第一篇：汽車電液制動臺架試驗綜述-李竹芳

汽車電液制動臺架試驗綜述

李竹芳

（北京信息科技大學 機電工程學院，北京100192）

摘要：本文介紹了制動系統(tǒng)的相關國家標準，在介紹電液制動（EHB）的工作原理、工作性能的基礎上，闡述了國內外對于EHB試驗臺的研究現(xiàn)狀，包括試驗臺設計方法、控制方法、結構、關鍵部件的選型等。對基于國家標準進行的臺架試驗做了詳細敘述。通過試驗分析，驗證臺架試驗的準確性和電液制動系統(tǒng)的高效性。

關 鍵 詞：電液制動系統(tǒng)；臺架試驗；發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號:U463.5文獻標志碼:A

Automobile Electronic Hydraulic Brake Bench Test Review

LI Zhu-fang，CAI Pu，DU Di(Mechanical and Electrical Engineering School，Beijing Information Science and Technology University，Beijing 100192)

Abstract: The relevant national standards of braking system is introduced in this paper.Based on the working principle and working performance of EHB system, expounds the research status for EHB test-bed at home and abroad, including design methods, control methods, structure and the selection of key components, etc.Goes into particulars for bench test based on national standard.Through test analysis, the accuracy of bench test and the efficiency of electronic hydraulic brake system is verified.Key words: electric hydraulic braking system;bench test;Current Situation 0引言

在開發(fā)新產品的初期，需將新產品裝配到實車上進行檢測和系統(tǒng)調試，實驗過程中如果發(fā)現(xiàn)缺陷，要重新測試并對其進行改進，這樣做不但成本較高并且安裝拆卸困難，為此搭建實驗臺有著較大優(yōu)勢，即只需在試驗臺上測試新產品的性能，測試通過后再裝車。

從 1993 年開始到 2000 年是 EHB 技術發(fā)展初期[1]。期間各大汽車公司都針對EHB 系統(tǒng)進行了技術研發(fā)，主要裝配在試驗車型上。21 世紀初以來，EHB 系統(tǒng)逐漸步入成熟階段，被越來越多的公司所采用并進行了產品化[2]。2007 年以來，EHB 系統(tǒng)相關應用技術開始步入網絡整合階段，車輛 ECU 將其與動力系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)等主要總成通過車載網絡進行集中控制，而不再是完全獨立的系統(tǒng)。

國內對于 EHB 的研究起步相對較晚，僅部分高校、科研單位做了相應的初步研究工作，基本上僅限于結構方案及簡單液壓特性方面的研究，距離真正意義上的 EHB 系統(tǒng)還有相當長的路要走，尚需進一步的深入研究[3]。本文主要介紹國內外對于EHB試驗臺研究，基于國家標準的試驗研究，試驗臺關鍵部件的選型等。

(簡稱/GB72580)是我國機動車安全技術管理的最基本的技術性法規(guī)，是公安機關交通管理部門新車注冊登記和在用車定期檢驗、事故車檢驗等安全技術檢驗的主要技術依據，同時也是我國機動車新車定型強制性檢驗、新車出廠檢驗及進口機動車檢驗的重要技術依據之一。GB7258規(guī)定了機動車的整車及主要總成、安全防護裝置等有關運行安全的基本技術要求及檢驗方法。

國家標準GB12676一1999《汽車制動系統(tǒng)結構、性能和試驗方法》(簡稱“GB12676”)，詳細規(guī)定了制動系統(tǒng)的性能和試驗方法，其中規(guī)定須對汽車的制動距離、制動平均減速度以及制動系統(tǒng)的踏板力、制動踏板行程、制動系統(tǒng)的液壓和制動時間等項目進行檢測。EHB系統(tǒng)簡介

