0 引言

電氣化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化是汽車工程領(lǐng)域的熱門話題，智能駕駛的實現(xiàn)依賴于底盤線控技術(shù)。液壓制動系統(tǒng)(EHB)屬于線控底盤驅(qū)動中線控制動的技術(shù)分支，也推動了制動系統(tǒng)從傳統(tǒng)制動向線控制動系統(tǒng)的發(fā)展。用于新能源汽車的EHB系統(tǒng)具有安全、舒適、響應(yīng)快、再生制動容易實現(xiàn)、制動力控制準(zhǔn)確等優(yōu)點。

從制動器的發(fā)展來看，汽車的制動器由最開始的鼓式制動器，慢慢發(fā)展到盤式制動器，再到電磁式制動器，再到現(xiàn)在發(fā)展的線控制動器，可以說傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)是已經(jīng)走過了一個多世紀(jì)的發(fā)展歷程，汽車主動制動控制系統(tǒng)的功能不斷完善,為消除功能上的缺陷，主動制動控制系統(tǒng)向集成化、智能化方向快速發(fā)展，而線控制動系統(tǒng)在未來可能會向主動制動控制系統(tǒng)方向發(fā)展。未來作為傳統(tǒng)制動系統(tǒng)與線控制動系統(tǒng)之間的過渡產(chǎn)品，電子液壓制動器備受汽車零部件制造商的關(guān)注。EHB在沒有真空助力器的情況下消除了制動踏板和駕駛員之間的耦合關(guān)系，這使得摩擦制動更加簡單和緊湊。EHB還可以單獨控制每個車輪的制動力，輕松實現(xiàn)制動能量回收的最大化。因此，EHB對于電動汽車具有特殊的應(yīng)用價值。而電子液壓制動發(fā)展只有不到二十多年。電子液壓制動系統(tǒng)于1994年由Analogy公司用Saber仿真模擬的方法開發(fā)而成

，隨后，1996年Bosch公司進(jìn)行了實車實驗，得到了不錯的效果

，2000年德國大陸(Continental)公司也證明了電子液壓制動系統(tǒng)制動的可能性，并且其結(jié)果好于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)

，2006年Toyota展示了針對混合動力汽車的新型電液制動系統(tǒng)ECB，主要應(yīng)用在Prius車上

。2007年以來,EHB系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)開始步入網(wǎng)絡(luò)整合階段,車輛ECU將其與動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等主要總成通過車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制，而不再是完全獨立的系統(tǒng)

，如車身動態(tài)綜合管理系統(tǒng)(VDIM)

(豐田公司)以及主被動安全整合系統(tǒng)(CAPS)

(Bosch公司)。之后就有許多產(chǎn)商相繼開發(fā)了類似產(chǎn)品，并取得了一定成果。

1 EHB的概述

1.1 EHB國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

國外對液壓制動系統(tǒng)研發(fā)起步較早，并且首先設(shè)計出EHB系統(tǒng)的就是國外的公司，防抱死制動系統(tǒng)(ABS)已經(jīng)成為商用車的常規(guī)裝備。然而，隨著發(fā)動機(jī)功率的增大、車速的提高以及車輛安全標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的液壓ABS逐漸出現(xiàn)了壓力建立時間延遲、噪音、嘯叫、剎車片磨損、有害摩擦粉塵等諸多問題，以及由于其接觸運動而導(dǎo)致的制動系統(tǒng)熱故障。此外高速制動性能差的問題也需要加強(qiáng)。因此，需要一種新的更強(qiáng)大和更穩(wěn)定的制動系統(tǒng)來確保車輛的可靠性和安全性。Yuet al.等人

設(shè)計了一種集成式電液制動系統(tǒng)，采用Byrnes-Isidori標(biāo)準(zhǔn)方法對系統(tǒng)進(jìn)行分析，系統(tǒng)響應(yīng)快，控制精度高。,Lin,Yuet al

