采用ISO 26262中提出的失效模式影响与诊断分析方法,对电子液压制动系统控制器进行了危害分析与风险评估,并根据安全目标对控制器的逆变电路进行了功能安全分析,通过设计安全机制定量的提高了电子液压制动系统控制器的可靠性。

线控电子液压制动系统作为下一代汽车制动系统的主流解决方案,其轮缸液压力控制是实现车辆稳定性控制等主动安全功能的基础。针对四阀结构的集成式电子液压制动系统的成本与冗余问题,提出一种无轮缸压力传感器下的轮缸液压力控制策略。通过台架测试分析液压调节单元的工作特性,提出基于伯努利方程与轮缸PV(pressure volume)特性相结合的轮缸液压力估计方法,设计电磁阀开闭逻辑及基于减压优先的轮缸液压力均衡控制策略,最后通过台架试验进行对比验证。试验结果表明,所提出方法的液压力控制均方根误差在0.21MPa以内,与有液压力传感器方案的控制精度相当。

为了克服电子液压线控制动系统(EHB)死区、摩擦及系统不确定性对压力控制的响应和精度的影响,文章提出一种新的闭环-前馈相结合的压力控制策略。该策略首先建立电子液压线控制动系统的动力学模型,并分析压力与活塞位移和速度相互关系,根据试验台架获取主缸压力与活塞位移的关系曲线;同时提出以压力-速度-电流为主的主控制回路,并以主缸活塞位置为辅助量的压力补偿控制策略;最后在斜坡和正弦工况下进行测试,结果表明该方法能够保证压力跟踪的快速响应和稳态跟踪性能。

电子液压制动系统(Electro-hydraulic brake system,EHB)作为一种高度紧凑的机电液复合系统,其液压力控制存在摩擦等非线性因素影响,具有响应迟滞、不易控制、控制精度低的问题。针对该问题,本文提出了压力、位移双控制量的串级滑模控制算法。为验证算法的有效性与适应性,搭建试验台架,进行硬件在环试验。在不同幅值阶跃信工况、不同频率正弦工况及随机踏板信号工况下进行试验研究。试验结果表明,采用串级滑模控制算法,系统控制精度高、响应速度快,具备很好的工况适应性。

车辆坡道起步是一种典型工况。针对坡道起步过程中容易发生溜车、车身抖动大以及驾驶舒适性差等问题,提出了基于EHB系统的坡道起步辅助策略开发研究。论文重点研究了EHB的辅助坡道起步控制策略。通过对车辆坡道起步动力学分析,制定了合理的控制策略,在Simulink中对控制策略进行模型搭建并对模型进行仿真。对仿真结果分析得到控制策略的可行性以及EHB在车辆坡道起步时优越性。

电子液压制动系统现已普遍使用无刷直流电机,但其齿槽转矩会影响电机伺服控制品质,进而阻碍EHB综合性能的提升。为此,开展EHB用无刷直流电机齿槽转矩的电流补偿控制策略研究。首先,通过解析分析和有限元方法获取齿槽转矩变化规律;其次,根据齿槽转矩与转子位置的映射关系,提出基于电机位置信号的转矩实时电流补偿控制策略;最后,搭建电机的控制模型和有限元模型,并进行联合仿真。研究结果表明:加入电流补偿控制策略后,电机转速和转矩波动明显降低,位置伺服精度得到提升,有效抑制了齿槽转矩对电机伺服控制品质的影响。

在考虑高速开关电磁阀饱和和死区效应等因素的基础上，联合AMESim与Simulink仿真软件建立电子液压制动（electro-hydraulic brake system，EHB）液压系统仿真模型。通过系统辨识获得了预测模型，在广义预测控制理论基础上设计了制动压力控制器。为了验证该控制器的工作性能，进行了基于EHB系统的轮缸压力控制仿真实验和汽车防抱死制动仿真实验。结果表明：在系统参数时变的情况下应用该算法是可行有效的，该控制算法较一般的PID控制进一步提高了汽车的制动性能。

为研究电子液压制动（Electro—Hydraulic Brake，EHB）系统的动态特性和液压元件参数对特性的影响，建立了主要模块的数学模型，并基于AMESim软件建立了EHB系统模型，仿真分析电磁阀和蓄能器的主要参数对EHB系统动态特性的影响。通过ABS实验台实验与仿真结果比较表明，建立的EHB系统模型和液压元件参数的选择是准确的、合理的，为EHB系统的动态特性研究和设计提供了方法与依据。

面向汽车集成式电子液压制动系统需求，设计一种鲁棒性液压力控制系统。基于系统特性分析发现，集成式电子液压制动系统为非线性时变系统，其工作受到温度、湿度、载荷扰动等多重不确定因素的影响，容易产生振荡的现象。因此要求液压力控制系统对外界不确定的扰动有较强的适应性，同时满足指标要求。利用基于系统改进的田口方法，提出一种集成式电子液压制动系统鲁棒性液压力控制方法。建立相关试验平台并利用该方法实现液压力鲁棒性控制。试验结果表明，所设计的鲁棒性液压力控制方法鲁棒性强，响应迅速，在500次试验内均保持稳健。因此，研究为非线性时变控制系统设计找到了一个新的设计方法，运用该方法设计出的控制系统可以使系统的输出对于干扰不敏感，在提高系统的鲁棒性的同时，优化系统性能。

电子液压制动系统的可靠性和安全性对行车安全至关重要，为提高它的安全性和可靠性，设计了一种电子液压制动系统失效保护设计的结构方案，通过AMESim验证了方案的可行性后，基于IS0262622对系统方案的电子电控单元进行失效分析，对电子电控单元的ECU，电机，传感器进行功能性安全设计，让整个系统达到ASILD评级要求。最后用实验手段验证方案的可行性和所做功能安全设计有效性，结果表明该功能安全设计符合制动法规要求，证明该设计是有效的。