀態機

PSC為液壓系統控制模塊，CDD_AP將目標壓力發送給PSC后，PSC通過控制電機閥和電機來實現輪缸壓力達到目標值，由于ESC-Pro采用全新的電磁閥和柱塞泵設計，PSC內部的液壓單元參數需要重新標定，將液壓系統內部各個單元進行精確建模，對ESC內部管路的流量和壓力進行實時監測。同時基于目標制動壓力與估計壓力設置合理的壓力控制策略，控制電磁閥和電機的占空比，從而實現精準的壓力控制。

柱塞泵負載特性

增壓閥流量特性

限壓閥流量特性

當前，基于ESC-Pro線控制動系統的APA整車性能參數可以達到以下要求：

（1）保證APA 距離請求為 0 時 ESP 控制距離精度（絕對值）≤20cm；車輛最小起步車距15cm；

（2）車速超調量為限制車速的 50%或 1km/h中二者的最小值；APA功能支持的最大坡度 ≤5.5°（10%）；

（3）滿足車輛加速度值 ≤1.5 m/s2 ；車輛加速度變化率 ＜15 m/s^3；

（4）滿足緊急制動時ESP加速度值〉-5m/s2 ；舒適性制動時ESP加速度值 >-1.5 m/s2；車輛減速度變化率 ＜15 m/s3；緊急制動時ESP制動響應時間 ≤500 ms。

四、智能胎壓監測系統

英創匯智Tri-TPMS是英創基于自主技術研發的新一代間接式胎壓監測系統（iTPMS），相較于內置胎壓傳感器方案，間接式胎壓監測方案成本低、運算快、維護方便，僅依靠輪速信號完成胎壓監測全功能的實現，但對算法的要求高，運算量大。英創匯智堅持自研間接式胎壓核心技術，已經攻克上述難題，產品性能具備顯著優勢。

Tri-TPMS核心優勢：

1.更短的報警時間：對于1-3輪的欠壓工況可以在各種路段實現報警。

2.更廣的速度區間：本司產品在 35—240km/h 內均可滿足1-3輪欠壓報警功能，四輪報警的速度范圍可根據客戶需求擴展。

3. 更快的報警速度：針對歐標要求，本司產品 1-3 輪欠壓報警時間一般在 8 分鐘以內（歐標要求10 分鐘以內），4 輪欠壓報警時間 15 分鐘以內（歐標要求 60 分鐘以內）。

在算法策略上，當前主流的間接式胎壓監測算法有半徑法和頻率法。

半徑法

半徑法特點：

1、欠壓輪胎半徑減小，轉速與其他胎有明顯差異；

2、四輪同時欠壓時無法監測；

3、對工況剔除的準確度依賴較高；

頻率法

頻率法特點：

1、車輪欠壓時周向轉動信號的固有頻率降低；

2、可精準識別欠壓狀態；

3、算法復雜度高；

Tri-TPMS算法架構

英創匯智采用半徑法和頻率法融合算法以及彈性計算架構設計，完美規避了間接式胎壓算法的固有缺點。利用半徑法識別相對胎壓，利用頻率法識別絕對胎壓，綜合考慮二者結果，快速判斷四輪胎壓狀態。

工況篩選策略

上位機標定系統

五、基于攝像頭的路面附著系數預測

傳統的路面附著系數估計策略主要利用車輛動力學信息進行觀測，但只有當車輛與路面接觸且車輛動態顯現后才能夠獲得真實的路面附著信息，難免存在滯后性。隨著汽車智能化的快速發展，越來越多的車輛搭載攝像頭和雷達等先進傳感器，基于視覺信息的路面附著系數預測方法借助車載前置攝像頭提供的圖片信息，利用深度學習技術對車輛前方路面附著系數進行識別，為后續ADAS的控制策略提供預測信息，提前做出控制指令，避免出現因路面附著不足而造成的上層目標指令與實際執行能力不匹配的現象。

隨著深度學習的快速發展以及智能化傳感器的加持，路面附著系數估計問題不僅僅局限于傳統的動力學模型策略中，可以進一步將其歸為圖像分類問題，基于底盤域控制器的高算力平臺，利用卷積神經網絡將路面圖像歸類為不同附著系數等級，主要包括高附、中高附、中低附、低附四類路面情況（其中，路面附著系數0.7-1為高附，0.5-0.7為中高附，0.3-0.5為中低附，0-0.3為低附），在車輛前方提前預知路面狀態，提前做出控制干預，保證車輛的動態穩定性。

卷積神經網絡結構

結語

當前，自動駕駛行業蓬勃發展，智能汽車“大腦”（智能駕駛層）發展迅速，車輛智能化水平顯著提高，而智能汽車“小腦”（底盤執行層）能夠配合“大腦”進行精準、安全的車輛控制，同樣也是智能汽車的核心部件，基于完全自主可控的智能汽車“小腦”是國內汽車行業的“卡脖子”難題。英創匯智堅持自主研發，在線控底盤領域深耕多年，以T-IBWS為代表，自主開發了多款線控底盤系列產品。T-IBWS以線控制動執行器為核心，能夠完全支持ADAS功能的底層控制需求，擁有多維車輛動力學信息觀測策略，為駕駛員提供安全、舒適的乘車體驗。

目前T-IBWS產品已經在奇瑞、北汽、吉利等多個車型中完成標定匹配，并且部分車型已經完成量產，該產品在耐久性、一致性以及安全性等多方面已經完成了詳盡的測試驗證。除ESC-Pro產品外，英創匯智線控制動全系列產品（T-booster2.0、T-IBC等）均能支持T-IBWS。

未來，基于英創匯智自研的底盤域控制器，將制動、轉向、懸架、驅動等底盤執行器進行協同控制，進一步推出集成性更強、安全性更高的智能線控底盤一體化解決方案。

英創匯智堅持自主創新、開放交流，立志通過一流的產品和技術服務我國汽車工業自主可控戰略目標，為民族汽車工業做大做強貢獻力量！

責任編輯：彭菁