汽車電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)跟隨特性的實(shí)驗(yàn)研究 ----意義與名詞解

　　1.1.1汽車線控制動(dòng)技術(shù)的研究背景
　　隨著中國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車在人們生活中扮演的角色越來越重要，它已經(jīng)成為人類生活中不可缺少的一部分。人們在享受汽車帶來舒適，方便的同時(shí)，也開始越來越關(guān)注汽車行駛的安全性。汽車安全性能很大程度取決于汽車制動(dòng)系統(tǒng)，良好的汽車制動(dòng)系統(tǒng)可以保證車輛的安全行駛。因此如何設(shè)計(jì)可靠的制動(dòng)系統(tǒng)，改善汽車的制動(dòng)性能，始終是汽車研究機(jī)構(gòu)的重要任務(wù)。
　　環(huán)顧汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史，汽車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展之初，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的過程是駕駛員通過操作一組簡單的機(jī)械系統(tǒng)，將作用力傳遞給制動(dòng)器，但要求車輛質(zhì)量小，低速行駛的情況。隨著汽車自重的增加，車速的提高，對(duì)于機(jī)械制動(dòng)器來說需要一種助力裝置，這時(shí)出現(xiàn)了真空助力裝置。1923年凱迪拉克公司在其生產(chǎn)的V16車上開始大量裝配真空助力器。隨后液壓制動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)，是繼機(jī)械制動(dòng)后的一制動(dòng)系統(tǒng)的重大突破。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。
　　80年代，隨著汽車電子技術(shù)的成熟與發(fā)展，被稱為汽車史上的三大發(fā)明之一防抱制動(dòng)系統(tǒng)ABS(Anti-lock Braking System)開始使用和推廣。由于汽車制動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致車輪與路面之間產(chǎn)生滑移，而滑移率會(huì)影響到汽車制動(dòng)的效果。ABS系統(tǒng)根據(jù)輪速傳感器傳送的信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)車輪的制動(dòng)力，使制動(dòng)過程中車輪滑移率控制在合適的范圍內(nèi)，提高車輪側(cè)向附著力，取得了最佳的制動(dòng)效果。1954年FORD公司開始在林肯轎車裝備ABS，到了80年代ABS走向成熟。20世紀(jì)80年代中期，BOSCH公司研發(fā)了驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR(Anti-Skidding Restraint)，它可以在起步或彎道中速度發(fā)生急劇變化時(shí)，將滑轉(zhuǎn)率控制在一定的范圍內(nèi)，改善車輪與地面的附著力，例如，車輛在冰雪路面或濕滑路面行駛時(shí)，當(dāng)汽車加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪容易打滑，ASR系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)減低發(fā)動(dòng)機(jī)馬力并制動(dòng)受影響的車輪，ASR系統(tǒng)挺高了車輛的牽引力和行駛穩(wěn)定性。1985年VOLOVO汽車公司將這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，并將其安裝在Volvo760 Turbo上。由于車輪的驅(qū)動(dòng)打滑與制動(dòng)抱死講的是同一類問題，所以在ABS的基礎(chǔ)上，增加了驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR來檢測采集驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，將兩者集成為一體，發(fā)展成為ABS/ASR系統(tǒng)。1980年12月Bosch公司第一次將ABS/ASR技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在Mercedes S級(jí)轎車上。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，國外已經(jīng)由ABS控制系統(tǒng)發(fā)展到TCS(牽引力控制系統(tǒng))，在此基礎(chǔ)上發(fā)展到VDC(汽車動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng))。VDC系統(tǒng)是把汽車總成的控制系統(tǒng)(制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)等)集成在一起，大大提高了汽車控制系統(tǒng)的集成度和行駛安全性。九十年代中期出現(xiàn)的ESP(Electronic StabilityProgram)系統(tǒng)，是提高汽車主動(dòng)安全性的又一重大飛躍。ESP主要是在輪胎與地面處于附著極限工況下，對(duì)汽車的行駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，如果汽車行駛軌道和駕駛員所期望的軌道不一致時(shí)，ESP系統(tǒng)會(huì)對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，實(shí)時(shí)的對(duì)車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使汽車的實(shí)際行駛狀態(tài)更接近駕駛員的駕駛意圖，大大提高了汽車的行駛穩(wěn)定性。