EHB（Electronic Hydraulic Brake System）系統(tǒng)是線控制動兩類系統(tǒng)中的一種。由于傳統(tǒng)制動系統(tǒng)主要由制動踏板、真空助力器、主缸、輪缸、制動鼓（或制動盤）及管路等構成。制動系統(tǒng)對車輛進行直接制動，制動管路較長、響應速度慢、易產生滯后現(xiàn)象、安全性降低。EHB 系統(tǒng)除去了巨大的真空助力器，以及一些液壓管路等傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的部分機械元件，并用一些電子元件替代，該系統(tǒng)用一個電子式制動踏板替代傳統(tǒng)的液壓制動踏板，電子踏板單元識別出駕駛1 制動系統(tǒng)的相關國家標準

國家標準GB7258《機動車運行安全技術條件》人員踩踏制動踏板的制動意圖，通過數(shù)據采集系統(tǒng)將傳感器采集的車輛狀態(tài)信號傳遞給電子控制單元，同時電子控制單元根據不同的駕駛工況決策出車輪的最佳制動壓力。這一系統(tǒng)縮短了制動反應時間，減小了系統(tǒng)響應時間，同時也避免了因液壓機械制動系統(tǒng)反作用力引起震動而使駕駛員不自覺地減小制動力帶來的危險。

EHB 系統(tǒng)具有安全、舒適、相應快、易于實現(xiàn)再生制動、制動力可精確控制等優(yōu)點，并且通過控制算法可方便實現(xiàn) ABS、ESP、TCS等主動安全控制功能。國內外EHB試驗臺的發(fā)展

3.1都靈理工大學EHB試驗臺

都靈理工大學在ABS/ESC 實驗臺基礎上搭建了 EHB 硬件在環(huán)試驗臺[4]（如圖 3.1），試驗臺主要用來分析和研究線性制動系統(tǒng)，因為系統(tǒng)配備有高壓蓄能器，為系統(tǒng)提供高壓油液，使整個系統(tǒng)響應速度更快，可產生更大的制動力矩，并且可對各個輪缸獨立進行控制。對電磁閥控制策略進行開發(fā)，以減小壓力震蕩，縮短響應時間。編輯和調整控制邏輯可增強駕駛員制動時的舒適性，還可以基于此實驗臺進行能量回收。該試驗臺配置有：兩個鼓式制動器，兩個盤式制動器，裝有高速開關閥四路液壓回路與制動輪缸相連，與串聯(lián)雙腔制動主液相連的液壓踏板單元用于模擬駕駛員制動意圖。壓力傳感器安裝在蓄能器出液端和四個輪缸進液端，可實時監(jiān)測蓄能器和輪缸壓力，儲液器與蓄能器之間裝有電機泵，為蓄能器提供高壓穩(wěn)定的油液。

圖3.1 都靈理工大學搭建的 EHB 試驗臺

3.2 布萊頓大學EHB 試驗臺

試驗臺（如圖3.2）主要對踏板力模擬單元進行了詳細的討論。對轉角傳感器所測轉角與輪缸壓力之間的關系進行了標定。應用 AMESim 聯(lián)合Simulink 軟件建立車輛動力學模型[5]，利用試驗臺對輪缸壓力跟隨特性進行研究，將EHB制動壓力跟隨曲線與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)壓力曲線進行對比發(fā)現(xiàn)EHB系統(tǒng)的響應

