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1.1.1汽車(chē)線(xiàn)控制動(dòng)技術(shù)的研究背景 隨著(zhù)中國汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車(chē)在人們生活中扮演的角色越來(lái)越重要，它已經(jīng)成為人類(lèi)生活中不可缺少的一部分。人們在享受汽車(chē)帶來(lái)舒適，方便的同時(shí)，也開(kāi)始越來(lái)越關(guān)注汽車(chē)行駛的安全性。汽車(chē)安全性能很大程度取決于汽車(chē)制動(dòng)系統，良好的汽車(chē)制動(dòng)系統可以保證車(chē)輛的安全行駛。因此如何設計可靠的制動(dòng)系統，改善汽車(chē)的制動(dòng)性能，始終是汽車(chē)研究機構的重要任務(wù)。 環(huán)顧汽車(chē)制動(dòng)系統的發(fā)展歷史，汽車(chē)制動(dòng)系統發(fā)展之初，實(shí)現制動(dòng)的過(guò)程是駕駛員通過(guò)操作一組簡(jiǎn)單的機械系統，將作用力傳遞給制動(dòng)器，但要求車(chē)輛質(zhì)量小，低速行駛的情況。隨著(zhù)汽車(chē)自重的增加，車(chē)速的提高，對于機械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)需要一種助力裝置，這時(shí)出現了真空助力裝置。1923年凱迪拉克公司在其生產(chǎn)的V16車(chē)上開(kāi)始大量裝配真空助力器。隨后液壓制動(dòng)技術(shù)的出現，是繼機械制動(dòng)后的一制動(dòng)系統的重大突破。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(zhù)汽車(chē)電子技術(shù)的成熟與發(fā)展，被稱(chēng)為汽車(chē)史上的三大發(fā)明之一防抱制動(dòng)系統ABS(Anti-lock Braking System)開(kāi)始使用和推廣。由于汽車(chē)制動(dòng)時(shí)會(huì )導致車(chē)輪與路面之間產(chǎn)生滑移，而滑移率會(huì )影響到汽車(chē)制動(dòng)的效果。ABS系統根據輪速傳感器傳送的信號實(shí)時(shí)調節對應車(chē)輪的制動(dòng)力，使制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪滑移率控制在合適的范圍內，提高車(chē)輪側向附著(zhù)力，取得了最佳的制動(dòng)效果。1954年FORD公司開(kāi)始在林肯轎車(chē)裝備ABS，到了80年代ABS走向成熟。20世紀80年代中期，BOSCH公司研發(fā)了驅動(dòng)防滑系統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)，將滑轉率控制在一定的范圍內，改善車(chē)輪與地面的附著(zhù)力，例如，車(chē)輛在冰雪路面或濕滑路面行駛時(shí)，當汽車(chē)加速時(shí)驅動(dòng)輪容易打滑，ASR系統會(huì )自動(dòng)減低發(fā)動(dòng)機馬力并制動(dòng)受影響的車(chē)輪，ASR系統挺高了車(chē)輛的牽引力和行駛穩定性。1985年VOLOVO汽車(chē)公司將這項技術(shù)轉化為產(chǎn)品，并將其安裝在Volvo760 Turbo上。由于車(chē)輪的驅動(dòng)打滑與制動(dòng)抱死講的是同一類(lèi)問(wèn)題，所以在A(yíng)BS的基礎上，增加了驅動(dòng)防滑系統ASR來(lái)檢測采集驅動(dòng)輪的轉速，將兩者集成為一體，發(fā)展成為ABS/ASR系統。1980年12月Bosch公司第一次將ABS/ASR技術(shù)結合應用在Mercedes S級轎車(chē)上。隨著(zhù)智能控制技術(shù)的發(fā)展，國外已經(jīng)由ABS控制系統發(fā)展到TCS(牽引力控制系統)，在此基礎上發(fā)展到VDC(汽車(chē)動(dòng)態(tài)控制系統)。VDC系統是把汽車(chē)總成的控制系統(制動(dòng)系統、驅動(dòng)系統、懸架系統、轉向系統、發(fā)動(dòng)機等)集成在一起，大大提高了汽車(chē)控制系統的集成度和行駛安全性。