　　由于傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)踏板、真空助力器、主缸、輪缸、制動(dòng)鼓(或制動(dòng)盤)及管路等構(gòu)成。制動(dòng)系統(tǒng)使用氣體或液體作為力的傳遞介質(zhì)以液壓能的形式施加在各車輪上，對(duì)車輛進(jìn)行直接制動(dòng)。對(duì)于長軸距控制車輛，由于制動(dòng)管路較長、響應(yīng)速度慢、易產(chǎn)生滯后現(xiàn)象、安全性降低，并且踏板感覺差、裝配維護(hù)難度大、成本也較高。
　　隨著汽車電子科技和汽車控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了高效節(jié)能的線控技術(shù)，線控技術(shù)(x-by-wire)首先應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，經(jīng)過發(fā)展成熟后將這種控制方式引入到汽車駕駛上，線控技術(shù)利用將傳感器獲知駕駛員踩制動(dòng)，換擋，打轉(zhuǎn)向盤等駕駛意圖，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入電子控制單元，電子控制單元再發(fā)送指令給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相關(guān)操作。線控技術(shù)中(by-wire)可理解為電控方式，這里的“x”類似于方程式中的變量，代表著傳統(tǒng)上汽車中由機(jī)械或液壓控制的各個(gè)控制單元，例如線控轉(zhuǎn)向(steer-by-wire)、線控制動(dòng)(brake -by-wire)系統(tǒng)、線控懸架(suspension-by-wire)系統(tǒng)、線控油門(throttle-by-wire)系統(tǒng)[9]，結(jié)合線控技術(shù)和汽車制動(dòng)系統(tǒng)而形成的線控制動(dòng)系統(tǒng)，將傳統(tǒng)液壓或氣壓制動(dòng)執(zhí)行元件改為了電驅(qū)動(dòng)元件，提高了可控性和響應(yīng)速度，同時(shí)易實(shí)現(xiàn)底盤集成控制。寶馬汽車公司在2000年巴黎車展上參展的概念車BMW Z22應(yīng)用了steer-by-wire技術(shù)，并將在2005年以后正式付諸批量生產(chǎn)。在歐洲D(zhuǎn)aimler-Chrysler，F(xiàn)ord和Volvo等汽車公司聯(lián)合發(fā)起了“Brite-EuRam‘x-by-wire’”計(jì)劃，進(jìn)行線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及安全性和可靠性方面的研究。在第屆日內(nèi)瓦國際汽車展覽會(huì)上，意大利Bertone汽車設(shè)計(jì)及開發(fā)公司展示了新型概念車“FILO”。“FILO”采用了“Drive-By-Wire”系統(tǒng)[11]。隨后國外開始將高效、節(jié)能、環(huán)保的線控技術(shù)與車輛制動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合，由此線控制動(dòng)系統(tǒng)(brake-by-wire)應(yīng)運(yùn)而生，成為各大汽車研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。
　　1.1.2搭建EHB實(shí)驗(yàn)臺(tái)的意義
　　在開發(fā)新產(chǎn)品的初期，將新產(chǎn)品裝配到量產(chǎn)的實(shí)車上后進(jìn)行檢測和系統(tǒng)調(diào)試，如果實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)缺陷，要重新測試并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，這樣做不但成本較高并且安裝拆卸困難，為此搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)有著較大優(yōu)勢。本文中的實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一種集合系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和開發(fā)調(diào)試檢測綜合功能于一體的車輛電子系統(tǒng)開發(fā)和改進(jìn)的重要工具，大大促進(jìn)了車輛電子系統(tǒng)的研究和開發(fā)，并加快了系統(tǒng)控制邏輯和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)開發(fā)。
