电子液压制动系统EHB综述

0 引言

电气化、智能化、网联化是汽车工程领域的热门话题，智能驾驶的实现依赖于底盘线控技术。液压制动系统(EHB)属于线控底盘驱动中线控制动的技术分支，也推动了制动系统从传统制动向线控制动系统的发展。用于新能源汽车的EHB系统具有安全、舒适、响应快、再生制动容易实现、制动力控制准确等优点。

从制动器的发展来看，汽车的制动器由最开始的鼓式制动器，慢慢发展到盘式制动器，再到电磁式制动器，再到现在发展的线控制动器，可以说传统的制动系统是已经走过了一个多世纪的发展历程，汽车主动制动控制系统的功能不断完善,为消除功能上的缺陷，主动制动控制系统向集成化、智能化方向快速发展，而线控制动系统在未来可能会向主动制动控制系统方向发展。未来作为传统制动系统与线控制动系统之间的过渡产品，电子液压制动器备受汽车零部件制造商的关注。EHB在没有真空助力器的情况下消除了制动踏板和驾驶员之间的耦合关系，这使得摩擦制动更加简单和紧凑。EHB还可以单独控制每个车轮的制动力，轻松实现制动能量回收的最大化。因此，EHB对于电动汽车具有特殊的应用价值。而电子液压制动发展只有不到二十多年。电子液压制动系统于1994年由Analogy公司用Saber仿真模拟的方法开发而成

，随后，1996年Bosch公司进行了实车实验，得到了不错的效果

，2000年德国大陆(Continental)公司也证明了电子液压制动系统制动的可能性，并且其结果好于传统的制动系统

，2006年Toyota展示了针对混合动力汽车的新型电液制动系统ECB，主要应用在Prius车上

。2007年以来,EHB系统相关应用技术开始步入网络整合阶段,车辆ECU将其与动力系统、转向系统等主要总成通过车载网络进行集中控制，而不再是完全独立的系统

，如车身动态综合管理系统(VDIM)

(丰田公司)以及主被动安全整合系统(CAPS)

(Bosch公司)。之后就有许多产商相继开发了类似产品，并取得了一定成果。

1 EHB的概述

1.1 EHB国内外的发展状况

国外对液压制动系统研发起步较早，并且首先设计出EHB系统的就是国外的公司，防抱死制动系统(ABS)已经成为商用车的常规装备。然而，随着发动机功率的增大、车速的提高以及车辆安全标准的提高，传统的液压ABS逐渐出现了压力建立时间延迟、噪音、啸叫、刹车片磨损、有害摩擦粉尘等诸多问题，以及由于其接触运动而导致的制动系统热故障。此外高速制动性能差的问题也需要加强。因此，需要一种新的更强大和更稳定的制动系统来确保车辆的可靠性和安全性。Yuet al.等人

设计了一种集成式电液制动系统，采用Byrnes-Isidori标准方法对系统进行分析，系统响应快，控制精度高。,Lin,Yuet al

.等人提出了一种双动力电液制动系统，仿真结果表明，该系统的能力满足设计要求，优于现有的电液制动系统，但双动力EHB系统响应速度较慢。Li,Ma,Guoet al.等人建立了EHB系统的AMEsim模型，但还需要改进基于非线性最小二乘法的路面附着系数估计。Oshima直接将EHB系统主缸的液压作为变量控制，易于观察，不需要对制动系统进行过多修改，但在低压范围内无法实现精确控制。Yonget al等人设计了一种新型电液制动系统(E-booster)，并通过硬件验证了该系统的性能-在环仿真。具有优越的制动能力和良好的制动踏板感觉，但对其稳定性控制和再生制动缺乏系统研究。国内同济大学设计了一个I-EHB，并基于Stribeck摩擦模型分析了其非线性因素，并设计了一种抗积分饱和控制措施，但没有考虑流体非线性因素。清华大学基于 I-EHB 模型和7-DOF车辆模型设计了滑移率和制动扭矩双闭环策略，但没有考虑流体非线性因素。吉林大学提出了一种前桥EHB、后桥EMB的混合式线控制动系统，但没有考虑非线性因素。