九十年代中期出現的ESP(Electronic StabilityProgram)系統，是提高汽車(chē)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(zhù)極限工況下，對汽車(chē)的行駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，如果汽車(chē)行駛軌道和駕駛員所期望的軌道不一致時(shí)，ESP系統會(huì )對制動(dòng)壓力進(jìn)行調節，或者通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機輸出轉矩，實(shí)時(shí)的對車(chē)輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行調節，使汽車(chē)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(chē)的行駛穩定性。 由于傳統制動(dòng)系統主要由制動(dòng)踏板、真空助力器、主缸、輪缸、制動(dòng)鼓(或制動(dòng)盤(pán))及管路等構成。制動(dòng)系統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(chē)輪上，對車(chē)輛進(jìn)行直接制動(dòng)。對于長(cháng)軸距控制車(chē)輛，由于制動(dòng)管路較長(cháng)、響應速度慢、易產(chǎn)生滯后現象、安全性降低，并且踏板感覺(jué)差、裝配維護難度大、成本也較高。 隨著(zhù)汽車(chē)電子科技和汽車(chē)控制技術(shù)的發(fā)展，出現了高效節能的線(xiàn)控技術(shù)，線(xiàn)控技術(shù)(x-by-wire)首先應用于航空航天領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)發(fā)展成熟后將這種控制方式引入到汽車(chē)駕駛上，線(xiàn)控技術(shù)利用將傳感器獲知駕駛員踩制動(dòng)，換擋，打轉向盤(pán)等駕駛意圖，轉化為電信號輸入電子控制單元，電子控制單元再發(fā)送指令給相應的執行機構完成相關(guān)操作。線(xiàn)控技術(shù)中(by-wire)可理解為電控方式，這里的“x”類(lèi)似于方程式中的變量，代表著(zhù)傳統上汽車(chē)中由機械或液壓控制的各個(gè)控制單元，例如線(xiàn)控轉向(steer-by-wire)、線(xiàn)控制動(dòng)(brake -by-wire)系統、線(xiàn)控懸架(suspension-by-wire)系統、線(xiàn)控油門(mén)(throttle-by-wire)系統[9]，結合線(xiàn)控技術(shù)和汽車(chē)制動(dòng)系統而形成的線(xiàn)控制動(dòng)系統，將傳統液壓或氣壓制動(dòng)執行元件改為了電驅動(dòng)元件，提高了可控性和響應速度，同時(shí)易實(shí)現底盤(pán)集成控制。寶馬汽車(chē)公司在2000年巴黎車(chē)展上參展的概念車(chē)BMW Z22應用了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Daimler-Chrysler，Ford和Volvo等汽車(chē)公司聯(lián)合發(fā)起了“Brite-EuRam‘x-by-wire’”計劃，進(jìn)行線(xiàn)控驅動(dòng)系統的實(shí)現以及安全性和可靠性方面的研究。在第屆日內瓦國際汽車(chē)展覽會(huì )上，意大利Bertone汽車(chē)設計及開(kāi)發(fā)公司展示了新型概念車(chē)“FILO”�！癋ILO”采用了“Drive-By-Wire”系統[11]。隨后國外開(kāi)始將高效、節能、環(huán)保的線(xiàn)控技術(shù)與車(chē)輛制動(dòng)系統相結合，由此線(xiàn)控制動(dòng)系統(brake-by-wire)應運而生，成為各大汽車(chē)研究機構的研究熱點(diǎn)。 