　　本課題中要搭建的EHB實(shí)驗(yàn)臺(tái)，目的是要對(duì)目標(biāo)輪缸壓力進(jìn)行跟隨控制，對(duì)于不同形式的目標(biāo)壓力輸入，應(yīng)用PID控制算法進(jìn)行控制，使實(shí)際輪缸壓力響應(yīng)快速穩(wěn)定。如果對(duì)輸入目標(biāo)輪缸壓力跟隨情況良好，就可以更好的實(shí)現(xiàn)下一步各種制動(dòng)功能如ABS(制動(dòng)防抱死系統(tǒng))功能，EBD(電子制動(dòng)力分配)功能;ESP(電子穩(wěn)定性控制)功能;TCS(牽引力控制系統(tǒng))功能等，通過EHB實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)，可對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢驗(yàn)，有效地改進(jìn)EHB系統(tǒng)的性能及可靠性，并為實(shí)車實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備，在汽車制動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)上有著不可替代的作用和意義。
　　1.2 EHB系統(tǒng)簡介及性能特點(diǎn)
　　1.2.1 EHB系統(tǒng)簡介
　　EHB(Electronic Hydraulic Brake System)系統(tǒng)是線控制動(dòng)兩類系統(tǒng)中的一種。由于傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)踏板、真空助力器、主缸、輪缸、制動(dòng)鼓(或制動(dòng)盤)及管路等構(gòu)成。制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行直接制動(dòng)。制動(dòng)管路較長、響應(yīng)速度慢、易產(chǎn)生滯后現(xiàn)象、安全性降低。
　　EHB系統(tǒng)除去了巨大的真空助力器，以及一些液壓管路等傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的部分機(jī)械元件并用一些電子元件替代，該系統(tǒng)用一個(gè)電子式制動(dòng)踏板替代了傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)踏板，電子踏板單元識(shí)別出駕駛?cè)藛T踩踏制動(dòng)踏板的制動(dòng)意圖，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將傳感器采集的車輛狀態(tài)信號(hào)傳遞給電子控制單元，同時(shí)電子控制單元根據(jù)不同的駕駛工況決策出車輪的最佳制動(dòng)壓力。這一系統(tǒng)縮短了制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，減小了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)也避免了因液壓機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)反作用力引起震動(dòng)而使駕駛員不自覺地減小制動(dòng)力帶來的危險(xiǎn)[13]。線控制動(dòng)兩種系統(tǒng)中的EMB(Electronic Mechanical Brake System)系統(tǒng)是一種電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，它用線控制動(dòng)系統(tǒng)代替了整個(gè)液壓系統(tǒng)，并用踏板力模擬單元替代了傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)中真空助力器和機(jī)械式傳力機(jī)構(gòu)。EMB系統(tǒng)根據(jù)數(shù)采系統(tǒng)采集的車輛狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)過電子控制單元的分析和處理，向車輪制動(dòng)模塊的電機(jī)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而產(chǎn)生所需的制動(dòng)力，達(dá)到制動(dòng)的目的。但是EMB沒有備用系統(tǒng)，其可靠性需要得到很好的實(shí)踐驗(yàn)證，此外執(zhí)行器的散熱，耐高溫，抗干擾等方面的條件要求嚴(yán)格，因此距EMB技術(shù)成熟期還有很長的路要走。
　　1.2.2 EHB系統(tǒng)的性能特點(diǎn)
　　(1)傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，駕駛員通過踏板，制動(dòng)主缸，真空助力器等將踏板力傳遞產(chǎn)生制動(dòng)壓力，制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)間較長。而對(duì)于EHB系統(tǒng)，電機(jī)泵和蓄能器充當(dāng)系統(tǒng)的壓力源，通過高速開關(guān)閥的調(diào)節(jié)控制制動(dòng)液進(jìn)入制動(dòng)輪缸，制動(dòng)過程平順柔和，制動(dòng)壓力上升梯度大。輪缸制動(dòng)壓力通過輪缸壓力傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測，將信號(hào)傳遞給電子控制單元，可對(duì)輪缸壓力精確調(diào)節(jié)，此過程中還可以消除制動(dòng)噪聲，縮短制動(dòng)時(shí)間。
　　(2)傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)主缸通過活塞運(yùn)動(dòng)，將等量的制動(dòng)液傳遞給各個(gè)制動(dòng)輪缸，只能在一定程度上實(shí)現(xiàn)前后制動(dòng)力的分配，不能很好地對(duì)各個(gè)制動(dòng)輪單獨(dú)控制，難以充分利用地面制動(dòng)力，而EHB系統(tǒng)是通過閉環(huán)反饋的控制方式，對(duì)每個(gè)制動(dòng)輪缸的壓力進(jìn)行單獨(dú)控制，它將傳感器所采集到的各種信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元通過分析判斷決策出各制動(dòng)器所需最佳制動(dòng)力，達(dá)到良好制動(dòng)效果。
