汽车线传电控制动系统及其关键技术分析

线传电控制动(BBW)是一种没有机械或液压备用制动机构的新型制动系统,它使汽车结构发生根本性变革,也极大改善了汽车的主动安全性。介绍线传电控技术的特点,分析了基于容错电子控制的BBW系统结构,对实现BBW的关键技术进行了探讨。     

线控制动系统工作原理及关键技术

线控制动系统(BBW)应用对汽车和制动性能的提高带来根本性变革。主要介绍线控制动系统的发展现状、组成结构及工作原理,分析其特点及其关键技术。     

CAN总线在汽车线控制动系统上的应用

线控制动系统(BBW)作为制动的发展方向逐渐取代以液压或气压为特点的传统制动系统,将CAN总线加入到线控制动中无疑是电子制动的一次提升。介绍了汽车线控制动系统的分类和工作原理,总线的选型和CAN在汽车上的应用;详细阐述了CAN总线在线控制动系统上的应用,包括系统方案、节点接口电路设计;CAN总线应用于线控制动系统能简化结构,提高可靠性,方便诊断维修,具有良好实用价值。     

装配式混凝土空心板梁桥结构冗余性水平评估

目前对桥梁结构的安全评估停留在构件层次。对于冗余性低的桥梁结构,考虑系统行为后,结构的可靠度会降低,表现在某个局部破坏可能会造成结构体系整体坍塌。国内外几座装配式混凝土空心板梁桥垮塌事故警示该桥型的冗余性较差,铰缝失效可诱发桥梁坍塌事故。由于桥梁结构系统的受力情况复杂,荷载传输路径不易模拟,且必须考虑几何非线性和材料非线性,需要进行精细化的有限元非线性分析。为了校准有限元模型,以一座装配式混凝土模型桥梁为研究对象,利用Midas Civil有限元软件的Pushover分析方法,分别得到了单梁、桥梁结构系统在集中荷载作用下的荷载位移响应。通过有限元分析结果与破坏试验结果的对比分析,校准了有限元模型,证明了利用Midas Civil梁格法进行pushover非线性分析计算桥梁结构体系承载能力可获得满意结果,保证了分析结果的可靠性。然后基于有限元分析结果,计算了模型桥梁的冗余性水平。计算结果表明,该模型桥梁的冗余因子为0.73,低于相关阙值1.30,表明该模型桥梁的冗余性水平低于相关阙值,验证了对该桥型冗余度低的推定。     

基于神经网络的冗余信息交通事故再现可靠性分析

针对实际道路交通事故中客观存在的不确定性因素,将可靠性理论和随机摄动法应用于道路交通事故再现分析,给出了相应的交通事故再现可靠性分析方法,提高了再现分析结果的精度.对于同一起事故,由于采用不同的信息和计算模型,得到的分析结果必然会存在不同程度的差异,从而产生冗余信息下的交通事故再现分析问题.针对交通事故中的冗余信息问题...     

自备电厂用智能柴油发电机组电站系统的设计

为了满足自备电厂应急备用电源的需求,设计了自备电厂用智能柴油发电机组电站系统。结果表明:该机组可实现快速启动,具有自动并联、功率管理、负载分配等功能,可实现发电机组与机组或机组与电网等不同发电系统并机/并网逻辑控制和监管;能通过通讯实现对发电机组的远程监视及自动控制;机组采用电气控制冗余和双通道管路结构冗余,燃油补给系统具备高度智能化及可靠性,同时实现燃油补给系统动态监控,油位补给点和泄油点自由设定。     

汽车底盘新技术

本文重点介绍了一些最新的汽车底盘技术,包括BBW、ESP、AFS、RWS、ABC、CDC、FOUR-C等,阐述它们的结构组成和基本工作原理,并且描述未来底盘技术的发展方向。     

多串口通信在驼峰监测系统中的应用

针对某些驼峰站场监测系统采集信息有限、监测质量较低的现状，章介绍了一种以C104P多串口卡为核心的多串口通信方法以及其结构和软件设计，并阐述了一种提高通信数据可靠性的串口冗余方案。试验结果证明，系统实现了驼峰监测系统中多个控制设备的数据通信，提高了系统的监测质量，为驼峰站场的安全运行提供了一定的保障。     

