汽車EHB系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

EHB系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架主要由EHB液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和EHB電子控制系統(tǒng)兩部分組成。兩個(gè)系統(tǒng)彼此緊密相連，共同作用。EHB電子控制單元通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將（輪速，橫擺角速度，側(cè)向加速度，壓力，方向盤轉(zhuǎn)角等）車輛狀態(tài)信號(hào)采集到主控芯片，主控芯片通過(guò)分析和處理輸出控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)EHB系統(tǒng)的液壓控制機(jī)構(gòu)（高速開(kāi)關(guān)閥和電機(jī)泵），從而達(dá)到對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制的目的。由于時(shí)間原因和現(xiàn)有條件限制，本文主要完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要元器件的設(shè)計(jì)和選取，并且對(duì)電子控制單元的主控芯片及外圍電路進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)。下面就對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)具體元件的設(shè)計(jì)和選擇詳細(xì)論述。
　　3.2 EHB執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件設(shè)計(jì)和選擇
　　EHB執(zhí)行機(jī)構(gòu)主包括：液壓供給單元，液壓控制單元和制動(dòng)踏板單元和輔助單元構(gòu)成。制動(dòng)踏板單元通過(guò)采集電子踏板和踏板行程傳感器的信號(hào)，獲知駕駛員制動(dòng)意圖。液壓供給單元主要作用是通過(guò)對(duì)電機(jī)泵的控制，將高壓油液輸入給蓄能器，蓄能器為整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供能源。液壓控制單元控制主要元件是高速開(kāi)關(guān)閥，通過(guò)電控單元通過(guò)輸出可調(diào)制的PWM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出流量的精確控制。輔助單元包括制動(dòng)管路，儲(chǔ)油杯，傳感器等。
　　在執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件選取過(guò)程中，流量和壓力是兩個(gè)主要的參數(shù)。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)分析計(jì)算出所要求的元件尺寸大小和具體型號(hào)。而系統(tǒng)的工作壓力和流量分別取決于液壓執(zhí)行元件尺寸大小和液壓執(zhí)行元件所需流量。
　　在確定系統(tǒng)工作壓力的時(shí)候，不僅要盡量滿足系統(tǒng)負(fù)載的要求，而且應(yīng)考慮所選執(zhí)行元件的裝配空間，性能要求及元件成本等條件的限制。液壓系統(tǒng)功率一定，若工作壓力低一些，雖然增加了液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了工作噪聲，但同時(shí)元件的重量、尺寸就相應(yīng)增大；若工作壓力過(guò)高，雖然會(huì)加強(qiáng)液壓元件結(jié)構(gòu)緊湊性，輕巧性，但對(duì)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制造精度和密封性能等要求就要有所提高。當(dāng)執(zhí)行元件高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。同時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)元件的使用壽命產(chǎn)生一定影響。加工起來(lái)困難，提高了設(shè)備制造成本。
　　在EHB設(shè)計(jì)過(guò)程中，液壓供給單元是整個(gè)液壓系統(tǒng)的功能裝置。他決定了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和制動(dòng)輪缸能達(dá)到的最高壓力。根據(jù)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析和研究，在制動(dòng)器上建立液壓（或制動(dòng)力矩）的速度要達(dá)到15MPa/s左右。即蓄能器，電機(jī)泵，高速開(kāi)關(guān)閥及制動(dòng)器的大小所決定建立液壓的速率。其車輛模型參數(shù)見(jiàn)表3.1
　　
　　3.2.1液壓供給單元
　　液力供給單元主要包括高壓蓄能器，電機(jī)，液壓泵等。蓄能器作為壓力源，為整個(gè)制動(dòng)執(zhí)行單元提供制動(dòng)所需的壓力，由于高壓制動(dòng)液從蓄能器流出，流經(jīng)閥類元件，到達(dá)制動(dòng)輪缸過(guò)程中會(huì)有管路的沿程損失，管路的局部壓力損失和閥類元件的局部損失，因此蓄能器應(yīng)該能提供足夠高的壓力，以滿足快速連續(xù)有效的制動(dòng)要求。蓄能器的壓力由壓力傳感器將信號(hào)傳遞給電子控制單元ECU來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)實(shí)時(shí)開(kāi)啟電機(jī)泵，來(lái)補(bǔ)充高壓蓄能器在制動(dòng)過(guò)程中所消耗的制動(dòng)液，使其壓力維持在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)蓄能器中的制動(dòng)液壓力低于電子控制單元標(biāo)定的蓄能器的最低壓力時(shí)，電動(dòng)液壓泵開(kāi)始啟動(dòng)工作，直到蓄能器中的制動(dòng)液壓力達(dá)到電子控制單元標(biāo)定的蓄能器的最高壓力，制動(dòng)液壓力高于蓄能器許用壓力時(shí)，溢流閥打開(kāi)，直到蓄能器中的制動(dòng)液壓力低于安全壓力，在高壓蓄能器輸入端與電動(dòng)液壓泵輸出端之間相連的單向閥對(duì)蓄能器中的高壓制動(dòng)液起截止回流作用。下面對(duì)液壓供給單元元件的具體計(jì)算和選用進(jìn)行介紹。