　　(3)傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)踏板與制動(dòng)輪缸之間是通過一些機(jī)械裝置直接相連接的，若長時(shí)間制動(dòng)，系統(tǒng)的機(jī)械特性會(huì)發(fā)生變化，會(huì)影響制動(dòng)性能。而EHB控制系統(tǒng)，可通過對(duì)電子控制單元加入相應(yīng)的控制算法對(duì)制動(dòng)踏板部件機(jī)械特性的變化進(jìn)行補(bǔ)償，彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械特性對(duì)系統(tǒng)影響的不足，使踏板行程和制動(dòng)壓力等級(jí)保持一致。EHB系統(tǒng)通過傳感器采集的踏板的運(yùn)動(dòng)速度和踏板的行程，將信號(hào)傳遞給ECU，ECU通過對(duì)駕駛員意圖的識(shí)別，判斷不同的制動(dòng)行為，計(jì)算并提供最佳的壓力變化特性。由于踏板力獨(dú)立于制動(dòng)輪缸，制造商可以根據(jù)車型的不同，駕駛者年齡段、性別以及駕駛習(xí)慣的不同進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過調(diào)整可靠的控制算法和對(duì)踏板模擬器進(jìn)行主動(dòng)控制，給駕駛者提供最合適的踏板感覺。
　　(4)此外由于EHB系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上取消了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中的部分管路系統(tǒng)及液壓閥，真空助力器等元件。使系統(tǒng)更加緊湊，節(jié)省了車內(nèi)制動(dòng)系統(tǒng)的布置空間;制造、裝配簡單快捷;由于模塊化程度高，提高了車輛設(shè)計(jì)過程中的靈活性;同時(shí)改善了發(fā)動(dòng)機(jī)性能，提高了汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。
　　1.3 EHB系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向
　　從1993年開始到2000年是EHB技術(shù)發(fā)展初期。這個(gè)時(shí)期各大汽車公司都針對(duì)EHB系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)研發(fā)，主要裝配在試驗(yàn)車型上。1993年FORD公司、通用公司開始采用EHB制動(dòng)系統(tǒng)，在此期間最具有代表性的屬Bosch公司推出的“Brake 2000”項(xiàng)目。1999年法蘭克福車展上，Bosch公司展出了新的EHB系統(tǒng)。由于其結(jié)構(gòu)上嶄新的設(shè)計(jì)思路，使汽車制動(dòng)過程中不僅縮短了制動(dòng)距離而且保證了車輛穩(wěn)定性，該系統(tǒng)剛一問世便得到了市場的認(rèn)可，立刻成為各大汽車研發(fā)部門爭相學(xué)習(xí)的對(duì)象。
　　從2000年前后到2007年左右，EHB技術(shù)走向成熟，并過度到商用階段，許多公司將其進(jìn)行了產(chǎn)品化，Bosch(博世)和Daimler-Chrysler公司在量產(chǎn)奔馳第七代e級(jí)轎車SL500上的裝配;1997年日本的豐田(TOYOTA)公司推出世界上第一款量產(chǎn)化的混合動(dòng)力車Prius，并發(fā)布混合動(dòng)力系統(tǒng)“THS”。2002年韓國最大的汽車配件生產(chǎn)企業(yè)Mando公司開發(fā)出了新一代HCU，并為各大公司提供此產(chǎn)品。同年在法蘭克福車展上，美國通用汽車公司展示了Hy-Drive燃料電池概念車，該車應(yīng)用由瑞典SKF公司開發(fā)的X-Drive電子線控操縱系統(tǒng)。還有就是Continental Teves(大陸)公司的MK系列產(chǎn)品。在此階段比較有代表性有以下幾個(gè)公司的技術(shù)
　　


　　Bosch公司在2001年的法蘭克福車展上，展出了感應(yīng)制動(dòng)控制系統(tǒng)SBC(Sensotronic Brake Control)。2005年Bosch公司與戴姆勒-克萊斯勒公司共同合作，開始批量生產(chǎn)ABS 8.0，TCS 8.0，ESP 8.0第一階段的ESP plus等EHB系統(tǒng)，并裝備在各式中高檔車型上，使“ESP premium”達(dá)到實(shí)用水平。到2009年，Bosch公司已經(jīng)推出了ESP 9.0版本。
　　


　　豐田公司于2003年1月在北美國際車展上展出了一款混合動(dòng)力概念車SU-HV，裝備了改進(jìn)后的的混合動(dòng)力系統(tǒng)“Hybrid Synergy Drive*1”。同年4月豐田公司將搭載了既有良好動(dòng)力性能又節(jié)能環(huán)保的第二代混合動(dòng)力系統(tǒng)“THSⅡ”應(yīng)用在第二代Prius普銳斯上。此后，搭載車型擴(kuò)大到了MPV、SUV、以及FR轎車。同年10月豐田公司在第37屆東京車展上展出了全新的概念混合動(dòng)力車，該車搭載了新型E-Four(電動(dòng)四輪驅(qū)動(dòng))動(dòng)力和SU-HV1混合動(dòng)力系統(tǒng)。大陸公司從2000年開始在電子剎車系統(tǒng)應(yīng)用EBS [27]技術(shù)，已經(jīng)有了比較成型的產(chǎn)品，推出了MK20，MK25，MK50，MK60，MK70等型號(hào)的電子機(jī)械式制動(dòng)執(zhí)行器。其中MK60結(jié)構(gòu)更緊湊，更輕便能夠提供新能較強(qiáng)的液壓制動(dòng)力，已經(jīng)裝配到從緊湊型車到輕型卡車等各種級(jí)別的車中。而Mk25則裝配在頂級(jí)車以及輕卡上，MK50則裝配在重型客車上。