浅析汽车底盘新技术发展

本文重点介绍了一些最新的汽车底盘技术,包括BBW、ESP、AFS、RWS、ABC、CDC、FOUR-C等,阐述它们的结构组成和基本工作原理,并且描述未来底盘技术的发展方向。     

RFID 交通冗余数据检测及分析

数据质量控制是智能交通系统应用建设的关键技术之一。基于对射频识别(RFID)数据特性的分析,将 RFID 冗余数据分为重复数据和相似数据,通过分析同一车辆的相邻过车时间来检测2类冗余数据。针对相似数据给出了冗余率曲线和冗余时间点的定义,解决了 RFID 交通数据中冗余数据的识别问题。针对2类冗余数据的特点,给出了2类冗余率的计算方法,提出了从基站和冗余率曲线走势2个角度出发对冗余率进行分析的方法,并给出了冗余数据的清洗方法。选取南京市区主干道上21个 RFID 基站的原始数据作为实例,对所提出的方法进行了验证。研究结果表明,21个基站采集重复数据的平均冗余率为0.0062%,相似数据的平均冗余率为0.92%,说明 RFID 数据采集技术采集到的数据具有较高可靠性。同时,各个基站采集的数据中相似数据数量远远多于重复数据数量。观察不同形状的冗余率曲线发现,冗余率曲线呈趋于平缓和尾部上升的基站冗余率较高;冗余率曲线呈直线上升的基站冗余率较低。针对分析结果,给出了相应的质量控制措施以控制 RFID 冗余数据的产生。      

Approach to functional safety-compliant ECU design for electro-mechanical brake systems

In this paper, we propose a design approach to a functional safety-compliant ECU for an electro-mechanical brake (EMB) control system or an electronic wedge brake (EWB) control system. Brake actuators in a brake-by-wire (BBW) system such as EMB or EWB are characterized by the safety-critical functions which are now executed by using many electric and electronic devices with application software. Based on hazard analysis and risk assessments of the automotive functional safety standard ISO 26262, the proposed EMB control system should be ASIL-D-compliant, which is the highest ASIL level. To this end, a hardware and a software design method is introduced to implement functionl safety-oriented monitoring functions which are based on an asymmetric dual-core architecture with an external watchdog processor. It is shown by using EMB hardware-In-the-Loop-Simulation (HILS) that the proposed ECU design approach is very effective when a hardware fault or software execution faults occur in the EMB ECU, moreover, this functional safety-compliant design can be well combiled with the sensor fault-tolerant control logic.     

Development of an electric booster system using sliding mode control for improved braking performance

Brake systems of the future, including BBW (Brake-by-Wire), are in development in various forms. In one of the proposed hydraulic BBW systems, an electric booster system replaces the pneumatic brake booster with an electric motor and a rotational-to-linear motion mechanism. This system is able to provide improved braking performance by the design of controllers with precise target pressure tracking and control robustness for better system reliability. First, a sliding mode controller is designed using the Lyapunov function approach to secure the robustness of the system against both the model uncertainty and the disturbance caused by the master cylinder and mechanical components. Next, a simulation tool is constructed to validate the electric booster system with the proposed controller. Finally, the electric booster system is implemented into an actual brake ECU and installed in a vehicle for testing under various braking conditions. The experimental results demonstrate that the proposed controller produces faster pressure build-up performance than the conventional brake system, and its tracking performance is sufficient to ensure comfortable braking.     

利用故障树方法分析离合器螺栓断裂问题

故障树分析是系统安全性可靠性分析的工具之一,在产品设计阶段,故障树分析可以帮助判明潜在的系统故障模式和灾难性危险因素,发现可靠性和安全性薄弱环节,以便改进设计。在生产、使用阶段,故障树分析可帮助故障诊断,改进使用维修方案,故障树分析也是事故调查的一种有效手段[1]。文章采用故障树分析的方法对某车型离合器螺栓断裂故障进行全面分析与解决。     

