摘要：随着汽车智能驾驶技术的快速发展,线控技术正加速制动助力系统和主动制动系统向电气化和集成化方向发展。在介绍国际知名厂商研发的制动助力和主动制动二合一集成系统(One Box)产品及其传动机构特点后,提出了基于单电机+双作用制动缸构型的集成式线控制动系统,相较传统助力器(booster)+汽车电子稳定控制系统(Electronic stability controller,ESC)的组合系统,能够更好地满足汽车对制动系统功能、空间等设计需求。传动机构能够降速增扭、运动副转换,是集成式线控制动系统主动建压的基础。对比几种传动机构组合的优缺点,基于制动系统的设计指标以及电机性能曲线,建立传动机构的数学模型。基于约束优化设计方法以及Matlab/Simulink与AMESim联合仿真模型和控制器,对传动机构的减速比进行了设计匹配和仿真验证,得到了两组最佳的齿轮副传动比。对两组设计的齿轮副进行了有限元强度校核和疲劳寿命计算,按照有限元仿真结果,推荐传动比为2.4,主动轮齿数15,从动轮齿数36的方案为最优选择。基于理论分析与仿真分析结果,研制了一台样机,并设计开发了专用试验台架,通过台架试验证明了设计方法的可行性,为类似制动系统的优化设计提供了新的思路和参考。

摘要：针对集成式线控制动系统(Integrated Brake-by-Wire System, I-BBW)在轮缸压力控制介入后存在液压系统刚度突变、制动液不足等问题,提出了一种基于电机-电磁阀协同补液逻辑的I-BBW轮缸压力控制策略。首先,分析I-BBW的工作原理并构建其关键子系统的数学模型。随后,设计I-BBW轮缸压力控制策略,电机-电磁阀协同补液逻辑根据伺服缸液压力-活塞位置刚度特性变化动态调节压力调控器内置参数,维持I-BBW制动液充足;伺服缸压力调控器采用基于液压系统变刚度拟合前馈的压力环、鲁棒滑模位置环以及电机电流环,实现对I-BBW高压源压力的精准调控,克服液压系统刚度突变问题;轮缸压力调控器基于测试数据拟合进/出液电磁阀的增/减压特性,将轮缸与电磁阀间复杂的压力调节逻辑转换为结构简洁的特性映射模型,实现轮缸压力精确控制。最后,搭建硬件在环试验台对设计的算法进行测试验证。结果表明:所提出的算法能够实现I-BBW的压力精准控制,伺服缸和轮缸平均压力跟踪误差分别在0.15、0.25 MPa以内,并且当I-BBW制动液不足时,能够在100 ms内快速响应制动补液需求,保证I-BBW稳定、精确的制动压力调控能力。