当前智能驾驶汽车和新能源汽车对乘用车制动系统的功能和控制提出了更高的要求,而传统的制动系统很难满足这些需求。近年来,以电动制动助力器为核心的乘用车电动助力液压制动系统构型不断涌现。该构型的电动助力器采用了永磁同步电机作为制动动力源,具有较好的动态性能和可控性,能够实现主动制动、踏板感可调等功能。此外,该电动制动助力器可与传统液压调节单元协同工作,相互备份,实现制动系统冗余备份功能。该系统在工作模式可分为常规的驾驶员操作模式、主动制动模式等,既可满足当代汽车对制动系统新的工作需求又不需要对当前制动系统进行较大的改动。本文依托校企合作项目“智能驾驶制动控制算法开发”与“新能源汽车Ebooster原理样机开发”,以某电动助力器为控制原型,对乘用车电动助力制动系统的控制策略及硬件在环测试进行了研究,主要包括以下几个方面:1)、乘用车电动助力制动系统分析与关键参数确定。为实现与真空助力器类似的助力特性(脚感),首先分析了真空助力器的工作原理及其基本助力特性形成的原因。接着,介绍某电动助力器的结构、基本工作模式、工作原理及其优势和控制思路,并与真空助力器作了详细对比。最后,为建立用于仿真和参数匹配优化的电动制动助力器动力学模型,通过有关试验对其伺服电机、传动机构、动力耦合装置反馈盘等关键参数进行测定。2)、建立电动助力制动系统仿真模型。建立用于仿真和参数匹配优化的电动助力制动系统的模型,不仅可以在前期为系统方案验证和样件试制提供理论指导,而且还能有效缩短系统控制算法的开发周期。本文建立了电动助力制动系统的制动执行机构模型,包括电动制动助力器和从主缸到轮缸的液压系统两部分。制动助力器模型包括永磁同步电机dq轴模型、减速传动机构模型、动力耦合装置反馈盘模型及其逆模型。建立了用于电动助力器模型的液压负载模拟的制动液压系统模型,包括柱塞式串联主缸模型、液压调节单元模型和制动轮缸模型,并根据制动台架采集的数据,对建立的液压系统模型进行了验证。3)、乘用车电动助力制动系统助力控制策略研究。首先,设计了识别驾驶员的制动操作意图算法。其次,设计了电动助力器的分层控制策略,上层为获取目标伺服位移,下层为电机的位置跟随控制。根据反馈盘特性及助力器工作原理,利用输入推杆位移设计了伺服位移与踏板输入位移的位置差,来获取基础助力的目标伺服位移。然后,底层电机跟随控制设计了修正的PID位置伺服环控制器,前馈解耦的电流控制器以及弱磁控制器。最后,通过仿真实验,验证了电机控制算法的有效性。另外,本文还设计了主动制动的压力闭环控制算法,用于实现对制动主缸压力的精确控制,为实现利用电动助力器面向整车的应用奠下基础。4)、电动助力制动系统仿真及面向整车应用的硬件在环试验验证。首先利用采集真实制动试验台架的数据对完整电动助力制动系统的控制策略进行验证。其次,本文通过电动制动助力器主动压力控制设计了面向整车应用的自动紧急制动(AEB)和基于最优滑移率的制动防抱死(ABS)功能算法。接着,搭建了基于dSPACE软硬件、整车动力学软件CarSim RT以及真实电动助力制动系统在环的硬件在环试验平台。最后,通过Euro NCAP的AEB试验工况及多种路面附着条件工况,分别对AEB制动压力响应性能以及单靠电动制动助力器实现ABS功能进行了硬件在环的试验验证,实验结果表明,电动制动助力器能够实现AEB以及ABS功能,并且达到了较好的控制效果。