1.1.2搭建EHB實(shí)驗臺的意義 在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的初期，將新產(chǎn)品裝配到量產(chǎn)的實(shí)車(chē)上后進(jìn)行檢測和系統調試，如果實(shí)驗過(guò)程中發(fā)現缺陷，要重新測試并對其進(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)驗臺有著(zhù)較大優(yōu)勢。本文中的實(shí)驗臺是一種集合系統性能評價(jià)和開(kāi)發(fā)調試檢測綜合功能于一體的車(chē)輛電子系統開(kāi)發(fā)和改進(jìn)的重要工具，大大促進(jìn)了車(chē)輛電子系統的研究和開(kāi)發(fā)，并加快了系統控制邏輯和執行機構的設計開(kāi)發(fā)。 本課題中要搭建的EHB實(shí)驗臺，目的是要對目標輪缸壓力進(jìn)行跟隨控制，對于不同形式的目標壓力輸入，應用PID控制算法進(jìn)行控制，使實(shí)際輪缸壓力響應快速穩定。如果對輸入目標輪缸壓力跟隨情況良好，就可以更好的實(shí)現下一步各種制動(dòng)功能如ABS(制動(dòng)防抱死系統)功能，EBD(電子制動(dòng)力分配)功能;ESP(電子穩定性控制)功能;TCS(牽引力控制系統)功能等，通過(guò)EHB實(shí)驗平臺的實(shí)驗，可對制動(dòng)系統的各項性能進(jìn)行檢驗，有效地改進(jìn)EHB系統的性能及可靠性，并為實(shí)車(chē)實(shí)驗做好準備，在汽車(chē)制動(dòng)系統開(kāi)發(fā)上有著(zhù)不可替代的作用和意義。 1.2 EHB系統簡(jiǎn)介及性能特點(diǎn) 1.2.1 EHB系統簡(jiǎn)介 EHB(Electronic Hydraulic Brake System)系統是線(xiàn)控制動(dòng)兩類(lèi)系統中的一種。由于傳統制動(dòng)系統主要由制動(dòng)踏板、真空助力器、主缸、輪缸、制動(dòng)鼓(或制動(dòng)盤(pán))及管路等構成。制動(dòng)系統對車(chē)輛進(jìn)行直接制動(dòng)。制動(dòng)管路較長(cháng)、響應速度慢、易產(chǎn)生滯后現象、安全性降低。 EHB系統除去了巨大的真空助力器，以及一些液壓管路等傳統制動(dòng)系統的部分機械元件并用一些電子元件替代，該系統用一個(gè)電子式制動(dòng)踏板替代了傳統的液壓制動(dòng)踏板，電子踏板單元識別出駕駛人員踩踏制動(dòng)踏板的制動(dòng)意圖，通過(guò)數據采集系統將傳感器采集的車(chē)輛狀態(tài)信號傳遞給電子控制單元，同時(shí)電子控制單元根據不同的駕駛工況決策出車(chē)輪的最佳制動(dòng)壓力。這一系統縮短了制動(dòng)反應時(shí)間，減小了系統響應時(shí)間，同時(shí)也避免了因液壓機械制動(dòng)系統反作用力引起震動(dòng)而使駕駛員不自覺(jué)地減小制動(dòng)力帶來(lái)的危險[13]。線(xiàn)控制動(dòng)兩種系統中的EMB(Electronic Mechanical Brake System)系統是一種電子機械制動(dòng)系統，它用線(xiàn)控制動(dòng)系統代替了整個(gè)液壓系統，并用踏板力模擬單元替代了傳統液壓制動(dòng)系統中真空助力器和機械式傳力機構。EMB系統根據數采系統采集的車(chē)輛狀態(tài)信號，經(jīng)過(guò)電子控制單元的分析和處理，向車(chē)輪制動(dòng)模塊的電機發(fā)出信號，進(jìn)而產(chǎn)生所需的制動(dòng)力，達到制動(dòng)的目的。但是EMB沒(méi)有備用系統，其可靠性需要得到很好的實(shí)踐驗證，此外執行器的散熱，耐高溫，抗干擾等方面的條件要求嚴格，因此距EMB技術(shù)成熟期還有很長(cháng)的路要走。 1.2.2 EHB系統的性能特點(diǎn) (1)傳統的制動(dòng)系統，駕駛員通過(guò)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(cháng)。而對于EHB系統，電機泵和蓄能器充當系統的壓力源，通過(guò)高速開(kāi)關(guān)閥的調節控制制動(dòng)液進(jìn)入制動(dòng)輪缸，制動(dòng)過(guò)程平順柔和，制動(dòng)壓力上升梯度大。輪缸制動(dòng)壓力通過(guò)輪缸壓力傳感器的實(shí)時(shí)監測，將信號傳遞給電子控制單元，可對輪缸壓力精確調節，此過(guò)程中還可以消除制動(dòng)噪聲，縮短制動(dòng)時(shí)間。 (2)傳統的制動(dòng)系統，制動(dòng)主缸通過(guò)活塞運動(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)現前后制動(dòng)力的分配，不能很好地對各個(gè)制動(dòng)輪單獨控制，難以充分利用地面制動(dòng)力，而EHB系統是通過(guò)閉環(huán)反饋的控制方式，對每個(gè)制動(dòng)輪缸的壓力進(jìn)行單獨控制，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(guò)分析判斷決策出各制動(dòng)器所需最佳制動(dòng)力，達到良好制動(dòng)效果。 (3)傳統的制動(dòng)系統，制動(dòng)踏板與制動(dòng)輪缸之間是通過(guò)一些機械裝置直接相連接的，若長(cháng)時(shí)間制動(dòng)，系統的機械特性會(huì )發(fā)生變化，會(huì )影響制動(dòng)性能。而EHB控制系統，可通過(guò)對電子控制單元加入相應的控制算法對制動(dòng)踏板部件機械特性的變化進(jìn)行補償，彌補傳統機械特性對系統影響的不足，使踏板行程和制動(dòng)壓力等級保持一致。EHB系統通過(guò)傳感器采集的踏板的運動(dòng)速度和踏板的行程，將信號傳遞給ECU，ECU通過(guò)對駕駛員意圖的識別，判斷不同的制動(dòng)行為，計算并提供最佳的壓力變化特性。由于踏板力獨立于制動(dòng)輪缸，制造商可以根據車(chē)型的不同，駕駛者年齡段、性別以及駕駛習慣的不同進(jìn)行統計，通過(guò)調整可靠的控制算法和對踏板模擬器進(jìn)行主動(dòng)控制，給駕駛者提供最合適的踏板感覺(jué)。 (4)此外由于EHB系統在結構上取消了傳統制動(dòng)系統中的部分管路系統及液壓閥，真空助力器等元件。使系統更加緊湊，節省了車(chē)內制動(dòng)系統的布置空間;制造、裝配簡(jiǎn)單快捷;由于模塊化程度高，提高了車(chē)輛設計過(guò)程中的靈活性;同時(shí)改善了發(fā)動(dòng)機性能，提高了汽車(chē)燃油經(jīng)濟性。 1.3 EHB系統的研究現狀和發(fā)展方向 從1993年開(kāi)始到2000年是EHB技術(shù)發(fā)展初期。這個(gè)時(shí)期各大汽車(chē)公司都針對EHB系統進(jìn)行了技術(shù)研發(fā)，主要裝配在試驗車(chē)型上。1993年FORD公司、通用公司開(kāi)始采用EHB制動(dòng)系統，在此期間最具有代表性的屬Bosch公司推出的“Brake 2000”項目。1999年法蘭克福車(chē)展上，Bosch公司展出了新的EHB系統。由于其結構上嶄新的設計思路，使汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中不僅縮短了制動(dòng)距離而且保證了車(chē)輛穩定性，該系統剛一問(wèn)世便得到了市場(chǎng)的認可，立刻成為各大汽車(chē)研發(fā)部門(mén)爭相學(xué)習的對象。 從2000年前后到2007年左右，EHB技術(shù)走向成熟，并過(guò)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級轎車(chē)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(chē)Prius，并發(fā)布混合動(dòng)力系統“THS”。2002年韓國最大的汽車(chē)配件生產(chǎn)企業(yè)Mando公司開(kāi)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(chē)展上，美國通用汽車(chē)公司展示了Hy-Drive燃料電池概念車(chē)，該車(chē)應用由瑞典SKF公司開(kāi)發(fā)的X-Drive電子線(xiàn)控操縱系統。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(chē)展上，展出了感應制動(dòng)控制系統SBC(Sensotronic Brake Control)。