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汽车EHB系统的工作原理及总体方案的设计
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2017-11-21
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EHB系统是一种先进的线控制动系统，具有防止ABS工作时制动踏板“抖动”、制动响应快、制动压力上升梯度大、可集成ABS、TCS、ESP功能等优点，适用于混合动力汽车及电动汽车。为了给后续实际搭建实验台做好准备，本章对EHB系统的工作原理和总体方案进行研究，主要包括EHB系统执行机构及电子控制单元的组成结构和方案设计，并对各个元件的具体安装位置进行布置。
2.2 EHB系统方案
2.2.1试验台预期试验目标
基于EHB试验台试验，更好的实现如下传统制动功能；
（1）ABS（制动防抱死系统）功能；
（2）EBD（电子制动力分配）功能；
（3）ESP（电子稳定性控制）功能；
（4）TCS（牵引力控制系统）功能；
（5）主动防侧翻功能。
基于此试验平台，可以进一步研究相应的控制策略及状态估计算法（如车速及路面估计）。在条件许可情况下，还可以加入踏板力模拟及应急制动模块，进而研究踏板力反馈、EHB容错控制等。
2.2.2试验台试验工况
（1）行车制动（轻微制动工况）
行车过程中，驾驶员采取轻微制动使得车速有所缓慢下降，在此工况下可以检验制动压力的稳定性及实际轮缸制动压力对其理想值的跟随效果。
（2）紧急制动
a均一附着路面
低附着路面（附着系数0.1～0.3之间）以v=40k m /h车速直行，高附着路面（附着系数在0.7~0.9之间）以vmax=0.8v≤120km /h车速直行，车速稳定后，急促全力制动。
b对开路面
车辆的纵向中心平面通过对开路面交界线，在v=50km/h的初速度下急促全力制动。制动时可利用转向来修正行驶方向，汽车的任何部分不应越过交界线。
c对接路面
在高附着系数（附着系数在0.7~0.9之间）路面上，急促全力制动。保证车辆以速度v=40km /h和速度vmax=0.8v≤120km /h从高附着系数路面驶入低附着系数路面。在低附着系数（附着系数0.1～0.3之间）路面上，急促全力制动。保证车辆以v=40km /h从低附着系数路面驶入高附着系数路面。
2.2.3 EHB系统总体方案
EHB系统以电子元件加以替代原始制动系统中的部分机械元件，制动系统中原有的液压系统不作大的改变。这样可以由液压系统提供动力，电子系统提供柔性控制，是机电液一体化的高新技术产品，有很大的发展潜力。EHB系统的总体方案如图2.3所示
EHB系统的主要包括两个部分：液压执行机构主要包括：高压蓄能器，液压泵，制动液储油杯，进、出液电磁阀等，电子控制单元主要包括：传感器信号输入单元，主控单元，执行器驱动单元，及一系列传感器：包括档位传感器，方向盘转角传感器，横摆角速度传感器，制动踏板行程传感器，油门踏板行程传感器，离合器行程传感器，轮速传感器和压力传感器，纵向及侧向加速度传感器等。
在制动踏板生产位移的过程中，数据采集系统将采集到的踏板行程传感器、各制动器压力传感器等反馈信号输入到电子控制单元进行分析和判断，对进出液电磁阀分别进行调节，当系统需要增压时，进液阀打开出液阀关闭，当系统需要保压时进出液阀均关闭，当系统需要减压时，进液阀关闭出液阀打开。通过输入PWM控制信号给高速开关阀从而控制各车轮上的制动压力。通过CAN总线技术ECU还可以接收来自于ABS，ASR，ESP的汽车动态数据，经过分析和处理，将控制信号发送到相应的控制单元，对汽车进行优化控制。
2.2 EHB系统方案
2.2.1试验台预期试验目标
基于EHB试验台试验，更好的实现如下传统制动功能；
（1）ABS（制动防抱死系统）功能；
（2）EBD（电子制动力分配）功能；
（3）ESP（电子稳定性控制）功能；
（4）TCS（牵引力控制系统）功能；
（5）主动防侧翻功能。
基于此试验平台，可以进一步研究相应的控制策略及状态估计算法（如车速及路面估计）。在条件许可情况下，还可以加入踏板力模拟及应急制动模块，进而研究踏板力反馈、EHB容错控制等。
2.2.2试验台试验工况
（1）行车制动（轻微制动工况）
行车过程中，驾驶员采取轻微制动使得车速有所缓慢下降，在此工况下可以检验制动压力的稳定性及实际轮缸制动压力对其理想值的跟随效果。
（2）紧急制动
a均一附着路面
低附着路面（附着系数0.1～0.3之间）以v=40k m /h车速直行，高附着路面（附着系数在0.7~0.9之间）以vmax=0.8v≤120km /h车速直行，车速稳定后，急促全力制动。
b对开路面
车辆的纵向中心平面通过对开路面交界线，在v=50km/h的初速度下急促全力制动。制动时可利用转向来修正行驶方向，汽车的任何部分不应越过交界线。
c对接路面
在高附着系数（附着系数在0.7~0.9之间）路面上，急促全力制动。保证车辆以速度v=40km /h和速度vmax=0.8v≤120km /h从高附着系数路面驶入低附着系数路面。在低附着系数（附着系数0.1～0.3之间）路面上，急促全力制动。保证车辆以v=40km /h从低附着系数路面驶入高附着系数路面。
2.2.3 EHB系统总体方案
EHB系统以电子元件加以替代原始制动系统中的部分机械元件，制动系统中原有的液压系统不作大的改变。这样可以由液压系统提供动力，电子系统提供柔性控制，是机电液一体化的高新技术产品，有很大的发展潜力。EHB系统的总体方案如图2.3所示
EHB系统的主要包括两个部分：液压执行机构主要包括：高压蓄能器，液压泵，制动液储油杯，进、出液电磁阀等，电子控制单元主要包括：传感器信号输入单元，主控单元，执行器驱动单元，及一系列传感器：包括档位传感器，方向盘转角传感器，横摆角速度传感器，制动踏板行程传感器，油门踏板行程传感器，离合器行程传感器，轮速传感器和压力传感器，纵向及侧向加速度传感器等。
在制动踏板生产位移的过程中，数据采集系统将采集到的踏板行程传感器、各制动器压力传感器等反馈信号输入到电子控制单元进行分析和判断，对进出液电磁阀分别进行调节，当系统需要增压时，进液阀打开出液阀关闭，当系统需要保压时进出液阀均关闭，当系统需要减压时，进液阀关闭出液阀打开。通过输入PWM控制信号给高速开关阀从而控制各车轮上的制动压力。通过CAN总线技术ECU还可以接收来自于ABS，ASR，ESP的汽车动态数据，经过分析和处理，将控制信号发送到相应的控制单元，对汽车进行优化控制。
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