　　從2007年左右開始到現(xiàn)在，EHB技術(shù)開始進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)整合時(shí)代。制動(dòng)系統(tǒng)不再是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，電子控制單元將它和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及輔助駕駛系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制。其中以日本豐田公司提出的車身動(dòng)態(tài)綜合管理系統(tǒng)(VDIM)以及Bosch公司的主被動(dòng)安全整合(CAPS)系統(tǒng)最為有代表性。
　　豐田提出了整合管理系統(tǒng)(VDIM)，該系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等主要總成進(jìn)行集中控制，通過傳感器采集駕駛員的駕駛狀況和汽車行駛狀態(tài)，在汽車動(dòng)態(tài)達(dá)到不穩(wěn)定行駛臨界狀態(tài)前就開始控制，以便保持汽車的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高了該車的駕駛穩(wěn)定性能和主動(dòng)安全性能。
　　Bosch公司認(rèn)為未來汽車電子產(chǎn)品的智能功能將以主、被動(dòng)安全系統(tǒng)與預(yù)測型輔助駕駛系統(tǒng)的緊密結(jié)合為基礎(chǔ)，Bosch為所有這些功能打造了共同的名稱—“主被動(dòng)安全整合”(CAPS)。從2007年4月起，Bosch已經(jīng)成功將主動(dòng)、被動(dòng)安全系統(tǒng)及輔助駕駛系統(tǒng)建立成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。如2007年投產(chǎn)的將偏航傳感器及加速度傳感器與油壓組件設(shè)計(jì)為一體的“ESP8i ”，在2008年投產(chǎn)支持新一代通信網(wǎng)絡(luò)FlexRay的“ESP premium with FlexRay”以及輕型車專用組件“ABS8k”，還有面向摩托車的“ABS8ME”。在2009年投產(chǎn)的支持混合動(dòng)力車的“ESP premium for HEV ”。該CAPS系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的安全功能提供了基礎(chǔ)，更能有效地防止事故發(fā)生。預(yù)計(jì)Bosch公司將在2010年開始推出ESP和ABS的第9代產(chǎn)品，該產(chǎn)品將在實(shí)現(xiàn)小型輕量化的同時(shí)降低噪音及振動(dòng)。并且Bosch的第一代CAPS功能整合了自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)和ESP 。第二階段的開發(fā)成果是預(yù)測性碰撞警告系統(tǒng)，目前已經(jīng)在奧迪Q7上實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。第三階段的開發(fā)將推出預(yù)測性緊急制動(dòng)系統(tǒng)，能夠使車輛在緊急狀況下自行緊急剎車。
　　1.4國內(nèi)外EHB試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展
　　汽車線性制動(dòng)系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的線性控制系統(tǒng)，引起了國內(nèi)外許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注，并為此搭建起實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行研究。
　　


　　圖1.3為都靈理工大學(xué)搭建的ABS/ESC 實(shí)驗(yàn)臺(tái)，主要由可載入汽車車輛模型的主機(jī)控制器和液壓回路系統(tǒng)組成，實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置有：單板dSPACE DS1103 PPC控制板，可應(yīng)用Matlab-Simulink軟件建立的車輛模型，多塊dSPACE-ControlDesk板卡來控制處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，后置處理器可以為用戶提供良好的圖形演示的結(jié)果。液壓動(dòng)力單元由SL真空助力器和串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸組成。第二液壓回路與制動(dòng)踏板單元連接，由PID控制器控制，可實(shí)現(xiàn)踏板力的模擬，得知駕駛員的制動(dòng)意圖。壓力傳感器分別安裝在主缸處和助力器出液端，用來測量主缸壓力和助力器壓力。位移傳感器用來測量活塞桿位置，輸出狀態(tài)反饋信號(hào)給電控單元從而對(duì)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，繼電器可以驅(qū)動(dòng)的ESC電磁閥，可以實(shí)現(xiàn)ABS主動(dòng)控制，ESC(Electronic Stability Control)電子穩(wěn)定程序控制。