2005年Bosch公司與戴姆勒-克萊斯勒公司共同合作，開(kāi)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，并裝備在各式中高檔車(chē)型上，使“ESP premium”達到實(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(chē)展上展出了一款混合動(dòng)力概念車(chē)SU-HV，裝備了改進(jìn)后的的混合動(dòng)力系統“Hybrid Synergy Drive*1”。同年4月豐田公司將搭載了既有良好動(dòng)力性能又節能環(huán)保的第二代混合動(dòng)力系統“THSⅡ”應用在第二代Prius普銳斯上。此后，搭載車(chē)型擴大到了MPV、SUV、以及FR轎車(chē)。同年10月豐田公司在第37屆東京車(chē)展上展出了全新的概念混合動(dòng)力車(chē)，該車(chē)搭載了新型E-Four(電動(dòng)四輪驅動(dòng))動(dòng)力和SU-HV1混合動(dòng)力系統。大陸公司從2000年開(kāi)始在電子剎車(chē)系統應用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等型號的電子機械式制動(dòng)執行器。其中MK60結構更緊湊，更輕便能夠提供新能較強的液壓制動(dòng)力，已經(jīng)裝配到從緊湊型車(chē)到輕型卡車(chē)等各種級別的車(chē)中。而Mk25則裝配在頂級車(chē)以及輕卡上，MK50則裝配在重型客車(chē)上。 從2007年左右開(kāi)始到現在，EHB技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )整合時(shí)代。制動(dòng)系統不再是一個(gè)獨立的系統，電子控制單元將它和轉向系統、動(dòng)力系統及輔助駕駛系統通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行集中控制。其中以日本豐田公司提出的車(chē)身動(dòng)態(tài)綜合管理系統(VDIM)以及Bosch公司的主被動(dòng)安全整合(CAPS)系統最為有代表性。 豐田提出了整合管理系統(VDIM)，該系統對動(dòng)力系統、轉向系統和制動(dòng)系統等主要總成進(jìn)行集中控制，通過(guò)傳感器采集駕駛員的駕駛狀況和汽車(chē)行駛狀態(tài)，在汽車(chē)動(dòng)態(tài)達到不穩定行駛臨界狀態(tài)前就開(kāi)始控制，以便保持汽車(chē)的穩定性，進(jìn)一步提高了該車(chē)的駕駛穩定性能和主動(dòng)安全性能。 Bosch公司認為未來(lái)汽車(chē)電子產(chǎn)品的智能功能將以主、被動(dòng)安全系統與預測型輔助駕駛系統的緊密結合為基礎，Bosch為所有這些功能打造了共同的名稱(chēng)—“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)安全系統及輔助駕駛系統建立成一個(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計為一體的“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(chē)專(zhuān)用組件“ABS8k”，還有面向摩托車(chē)的“ABS8ME”。在2009年投產(chǎn)的支持混合動(dòng)力車(chē)的“ESP premium for HEV ”。該CAPS系統為實(shí)現先進(jìn)的安全功能提供了基礎，更能有效地防止事故發(fā)生。預計Bosch公司將在2010年開(kāi)始推出ESP和ABS的第9代產(chǎn)品，該產(chǎn)品將在實(shí)現小型輕量化的同時(shí)降低噪音及振動(dòng)。并且Bosch的第一代CAPS功能整合了自適應巡航控制系統(ACC)和ESP 。第二階段的開(kāi)發(fā)成果是預測性碰撞警告系統，目前已經(jīng)在奧迪Q7上實(shí)現了批量生產(chǎn)。第三階段的開(kāi)發(fā)將推出預測性緊急制動(dòng)系統，能夠使車(chē)輛在緊急狀況下自行緊急剎車(chē)。 1.4國內外EHB試驗臺的發(fā)展 汽車(chē)線(xiàn)性制動(dòng)系統作為一種先進(jìn)的線(xiàn)性控制系統，引起了國內外許多大學(xué)和研究機構的關(guān)注，并為此搭建起實(shí)驗平臺進(jìn)行研究。 