故障树分析法在汽车制动系可靠性试验中的应用

文章阐述了故障树分析法（FTA）在汽车制动系统可靠性试验中的应用。采用演绎法建立以制动系功能失常为顶事件的故障树,进行定性和定量分析,运用故障树综合分析的计算机应用程序,找出系统失效的关键因素。准确地给出了制动系的累积失效概率及事件概率重要度等可靠性指标。在故障诊断中具有指导意义和使用价值,为汽车制动系可靠性设计工作奠定了基础。     

推土机液压系统故障树分析

采用故障树分析法，对ＴＹ１２０推土机液压系统故障原因进行分析，为提高液压系统的可靠性提出有效的措施     

Fault-tolerant yaw moment control with steer — and brake-by-wire devices

This paper presents an fault-tolerant yaw moment control for a vehicle with steer-by-wire (SBW) and brake-by-wire (BBW) devices. SBWs and BBWs can give active front steering (AFS) and electronic stability control (ESC) functions, respectively. Due to motor-driven devices, actuator and sensor faults are inherent in SBW and BBW, and can cause a critical damage to a vehicle. Simple direct yaw moment control is adopted to design a vehicle stability controller. To cope with actuator failure, weighted pseudo-inverse based control allocation (WPCA) with variable weights is proposed in yaw moment distribution procedure. Simulations on vehicle simulation software, CarSim®, show the proposed method is effective for fail safety.     

汽车电动助力转向系统控制器双机容错研究

为提高汽车电动助力转向系统(EPS)的可靠性与安全性,提出将余度容错技术应用于EPS控制器的设计中。以两台8086CPU作为主机和备份机,组成非表决式的双机冗余系统。介绍了EPS双CPU系统的组成及功能。试验结果表明,容错控制方法克服了控制性能随使用时间的影响,并且在关键部件出现故障时可采用相应的替代措施,有效提高了系统的可靠性与安全性。     

Radar Health Monitoring for Highway Vehicle Applications

Monitoring the health of the radar sensor on a highway vehicle poses a special challenge. This is because the radar measures the distance to other independent vehicles on the highway and the motion of these other vehicles may be completely unknown to the fault detection system. Traditional observer-based approaches to fault diagnostic system design cannot be used. A number of new approaches are therefore explored in this paper in an attempt to create a reliable fault detection system for the radar. These include: (a) Use of inter-vehicle communication; (b) Use of a geographic database of pre-identified roadside radar targets; (c) Detection of abrupt failures using fuzzy logic and a knowledge of vehicle acceleration abilities; (d) Use of a redundant sensor that is inexpensive but of poor quality. The performance of each of these approaches is evaluated. Experimental results indicate that a combination of approaches (c) and (d) would provide the most reliable method for radar health monitoring. This combination would work effectively even in the absence of inter-vehicle communication in a realistic highway environment.     

基于集成式电液制动系统的主动制动压力精确控制方法

智能电动汽车的发展对制动系统的主动制动和再生制动能力提出了更高的要求。配备真空助力器的传统制动系统难以满足智能电动汽车的需求，因此逐渐被线控制动系统所取代。为提高线控制动系统的集成度与解耦能力，提出了一种新型集成式电液制动系统（Integrated Braking Control System，IBC），能够实现主动制动、再生制动、失效备份等功能。作为机-电-液耦合的高集成度系统，IBC具有复杂的非线性特性和动态摩擦特性，对制动系统压力的精确控制提出了挑战。为了提高IBC制动压力动态控制精度，提出了一种基于集成式电液制动系统的主动制动压力精确控制方法。首先，介绍了IBC的结构原理和控制架构。随后针对液压系统的迟滞特性和传动机构的摩擦特性进行建模与测试。然后基于系统的强非线性特性，提出了主动制动三层闭环级联控制器，其中压力控制层采用液压特性前馈与变增益反馈结合的控制策略，伺服层控制器设计考虑了机构惯性补偿与摩擦补偿，电机控制层采用矢量控制并进行了电压前馈解耦。最后，基于dSPACE设备搭建了硬件在环（Hardware-in-the-loop，HiL）试验台对主动压力控制方法进行验证。结果表明：所提出的压力控制方法能控制制动系统压力快速精确跟随期望压力，使动态压力跟随误差控制在0.4 MPa之内，稳态压力误差控制在0.1 MPa之内。