時間更快，壓力波動更小，并能明顯改善駕駛員制動時的感覺。此實驗臺還可以進行EHB容錯控制。

圖3.2 布萊頓大學搭建的 EHB 實驗臺

3.3 南航與浙江亞太機電有限公司試驗研究

南航的金智林與浙江亞太機電有限公司的郭立書聯(lián)合做了汽車電控液壓制動系統(tǒng)試驗研究。在分析電控液壓制動系統(tǒng)的結構原理和工作模式的基礎上，根據關鍵零部件的液壓特性理論推導了電控液壓制動系統(tǒng)的動力學模型；利用自行研制的電控液壓制動系統(tǒng)試驗臺測試數(shù)據進行模型驗證；以 BJ2500 汽車為對象，研究電控液壓制動系統(tǒng)制動過程，蓄能器壓力、脈寬調制占空比、輪缸工作點壓力及液壓管路等因素對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響；在制動性能測試試驗場的平直路面進行電控液壓制動系統(tǒng)的實車制動試驗，結果表明所研制的電控液壓制動系統(tǒng)動態(tài)響應速度快、控制精度高，制動過程車速平穩(wěn)降低，制動方向穩(wěn)定性好。圖3.3為電控液壓制動系統(tǒng)試驗臺架。

圖3.3 電控液壓制動系統(tǒng)試驗臺架

利用上述試驗臺對系統(tǒng)的增壓、保壓和減壓過程動態(tài)性能進行試驗。試驗臺采用電子制動踏板替代踏板感覺模擬器發(fā)出駕駛員制動意圖指令；制動過程液壓控制單元的切換閥始終處于關閉狀態(tài)；計算機與電子控制單元通信獲得試驗數(shù)據；壓力表便于試驗者對蓄能器壓力進行直觀監(jiān)測。3.4 南京航空航天大學試驗研究

南京航空航天大學的汪洋做了汽車 EHB 液壓系統(tǒng)動態(tài)特性仿真與試驗研究。詳細分析了汽車 EHB 液壓系統(tǒng)試驗臺的基本組成及其功能特點，分析了汽車EHB 液壓系統(tǒng)試驗臺的工作過程和原理，為汽車EHB 液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性試驗研究提供了條件。

搭建了汽車 EHB 系統(tǒng)試驗平臺，試驗平臺包括汽車 EHB 液壓系統(tǒng)試驗臺和汽車 EHB液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)包括硬件設計和軟件設計。汽車 EHB 液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性測試系統(tǒng)實現(xiàn)了基于 CAN 總線的上位機（PC）和下位機（單片機）的通訊和電磁閥的控制以及輪缸制動壓力數(shù)據的采集。

基于汽車 EHB 液壓系統(tǒng)試驗平臺，對汽車 EHB 液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性進行了試驗研究，試驗結果驗證了基于 AMESim 所建立的汽車 EHB 液壓系統(tǒng)仿真模型的正確性，得到了電磁閥的開關響應時間以及汽車 EHB 系統(tǒng)輪缸制動壓力控制的 MAP 圖。圖3.4為其所搭建的試驗臺。

選用的壓力傳感器是某公司生產的 PMR300 系列壓力傳感器，其額定工作電壓是12 V ~24 V，量程是 0~200 bar，輸出信號是與壓力成線性正比關系的 0~5 V 的標準數(shù)字信號。傳感器通過三通接頭和管路接通。制動管路選用硬管。

3.5 武漢理工大學試驗研究

武漢理工大學的袁涌在電子液壓制動系統(tǒng)與整車性能匹配一文中提出了試驗的方案設計，并介紹了目前試驗臺架的搭建情況、試驗臺的原理、布置以及重點對NEHB（EHB的一種新的形式）閥塊的連接和構建做了詳細的介紹。根據國家標準規(guī)定，對于基礎制動試驗做了許多基礎研究。重點在于傳統(tǒng)的真空助力器的制動系統(tǒng)的液壓跟隨特性，踏板力、踏板位移和輪缸壓力的踏板感覺關系等。

為了驗證NEHB常規(guī)制動系統(tǒng)防抱死失效時的最大制動效能，作者從仿真分析和試驗測試角度共同說明了NEHB的有效性與可靠性。仿真初始值按照標準GB-T 13594-2003《機動車和掛車防抱死制動系能和試驗方法》，按表3-1給出:

圖 3.4 汽車 EHB 液壓系統(tǒng)試驗臺

系統(tǒng)選擇額定壓力為 200bar、容積為1.6L皮囊式高壓蓄能器。選擇額定壓力為 210bar，排量為 1ml/r 的齒輪泵以及額定轉速為 1400r/min的三相交流電機。選用的三位四通電磁換向閥是某公司生產的 D5-02-3C2 系列電磁閥，其額定工作電壓為 24V。

表3-1 機動車和掛車防抱死制動性能和試驗方法

吉試驗指標 實驗結果 仿真結果

林大學

≤93.3 34.31 32.7 制動距離（m）

剩余 的趙海MFDD(m/s2)≥2.9 8.85 7.9 ABS失效制動 濤在汽

≤500 230 330（80km/h）控制力（N）

效能

車電子

穩(wěn)定性 不超出3.7m車道 不超出 不超出

液壓制

上表表明，在ABS失效的情況下，NEHB系統(tǒng)動系統(tǒng)跟隨特性的實驗研究中分別對EHB系統(tǒng)的液壓仍然可以進行可靠地制動。各項指標均可達到國標要執(zhí)行機構和電子控制系統(tǒng)進行了設計。其中液壓制動求。執(zhí)行機

作者還指出NEHB主要的控制閥塊是NEHB制

動系統(tǒng)的核心部件，主要包括了電機泵和4個常開閥

和常閉閥，為了便利起見，沒有重新設計其閥塊，而

是將兩個ABS閥塊用螺栓拼接而成。NEHB閥塊分

為上下兩部分，下部分的閥塊其實是一套完整的ABS

閥塊，上部分將ABS閥塊的電機取下之后與下部分拼接而成。構的研制包括：液壓供給單元（電動液壓泵、高壓蓄3.6吉林大學試驗研究 能器）的選型，液壓控制單元（高速開關閥）的選型與設計及輔助單元（儲油箱、制動管路、空氣濾清器及壓力傳感器等）的選型與匹配。電子制動控制單元的研制包括：單片機芯片的選擇、單片機數(shù)據采集輸入通道設計、單片機輸出通道的確定等。

對EHB 系統(tǒng)輪缸壓力跟隨的控制算法進行了研究，并對基于 PID 的 EHB 系統(tǒng)輪缸壓力跟隨控制算法進行了實驗驗證，用 xPC 數(shù)據采集設備對跟隨情況進行了監(jiān)測，最后整定了 PID 控制器參數(shù)并分析了實驗過程中的影響因素。結果表明：實際輪缸壓力能夠快速、穩(wěn)定跟隨給定目標輪缸壓力，為 EHB 系統(tǒng)的裝車試驗提供保障。圖3.6為試驗臺整體圖。

圖3.6 吉林大學EHB 試驗臺整體圖

3.7 北京信息科技大學實驗研究

試驗臺集電液制動、能量回收與動力調節(jié)為一體，是一臺多功能試驗臺。試驗臺分為液壓、電控與測試三部分。

（1）根據Solidworks三維布置圖，將再生制動蓄能器、電液制動蓄能器、比例減壓閥、電磁換向閥等安裝到合理的位置上，然后按照管路的正確布置方式，進行了管路的布置連接，完成了試驗臺液壓部分的安裝。

（2）試驗采用外接電位器代替電子踏板控制，將外接電位器接在比例放大器的輸入端，調節(jié)輸出端的控制電壓在0—+9V變化，輸出0—0.8A的控制電流。為實現(xiàn)每個車輪制動力矩的合理分配，通過四個比例放大器分別單獨控制每個比例減壓閥，完成了試驗臺電控部分的安裝。

（3）為測試系統(tǒng)關鍵點的壓力、流量及溫度等參數(shù)，分別在再生制動蓄能器出口處、電液制動蓄能器出口處與制動器入口處預留有壓力傳感器、流量及溫度傳感器接口，傳感器接口又連接到可以進行相關參數(shù)測試、記錄與分析的手持測試儀上，完成了試驗臺測試部分的安裝。

