為確定PWM信號的控制周期T，首先對不同PWM頻率進行電磁閥特性測試，發(fā)現(xiàn)PWM頻率為200Hz時，電磁閥的線性度最好，便于進行壓力控制，因此選擇PWM信號的控制頻率為200Hz。然后分別對RBU進液閥的增壓特性與出液閥的減壓特性進行測試。

在進液閥的增壓特性測試中，打開吸入閥，關(guān)閉隔離閥，啟動泵電機建壓，改變進液閥PWM占空比值（PwM）進行試驗，記錄輪缸壓力曲線，最終得到不同PWM占空比值下進液閥的增壓特性曲線（以右前輪為例）如圖6所示。從圖6可以看出，在經(jīng)過短暫的延遲后，制動壓力的上升均大致呈線性趨勢，同時可以確定當(dāng)PWM占空比值小于0.4時，進液閥接近全部開啟。

圖6 右前輪進液閥增壓特性曲線

根據(jù)增壓特性曲線，將進液閥PwM可控區(qū)間選擇為0.40～0.95，根據(jù)增壓數(shù)據(jù)計算出不同占空比下對應(yīng)的增壓速率，得到表1所示占空比—增壓速率表用于后續(xù)壓力控制。

表1  進液閥不同占空比增壓速率

對出液閥的減壓特性測試與進液閥的增壓特性測試類似，不同的是出液閥的減壓速率除了與PWM占空比有關(guān)，還受到初始制動壓力即閥口壓差影響，因此需要對不同的初始制動壓力進行測試，分別進行了初始制動壓力為1、2、4、6、8MPa的減壓特性測試，此處僅對初始制動壓力8MPa的右前輪減壓特性進行展示，如圖7所示。

圖7 右前輪出液閥減壓特性曲線

相較進液閥的增壓可控區(qū)間，出液閥的減壓可控區(qū)間要小的多，通過減壓初期的試驗數(shù)據(jù)計算出不同占空比下對應(yīng)的減壓速率，如表2所示。

表2 出液閥不同占空比減壓速率

2.2.2 RBU壓力控制

RBU的壓力控制原理如圖8所示，分為誤差處理、模式切換、增壓控制、減壓控制、保壓控制以及控制輸出。

圖8 RBU壓力控制算法原理

誤差處理部分根據(jù)目標(biāo)壓力P與實際壓力P求得壓力誤差△P以及目標(biāo)增減壓速率；模式切換部分對壓力誤差進行死區(qū)處理，首先設(shè)置死區(qū)區(qū)間為（—0.1，0.1），然后通過壓力誤差的死區(qū)處理結(jié)果進行模式切換，切換邏輯如式（17）所示

增壓控制采用閥特性前饋加PI反饋的控制方法，前饋值根據(jù)閥特性試驗獲得的進液閥不同占空比增壓速率（表1），由目標(biāo)增壓速率查表得到進液閥PWM占空比前饋值DPLFF；反饋使用PI控制，對目標(biāo)增壓速率做比例和積分處理得到進液閥PWM占空比反饋值DPFB，然后將進液閥PWM占空比前饋值與反饋值相加即得到最終輸出的進液閥PWM占空比值Dm1，如式（18）所示，同時打開吸入閥，關(guān)閉隔離閥，出液閥保持關(guān)閉，啟動泵電機完成建壓動作。式（18）可表示為

式中：KP1和Ku分別為增壓PI控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)。

減壓控制同樣采用閥特性前饋加PI反饋的控制方法，前饋值根據(jù)閥特性試驗獲得的出液閥不同占空比減壓速率（表2），由目標(biāo)減壓速率和壓力差查表獲得出液閥PWM占空比前饋值DP2FF；PI反饋控制對目標(biāo)減壓速率做比例和積分處理得到出液閥PWM占空比反饋值DP2B，最后將出液閥PWM占空比前饋值與反饋值相加即得到最終輸出的出液閥PWM占空比值D2，如式（19）所示，同時打開吸入閥，關(guān)閉隔離閥，進液閥保持關(guān)閉。式(19)可表示為

式中：KP2和K分別為減壓PI控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)。

保壓操作時，RBU進液閥與出液閥均關(guān)閉，保持輪缸內(nèi)壓力不變。

控制輸出部分將得到的進液閥與出液閥PWM占空比值以及泵電機開關(guān)信號輸出給相應(yīng)的執(zhí)行器以實現(xiàn)壓力控制。

3硬件在環(huán)試驗驗證

3.1硬件在環(huán)試驗臺

為驗證冗余電控制動系統(tǒng)電流傳感器容錯控制算法，搭建了硬件在環(huán)試驗臺，試驗臺架構(gòu)如圖9所示。硬件在環(huán)試驗臺主要包括IBC及其原型控制器(Micro Auto BoxⅡ)、RBU及其原型控制器(Mi- cro Auto BoxⅢ)以及上位機(Host PC)、電機驅(qū)動 與電磁閥驅(qū)動器Rapid Pro等。上位機用于搭建控制算法模型，將RBU壓力控制算法模型編譯下載到Micro Auto BoxⅢ中運行，將IBC算法模型（包 括故障診斷及容錯控制算法）編譯下載到MicroAuto BoxⅡ中運行，二者間通訊通過Can實現(xiàn)，在試驗過程中利用試驗管理軟件Control Desk進行參數(shù)調(diào)整、數(shù)據(jù)記錄以及進程管理等。

圖9 硬件在環(huán)試驗臺架構(gòu)

3.2RBU壓力控制試驗驗證

為驗證RBU壓力控制策略的有效性，分別選取階躍、斜坡、正弦作為建壓目標(biāo)進行壓力控制測試，測試結(jié)果如圖10所示。

圖10 RBU制動壓力曲線

由圖10可以看出：在階躍工況下，由于RBU電機及柱塞泵響應(yīng)速度較慢導(dǎo)致建壓存在一定的遲滯、增壓時存在少許超調(diào)，但是在整體上壓力控制效果較好，控制誤差較小，同時由于RBU僅在容錯控制時才參與制動，傾向于制動安全，因此控制效果滿足要求。