　　


　　都靈理工大學(xué)在此基礎(chǔ)上搭建了EHB硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)(如圖1.4)，該試驗(yàn)臺(tái)主要用來分析和研究線性制動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)橄到y(tǒng)配備有高壓蓄能器，由其為系統(tǒng)提供高壓油液，使整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)速度更快，可產(chǎn)生更大的制動(dòng)力矩，并且可對(duì)各個(gè)輪缸獨(dú)立進(jìn)行控制?？蓪?duì)開發(fā)電磁閥控制策略進(jìn)行開發(fā)，以減小壓力震蕩，縮短響應(yīng)時(shí)間。編輯和調(diào)整控制邏輯可增強(qiáng)駕駛員制動(dòng)時(shí)的舒適性，還可以基于此實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行能量回收。該試驗(yàn)臺(tái)配置有：兩個(gè)鼓式制動(dòng)器，兩個(gè)盤式制動(dòng)器，裝高速開關(guān)閥四路液壓回路與制動(dòng)輪缸相連，與串聯(lián)雙腔制動(dòng)主液相連的液壓踏板單元用于模擬駕駛員制動(dòng)意圖。壓力傳感器安裝在蓄能器出液端和四個(gè)輪缸進(jìn)液端，可實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄能器和輪缸壓力，儲(chǔ)液器與蓄能器之間裝有電機(jī)泵，為蓄能器提供高壓穩(wěn)定的油液。
　　圖1.5布萊頓大學(xué)搭建的EHB實(shí)驗(yàn)臺(tái)。主要對(duì)踏板力模擬單元進(jìn)行了詳細(xì)的討論。對(duì)轉(zhuǎn)角傳感器所測轉(zhuǎn)角與輪缸壓力之間的關(guān)系進(jìn)行了標(biāo)定。應(yīng)用AMESim聯(lián)合Simulink軟件建立起了車輛動(dòng)力學(xué)模型，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)輪缸壓力跟隨特性進(jìn)行了研究，得出制動(dòng)壓力跟隨的曲線與傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)壓力曲線進(jìn)行了對(duì)比，表明系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間更快，壓力波動(dòng)跟小，并能明顯改善駕駛員制動(dòng)時(shí)的感覺。此實(shí)驗(yàn)臺(tái)還可以進(jìn)行EHB容錯(cuò)控制。
　　


　　與國外研究水平相比，國內(nèi)的EHB系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建設(shè)還處于起步階段，吉林大學(xué)的劉溧建立起了適于進(jìn)行ABS性能評(píng)價(jià)與控制方法的混合仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)(簡稱MST)
　　


　　MST將可將ABS的關(guān)鍵部件嵌入仿真回路，擴(kuò)展了傳統(tǒng)仿真的研究方式。由于液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性對(duì)ABS的控制品質(zhì)有較大的影響，通過對(duì)電磁閥的開關(guān)響應(yīng)過程分析，對(duì)電磁閥進(jìn)行了理論建模和仿真。將ABS液壓系統(tǒng)簡化為液壓閥口、液壓缸和液壓管路三個(gè)基本液壓元件構(gòu)成，利用此實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的研究，包括電磁閥開關(guān)響應(yīng)時(shí)間、管路的傳輸滯后時(shí)間及增、減壓過程中的輪缸壓力變化率等。驗(yàn)證了理論研究結(jié)論的正確性，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得到了電磁閥響應(yīng)時(shí)間、管路傳輸滯后時(shí)間和輪缸壓力變化率的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。并?duì)建立的模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，模型參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。
　　最后對(duì)ABS控制邏輯與液壓系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)行防抱制動(dòng)過程的混合仿真試驗(yàn)研究，通過液壓系統(tǒng)嵌入的混合仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)控制邏輯進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：控制邏輯與實(shí)際液壓系統(tǒng)結(jié)合后，具有良好的防抱制動(dòng)效果。