电子机械制动系统的故障安全控制策略开发

汽车行业正在通过电子系统取代越来越多的液压系统。研究了线控（X-by-wire，XBW）系统，其中包括线控制动（BBW）装置，制动系统经历了电子液压制动（EHB）和电子机械制动（EMB）的发展时期。更换现有的常规制动系统（CBS），研究包括ABS和ESC组合的制动系统的响应性能。

开发了EMB系统的故障安全控制策略。在EMB执行器故障时，车辆的纵向和横向运动可以按照驾驶员的意图进行直线和转向行驶。采用滑模控制（SMC）理论控制车辆的非线性运动。对由实际的致动器和驱动单元组成的半实物模型进行虚拟仿真（HILS），对所开发的控制策略进行了验证。

采用SMC理论对期望的横摆力矩计算，使车辆按照所开发的控制策略进行横向运动，满足驾驶员的转向意图。EMB执行机构将横摆力矩产生的夹紧力使车辆在稳定条件下制动。

制动力矩产生的步骤如下：踩下制动踏板，然后根据车辆的工况和制动踏板力的大小，ECU计算必要的制动转矩，从驱动器输入。扭矩是每个车轮EMB执行器电机在旋转运动时产生的。电机的旋转运动通过行星齿轮减速器转换为主轴的旋转运动。这种运动通过轴活塞组件之间的螺旋结构转换成活塞组件的直线运动，使制动片在卡钳内。此外，由于EMB系统消除了液压管路，不再产生“回扣”现象，现有的液压制动装置由各种制动应用装置如ABS、ESC组成的。

Minwoo Sho et al. SAE 2013-01-0055.

编译：李雪