實際安裝完成后的節(jié)能型電液動力制動試驗臺架系統(tǒng)如圖3.7所示。

1-制動器；2-制動器入口壓力、流量傳感器；3-蓄能器出口壓力傳感器；4-比例減壓閥；5-液壓蓄能器；6-比例放大器控制柜；7-電子踏板

圖3.7 EHB 試驗臺整體圖 結論

1）介紹了制動系統(tǒng)的相關國家標準；2）介紹了

電液制動的工作原理、工作性能；3）介紹了國內外電液制動試驗臺的發(fā)展現(xiàn)狀，基于國家標準的試驗研究，試驗臺關鍵部件的選型等。

參考文獻

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學，2013.[3] 趙海濤.汽車電子液壓制動系統(tǒng)跟隨特性的實驗研究[D].吉林大學，2011.[4] David F.Reuter.Hydraulic Design Considerations for EHB Systems.SAE Paper 2003-01-0324

[5] Luigi Petruccelli，Velardocchia.Electro-Hydraulic Braking System Modelling and Simulation.SAEPaper 2003-01-3336

[6] 曲文峰，林慕義，姚廣偉.工程車輛電液制動系統(tǒng)的試驗研 究[J].工程機械，2011，08:27-31+7.[7] 金智林，郭立書，施瑞康，趙又群，施正堂.汽車電控液壓 制動系統(tǒng)動態(tài)性能分析及試驗研究[J].機械工程學報，2012，12:127-132.[8] 全國汽車標準化技術委員會.GB12676一1999汽車制動系

統(tǒng)結構、性能和試驗方法[S].[9] 公安部道路交通管理標準化技術委員會.GB7258一2004機 動車運行安全技術條件[S].[10] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.JB/T7149—2007 輪胎式裝載機用制動器 臺架試驗方法[S].~~~~~~~~~~~~~~~~~

作者簡介：李竹芳(1987—)，女，漢族，內蒙古商縣人，碩 士研究生，研究方向為電液控制。

通訊作者：李竹芳

通訊地址：北京市海淀區(qū)清河小營東路12號北京信

息科技大學，100192 電話：*** 郵箱：lizhufang1987@163.com

第二篇：GB_T 17469-2012_汽車制動器襯片摩擦性能評價 小樣臺架試驗方法

GB/T 17469-2012 汽車制動器襯片摩擦性能評價 小樣臺架試驗

方法

基本信息

【英文名稱】Characteristics evaluation of brake linings for automobile―Small sample bench test method 【標準狀態(tài)】現(xiàn)行 【全文語種】中文簡體 【發(fā)布日期】1998/8/19 【實施日期】2013/9/1 【修訂日期】2012/12/31 【中國標準分類號】Q69 【國際標準分類號】43.040.40

關聯(lián)標準

【代替標準】GB/T 17469-1998 【被代替標準】暫無

【引用標準】暫無

適用范圍&文摘

本標準規(guī)定了汽車制動器襯片（以下簡稱“襯片”）摩擦磨損性能的小樣臺架試驗程序及摩擦系數(shù)的級別和標記。

本標準適用于汽車用盤式制動器襯片和汽車用鼓式制動器襯片。本標準不適用于駐車制動器制動襯片。

第三篇：GB_T 17469-1998_汽車制動器襯片摩擦性能評價 小樣臺架試驗方法

GB/T 17469-1998 汽車制動器襯片摩擦性能評價 小樣臺架試驗

方法

基本信息

【英文名稱】Road vehicles-Brake linings-Evaluation of friction material characteristics―Small sample bench test procedure 【標準狀態(tài)】被代替 【全文語種】中文簡體 【發(fā)布日期】1998/8/19 【實施日期】1999/2/1 【修訂日期】1998/8/19 【中國標準分類號】Q61 【國際標準分類號】43.040

關聯(lián)標準

【代替標準】暫無

【被代替標準】GB/T 17469-2012 【引用標準】暫無

適用范圍&文摘

暫無