.等人提出了一種雙動力電液制動系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)的能力滿足設(shè)計要求，優(yōu)于現(xiàn)有的電液制動系統(tǒng)，但雙動力EHB系統(tǒng)響應(yīng)速度較慢。Li,Ma,Guoet al.等人建立了EHB系統(tǒng)的AMEsim模型，但還需要改進(jìn)基于非線性最小二乘法的路面附著系數(shù)估計。Oshima直接將EHB系統(tǒng)主缸的液壓作為變量控制，易于觀察，不需要對制動系統(tǒng)進(jìn)行過多修改，但在低壓范圍內(nèi)無法實現(xiàn)精確控制。Yonget al等人設(shè)計了一種新型電液制動系統(tǒng)(E-booster)，并通過硬件驗證了該系統(tǒng)的性能-在環(huán)仿真。具有優(yōu)越的制動能力和良好的制動踏板感覺，但對其穩(wěn)定性控制和再生制動缺乏系統(tǒng)研究。國內(nèi)同濟(jì)大學(xué)設(shè)計了一個I-EHB，并基于Stribeck摩擦模型分析了其非線性因素，并設(shè)計了一種抗積分飽和控制措施，但沒有考慮流體非線性因素。清華大學(xué)基于 I-EHB 模型和7-DOF車輛模型設(shè)計了滑移率和制動扭矩雙閉環(huán)策略，但沒有考慮流體非線性因素。吉林大學(xué)提出了一種前橋EHB、后橋EMB的混合式線控制動系統(tǒng)，但沒有考慮非線性因素。

二是開展博士后技術(shù)服務(wù)行活動。選擇在油田生產(chǎn)、科研單位，建立相對固定的博士后服務(wù)基地，定期組織活動，并保持日常工作聯(lián)系，隨時提供服務(wù)?，F(xiàn)場幫助基層解決生產(chǎn)、科研工作中的技術(shù)難題，博士后高端人才資源被充分利用；實現(xiàn)博士后與基層技術(shù)人員、科研項目與生產(chǎn)一線的完美銜接，解決科研與實際生產(chǎn)相互脫節(jié)問題。

1.2 EHB的基本結(jié)構(gòu)組成

對于不同公司所生產(chǎn)的EHB其內(nèi)部結(jié)構(gòu)各有各的特色，沒有硬性標(biāo)準(zhǔn)，但對于其基本結(jié)構(gòu)組成有：(1)制動踏板單元：主要有制動踏板和踏板傳感器組成，用于制動的操作，識別人的駕駛意圖。(2)液壓控制單元：主要有獨立于制動踏板的液壓控制系統(tǒng)、人力驅(qū)動的應(yīng)急制動系統(tǒng)和平衡閥組成，用于實現(xiàn)制動壓力的控制，保證最基本的制動力使汽車減速停止和保證同軸的兩個車輪制動的平衡。(3)液壓執(zhí)行元件和傳感器：主要用于制動的執(zhí)行和相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，如對車速、壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)的采集。

1.3 EHB的基本工作原理

下面將對現(xiàn)有的并且應(yīng)用比較廣泛的三種EHB系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行簡單的說明：圖1展示為Continental公司的RBS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)包括電子控制單元ECU、制動踏板傳感器、液壓泵、備用閥和制動執(zhí)行器。制動操作時，制動踏板與制動器之間的液壓連接斷開，備用閥關(guān)閉。ECU可以通過傳感器信號判斷駕駛員的制動意圖，通過電機(jī)驅(qū)動液壓泵進(jìn)行制動。然后利用電子踏板上的傳感器驅(qū)動踏板感應(yīng)模擬器來模擬制動過程中的人腳反饋力。該系統(tǒng)具有雙重冗余設(shè)計。當(dāng)電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，備用閥將打開，EHB系統(tǒng)將成為傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。后備系統(tǒng)增加了制動系統(tǒng)的安全性，使車輛的在線控制系統(tǒng)失效。它可以制動，但現(xiàn)有的備用系統(tǒng)仍然包含復(fù)雜的制動液傳輸管道。