二是开展博士后技术服务行活动。选择在油田生产、科研单位，建立相对固定的博士后服务基地，定期组织活动，并保持日常工作联系，随时提供服务。现场帮助基层解决生产、科研工作中的技术难题，博士后高端人才资源被充分利用；实现博士后与基层技术人员、科研项目与生产一线的完美衔接，解决科研与实际生产相互脱节问题。

1.2 EHB的基本结构组成

对于不同公司所生产的EHB其内部结构各有各的特色，没有硬性标准，但对于其基本结构组成有：(1)制动踏板单元：主要有制动踏板和踏板传感器组成，用于制动的操作，识别人的驾驶意图。(2)液压控制单元：主要有独立于制动踏板的液压控制系统、人力驱动的应急制动系统和平衡阀组成，用于实现制动压力的控制，保证最基本的制动力使汽车减速停止和保证同轴的两个车轮制动的平衡。(3)液压执行元件和传感器：主要用于制动的执行和相关数据的采集，如对车速、压力、温度等参数进行监控和数据的采集。

1.3 EHB的基本工作原理

下面将对现有的并且应用比较广泛的三种EHB系统的工作原理进行简单的说明：图1展示为Continental公司的RBS系统结构。该系统包括电子控制单元ECU、制动踏板传感器、液压泵、备用阀和制动执行器。制动操作时，制动踏板与制动器之间的液压连接断开，备用阀关闭。ECU可以通过传感器信号判断驾驶员的制动意图，通过电机驱动液压泵进行制动。然后利用电子踏板上的传感器驱动踏板感应模拟器来模拟制动过程中的人脚反馈力。该系统具有双重冗余设计。当电子系统出现故障时，备用阀将打开，EHB系统将成为传统的液压系统。后备系统增加了制动系统的安全性，使车辆的在线控制系统失效。它可以制动，但现有的备用系统仍然包含复杂的制动液传输管道。

(1)由于车辆制动系统具有复杂的非线性特性，难以准确控制液压力。因此，需要提出能够精确制动压力的EHB系统液压控制方法；(2)当需要高制动扭矩时，需要额外的电池来为电磁线圈提供电流。否则，低速制动能力差，也是对实际应用的限制；(3)EHB制造成本相对还是还比较高，离市场化还有一定距离，且可靠性也需要进一步提高，易受电磁干扰；(4)电子液压制动系统系统稳定性和鲁棒性的可能性还有待提高。

EHB系统与传统制动相比的缺点：

EHB系统与传统制动相比的优点：

对于传统的制动系统我们知道，它是从制动踏板，到制动辅助装置，到制动主缸，再到制动轮缸，最后到制动的执行机构制动器的一个复杂机械结构，而电子液压制动系统则是在传统的基础上进行改进，它主要由四部分组成：制动踏板单元、液压驱动单元、制动执行单元和控制系统。控制系统是采集整车系统信息，包括轮速传感器、方向盘转角传感器、偏航角速度传感器、踏板行程传感器、轮缸压力传感器等。这些信号传送到单片机的输入端口在调理模块之后。机组根据收集到的信息进行计算和逻辑判断后，成为控制各个电磁阀的控制信号，功率放大后，控制液压泵马达。液压泵马达将建立液压泵的压力，建立的压力输入高压蓄能器。

2 EHB与传统制动系统的比较

EHB系统是一个复杂的非线性系统，涉及信号处理和参数估计，精确控制其液压是困难的。因此，有必要提出实用、准确、可靠的EHB液压跟随控制方法，电子液压制动系统要能够准确控制制动主缸的运动，现有的控制方案如表1所示

图3展示为Bosch公司的ESP系统，系统采用非绝对解耦方式。当人与线性控制同时动作或能量回收时，由于采用非绝对解耦方式，刹车脚感和线性控制的控制范围都会被人踩到。踩踏过程中产生的机械制动压力的冲击带来了体验不好、能效有限等问题。即使是机器产生的制动力过慢，也会产生拖曳力。安全性甚至可能导致刹车片过早磨损。