圖1.3為都靈理工大學(xué)搭建的ABS/ESC 實(shí)驗臺，主要由可載入汽車(chē)車(chē)輛模型的主機控制器和液壓回路系統組成，實(shí)驗臺配置有：?jiǎn)伟錮SPACE DS1103 PPC控制板，可應用Matlab-Simulink軟件建立的車(chē)輛模型，多塊dSPACE-ControlDesk板卡來(lái)控制處理實(shí)驗結果，后置處理器可以為用戶(hù)提供良好的圖形演示的結果。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(lái)測量主缸壓力和助力器壓力。位移傳感器用來(lái)測量活塞桿位置，輸出狀態(tài)反饋信號給電控單元從而對液壓執行機構進(jìn)行控制，繼電器可以驅動(dòng)的ESC電磁閥，可以實(shí)現ABS主動(dòng)控制，ESC(Electronic Stability Control)電子穩定程序控制。 都靈理工大學(xué)在此基礎上搭建了EHB硬件在環(huán)試驗臺(如圖1.4)，該試驗臺主要用來(lái)分析和研究線(xiàn)性制動(dòng)系統，因為系統配備有高壓蓄能器，由其為系統提供高壓油液，使整個(gè)系統響應速度更快，可產(chǎn)生更大的制動(dòng)力矩，并且可對各個(gè)輪缸獨立進(jìn)行控制�？蓪﹂_(kāi)發(fā)電磁閥控制策略進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以減小壓力震蕩，縮短響應時(shí)間。編輯和調整控制邏輯可增強駕駛員制動(dòng)時(shí)的舒適性，還可以基于此實(shí)驗臺進(jìn)行能量回收。該試驗臺配置有：兩個(gè)鼓式制動(dòng)器，兩個(gè)盤(pán)式制動(dòng)器，裝高速開(kāi)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)監測蓄能器和輪缸壓力，儲液器與蓄能器之間裝有電機泵，為蓄能器提供高壓穩定的油液。 圖1.5布萊頓大學(xué)搭建的EHB實(shí)驗臺。主要對踏板力模擬單元進(jìn)行了詳細的討論。對轉角傳感器所測轉角與輪缸壓力之間的關(guān)系進(jìn)行了標定。應用AMESim聯(lián)合Simulink軟件建立起了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型，利用實(shí)驗臺對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(xiàn)與傳統的制動(dòng)系統壓力曲線(xiàn)進(jìn)行了對比，表明系統的響應時(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(jué)。此實(shí)驗臺還可以進(jìn)行EHB容錯控制。 與國外研究水平相比，國內的EHB系統實(shí)驗臺的建設還處于起步階段，吉林大學(xué)的劉溧建立起了適于進(jìn)行ABS性能評價(jià)與控制方法的混合仿真實(shí)驗臺(簡(jiǎn)稱(chēng)MST) MST將可將ABS的關(guān)鍵部件嵌入仿真回路，擴展了傳統仿真的研究方式。由于液壓系統動(dòng)態(tài)特性對ABS的控制品質(zhì)有較大的影響，通過(guò)對電磁閥的開(kāi)關(guān)響應過(guò)程分析，對電磁閥進(jìn)行了理論建模和仿真。將ABS液壓系統簡(jiǎn)化為液壓閥口、液壓缸和液壓管路三個(gè)基本液壓元件構成，利用此實(shí)驗臺進(jìn)行了液壓系統動(dòng)態(tài)特性的研究，包括電磁閥開(kāi)關(guān)響應時(shí)間、管路的傳輸滯后時(shí)間及增、減壓過(guò)程中的輪缸壓力變化率等。驗證了理論研究結論的正確性，通過(guò)實(shí)驗結果的分析，得到了電磁閥響應時(shí)間、管路傳輸滯后時(shí)間和輪缸壓力變化率的經(jīng)驗模型。并對建立的模型進(jìn)行了實(shí)驗驗證，模型參數進(jìn)行了辨識。 最后對ABS控制邏輯與液壓系統相結合，進(jìn)行防抱制動(dòng)過(guò)程的混合仿真試驗研究，通過(guò)液壓系統嵌入的混合仿真實(shí)驗對控制邏輯進(jìn)行了驗證。實(shí)驗結果表明：控制邏輯與實(shí)際液壓系統結合后，具有良好的防抱制動(dòng)效果。 |