(1)由于車輛制動系統(tǒng)具有復(fù)雜的非線性特性，難以準(zhǔn)確控制液壓力。因此，需要提出能夠精確制動壓力的EHB系統(tǒng)液壓控制方法；(2)當(dāng)需要高制動扭矩時，需要額外的電池來為電磁線圈提供電流。否則，低速制動能力差，也是對實際應(yīng)用的限制；(3)EHB制造成本相對還是還比較高，離市場化還有一定距離，且可靠性也需要進(jìn)一步提高，易受電磁干擾；(4)電子液壓制動系統(tǒng)系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性的可能性還有待提高。

EHB系統(tǒng)與傳統(tǒng)制動相比的缺點：

EHB系統(tǒng)與傳統(tǒng)制動相比的優(yōu)點：

對于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)我們知道，它是從制動踏板，到制動輔助裝置，到制動主缸，再到制動輪缸，最后到制動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)制動器的一個復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)，而電子液壓制動系統(tǒng)則是在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，它主要由四部分組成：制動踏板單元、液壓驅(qū)動單元、制動執(zhí)行單元和控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是采集整車系統(tǒng)信息，包括輪速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、偏航角速度傳感器、踏板行程傳感器、輪缸壓力傳感器等。這些信號傳送到單片機(jī)的輸入端口在調(diào)理模塊之后。機(jī)組根據(jù)收集到的信息進(jìn)行計算和邏輯判斷后，成為控制各個電磁閥的控制信號，功率放大后，控制液壓泵馬達(dá)。液壓泵馬達(dá)將建立液壓泵的壓力，建立的壓力輸入高壓蓄能器。

2 EHB與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的比較

EHB系統(tǒng)是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，涉及信號處理和參數(shù)估計，精確控制其液壓是困難的。因此，有必要提出實用、準(zhǔn)確、可靠的EHB液壓跟隨控制方法，電子液壓制動系統(tǒng)要能夠準(zhǔn)確控制制動主缸的運動，現(xiàn)有的控制方案如表1所示

圖3展示為Bosch公司的ESP系統(tǒng)，系統(tǒng)采用非絕對解耦方式。當(dāng)人與線性控制同時動作或能量回收時，由于采用非絕對解耦方式，剎車腳感和線性控制的控制范圍都會被人踩到。踩踏過程中產(chǎn)生的機(jī)械制動壓力的沖擊帶來了體驗不好、能效有限等問題。即使是機(jī)器產(chǎn)生的制動力過慢，也會產(chǎn)生拖曳力。安全性甚至可能導(dǎo)致剎車片過早磨損。

負(fù)載活性組分的活性炭基脫氯劑由于其簡便的制備工藝、優(yōu)良的微量氯脫除性能以及較低的傳質(zhì)阻力而備受青睞，其較大的孔道結(jié)構(gòu)、較高的比表面積及優(yōu)良的氯脫除性能特別適用于大空速、高流量丙烯中微量氯的脫除。近年來，多篇文獻(xiàn)和專利報道了關(guān)于活性炭基脫氯劑的制備方法和應(yīng)用[5～8]。盡管如此，很少有研究者開發(fā)針對低溫下丙烯中微量氯脫除的活性炭基脫氯劑。

圖2展示為Toyota公司的ECB系統(tǒng)，其制動執(zhí)行功能、制動助力器和控制系統(tǒng)(ABS和ESC)集成在一個小型輕量化制動模塊中。因為它是一個高度集成的機(jī)構(gòu)，為了實現(xiàn)快速響應(yīng)和建立壓力，需要一個高效率、高速的電機(jī)。

另一方面，學(xué)生對所學(xué)專業(yè)持有的滿意程度不僅能夠體現(xiàn)教育水準(zhǔn)，還能反映出學(xué)生最終獲得學(xué)業(yè)成就的程度，因而在高校教育領(lǐng)域中一直被視為關(guān)注點之一。專業(yè)滿意度是一種心理性感知的結(jié)果，而這種結(jié)果的好壞在很大程度上取決于學(xué)生個體對本專業(yè)的認(rèn)知模式。簡單來說，在某些情況下學(xué)生對所學(xué)專業(yè)的滿意度的高低并非取決于專業(yè)本身的教育質(zhì)量，而是更多取決學(xué)生對這門專業(yè)所持的認(rèn)知狀態(tài)。