负载活性组分的活性炭基脱氯剂由于其简便的制备工艺、优良的微量氯脱除性能以及较低的传质阻力而备受青睐，其较大的孔道结构、较高的比表面积及优良的氯脱除性能特别适用于大空速、高流量丙烯中微量氯的脱除。近年来，多篇文献和专利报道了关于活性炭基脱氯剂的制备方法和应用[5～8]。尽管如此，很少有研究者开发针对低温下丙烯中微量氯脱除的活性炭基脱氯剂。

图2展示为Toyota公司的ECB系统，其制动执行功能、制动助力器和控制系统(ABS和ESC)集成在一个小型轻量化制动模块中。因为它是一个高度集成的机构，为了实现快速响应和建立压力，需要一个高效率、高速的电机。

另一方面，学生对所学专业持有的满意程度不仅能够体现教育水准，还能反映出学生最终获得学业成就的程度，因而在高校教育领域中一直被视为关注点之一。专业满意度是一种心理性感知的结果，而这种结果的好坏在很大程度上取决于学生个体对本专业的认知模式。简单来说，在某些情况下学生对所学专业的满意度的高低并非取决于专业本身的教育质量，而是更多取决学生对这门专业所持的认知状态。

使用EHB结构主要可以在以下几点优点：(1)系统可以符合行人和车辆的安全规定；可以帮助车辆获得更高的减速度；还可以带来更多的安全特性；(2)环保和省油；低损耗、低制动滞后带来高续航里程；减少零件和重量；越来越多的无动力真空源的车辆上车，提高了能量回收效率；(3)智能驾驶：主动控制是智能驾驶必不可少的功能；(4)车辆对制动性能的要求越来越高，由于结构和原理的限制，传统制动系统在提高制动性能方面的潜力有限。电子液压制动系统(EHB)作为一种新型制动系统，弥补了传统制动系统的不足，可以大大提高车辆的制动性能。

电子液压制动(EHB)系统是在传统液压制动器的基础上发展起来的。控制机构用电子制动踏板代替了传统的液压制动踏板，取消了巨大的真空助力器。传统的液压制动系统是直接通过液压装置实现车辆制动功能，线控制动系统是利用物理信号传递制动信息，电子控制单元控制机电一体化装置实现制动。

2.2.1 每周腹痛发作天数 疗后第2周、第1周，腹痛发作天数的组间比较，经t检验，差异均有统计学意义；疗后第2周，经考虑基线、中心、组别交互作用的协方差分析，试验组、对照组校正均数分别为1.817 9、1.294 7，组间比较差异具有统计学意义。FAS、PPS分析结论一致。FAS数据集结果见表3。

3 EHB发展前景

车辆对制动性能的要求越来越高。由于结构和原理的限制，传统制动系统在提高制动性能方面的潜力有限。电子液压制动系统(EHB)作为一种新型制动系统，弥补了传统制动系统的不足，可以大大提高车辆的制动性能，线控汽车相对于传统汽车在控制方面具有非常显著的优势，因为线控技术源于飞机，首先在飞机上使用的，而在飞机有所不同，汽车在道路上的情况比较多变、复杂，因此线控技术要想在汽车上完全应用需要充分考虑安全性和稳定性问题。未来随着大量的应用，EHB的发展将成为一个趋势，它用电子元件代替了部分机械元件，制动踏板不再直接与制动轮缸相连，由传感器采集驾驶员的操作作为控制意图。制动操作完全由液压执行器完成，弥补了传统制动系统设计和原理造成的不足，使制动控制具有最大的自由度，从而充分利用路面附着力，提高制动性能效率。

无线数据与能量协同传输技术：编码与调制设计………………………………………………胡杰，金石 24-5-43

4 结束语

综上所述，电子液压制动系统发展的最终目标是将线控技术与汽车的制动系统相互结合、相互作用，更好地发挥制动系统的性能，随着高速公路的增加和平均车速的提高，如何使高速车辆在最短的制动时间和制动距离内安全、稳定地进行制动减速，成为亟待解决的问题。制动系统是汽车安全的保障。经过数十年的发展研究，多种制动系统已研制成功并在实车中投入使用，并取得了较为满意的效果。由于结构和原理的限制，即使加装ABS等防抱死制动控制系统，也无法实现最大最优制动力控制。这也为我们提出了开发下一代制动系统的必要性。未来随着大量的应用，EHB的发展将成为一个趋势。

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