使用EHB結(jié)構(gòu)主要可以在以下幾點優(yōu)點：(1)系統(tǒng)可以符合行人和車輛的安全規(guī)定；可以幫助車輛獲得更高的減速度；還可以帶來更多的安全特性；(2)環(huán)保和省油；低損耗、低制動滯后帶來高續(xù)航里程；減少零件和重量；越來越多的無動力真空源的車輛上車，提高了能量回收效率；(3)智能駕駛：主動控制是智能駕駛必不可少的功能；(4)車輛對制動性能的要求越來越高，由于結(jié)構(gòu)和原理的限制，傳統(tǒng)制動系統(tǒng)在提高制動性能方面的潛力有限。電子液壓制動系統(tǒng)(EHB)作為一種新型制動系統(tǒng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的不足，可以大大提高車輛的制動性能。

電子液壓制動(EHB)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)液壓制動器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的?？刂茩C(jī)構(gòu)用電子制動踏板代替了傳統(tǒng)的液壓制動踏板，取消了巨大的真空助力器。傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)是直接通過液壓裝置實現(xiàn)車輛制動功能，線控制動系統(tǒng)是利用物理信號傳遞制動信息，電子控制單元控制機(jī)電一體化裝置實現(xiàn)制動。

2.2.1 每周腹痛發(fā)作天數(shù) 療后第2周、第1周，腹痛發(fā)作天數(shù)的組間比較，經(jīng)t檢驗，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；療后第2周，經(jīng)考慮基線、中心、組別交互作用的協(xié)方差分析，試驗組、對照組校正均數(shù)分別為1.817 9、1.294 7，組間比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。FAS、PPS分析結(jié)論一致。FAS數(shù)據(jù)集結(jié)果見表3。

3 EHB發(fā)展前景

車輛對制動性能的要求越來越高。由于結(jié)構(gòu)和原理的限制，傳統(tǒng)制動系統(tǒng)在提高制動性能方面的潛力有限。電子液壓制動系統(tǒng)(EHB)作為一種新型制動系統(tǒng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的不足，可以大大提高車輛的制動性能，線控汽車相對于傳統(tǒng)汽車在控制方面具有非常顯著的優(yōu)勢，因為線控技術(shù)源于飛機(jī)，首先在飛機(jī)上使用的，而在飛機(jī)有所不同，汽車在道路上的情況比較多變、復(fù)雜，因此線控技術(shù)要想在汽車上完全應(yīng)用需要充分考慮安全性和穩(wěn)定性問題。未來隨著大量的應(yīng)用，EHB的發(fā)展將成為一個趨勢，它用電子元件代替了部分機(jī)械元件，制動踏板不再直接與制動輪缸相連，由傳感器采集駕駛員的操作作為控制意圖。制動操作完全由液壓執(zhí)行器完成，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)設(shè)計和原理造成的不足，使制動控制具有最大的自由度，從而充分利用路面附著力，提高制動性能效率。

無線數(shù)據(jù)與能量協(xié)同傳輸技術(shù)：編碼與調(diào)制設(shè)計………………………………………………胡杰，金石 24-5-43

4 結(jié)束語

綜上所述，電子液壓制動系統(tǒng)發(fā)展的最終目標(biāo)是將線控技術(shù)與汽車的制動系統(tǒng)相互結(jié)合、相互作用，更好地發(fā)揮制動系統(tǒng)的性能，隨著高速公路的增加和平均車速的提高，如何使高速車輛在最短的制動時間和制動距離內(nèi)安全、穩(wěn)定地進(jìn)行制動減速，成為亟待解決的問題。制動系統(tǒng)是汽車安全的保障。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展研究，多種制動系統(tǒng)已研制成功并在實車中投入使用，并取得了較為滿意的效果。由于結(jié)構(gòu)和原理的限制，即使加裝ABS等防抱死制動控制系統(tǒng)，也無法實現(xiàn)最大最優(yōu)制動力控制。這也為我們提出了開發(fā)下一代制動系統(tǒng)的必要性。未來隨著大量的應(yīng)用，EHB的發(fā)展將成為一個趨勢。

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