国外流体传动与控制领域较早开展了对汽车电液控制技术方面的研究，通过对国外汽车液压研发现状的研究，对国内相关方面研究的开展将具有一定的借鉴和指导意义。

1.共轨系统的电液比例阀研究

高压共轨技术是汽车节能的关键技术之一。在这一领域里德国的BMW公司、Mer-cedes-Benz公司和Audi公司以及英国和美国的一些著名汽车公司一直处于研究前沿，无论是理论研究还是实际应用，都处于领先地位。从电液系统的角度看，共轨喷油系统的研究已成为目前汽车液压中的研究热点，主要集中在电磁阀关键技术的研究上，而作为电磁阀电磁执行器的比例电磁铁又是研究的重点。比例电磁铁是随着电液比例技术的出现而出现的，作为电液比例控制元件的电-机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输出的电流信号转换成力或位移。比例电磁铁被广泛地应用于电液比例控制系统中。它能使液流压力和流量连续地、按比例地跟随控制信号变化，控制性能优于开关式控制。与电液伺服系统相比，虽然其控制精度和响应速度较低，但它的成本低廉、结构简单、通用性好、抗污染能力强（对油质的要求不高）、维护方便、衔铁腔可做成耐高压结构、能方便地进行远程控制和程序控制。比例电磁铁的结构多为直流螺线管式。传统比例电磁铁的输出力和响应速度都很有限，但是近年来随着高饱和磁感应强度的磁性材料的研发成功，提高了比例电磁铁的功率密度，同时减小了线圈的匝数，所以减小了电感，从而提高了电磁铁的频响。在这种电磁铁的驱动下，出现了所谓的比例伺服阀，即保持比例阀的结构，却拥有伺服阀的性能。但遗憾的是，这种高饱和磁感应强度的磁性材料仍然被国外的一些大公司如Bosch公司所垄断，也造成了国内在这方面技术的缺失。

图1-13所示为韩国机械材料研究所（KIMM）研制共轨比例电磁铁的示意图。

图1-13 共轨比例电磁铁的研究示意图

a）结构模型 b）行程力曲线

2.柴油机（Fluid Switching Transmission，FST）技术研究

目前柴油机方面的研究集中在对柴油排放的研究，主要是对燃油系统进行改进。目前柴油机的设计理念也在发生变化，日本Yukigaya Seigyo实验室开发的柴油机流体转换传递技术（Fluid Switching Transmission，FST）在结构上已完全区别于传统的发动机，它利用计算机和电液控制系统来替代柴油机上传统的凸轮、挺杆、摇臂以及机械喷油泵等，实现了低排放、高热效率。图1-14和图1-15为柴油机FST技术和普通柴油机系统的比较，图1-16是FST阀系统。

3.电液控制技术在其他车辆中的应用

电液控制技术在工程机械车辆的传动方式中被广泛应用，主要用于液力机械式传动系统、静液压传动系统（Hydrostatic Transmission，HST）和液压机械传动系统（Hydro-mechanical Transmission，HMT）。以工程机械中的全路面车辆为例，它不仅应用在军事上，而且在灾难抢救、抢险中都具有广阔的应用前景，图1-17所示为日本东京工科大学的超级全路面车辆及其原理图，主要技术均由电子—液压系统构成：

图1-14 柴油机FST技术示意图

图1-15 传统的柴油机系统

图1-16 FST阀系统(www.daowen.com)

图1-17 超级全路面车辆及其原理图

a）全路面车辆 b）原理图

1）传动装置为液压机械传动系统（复合传动系）HMT。

2）液压动力源恒压系统（Constant-Pressure System，CPS）。

3）行走装置转向架和倾斜爬升系统（Bogie steering and a crawler tilt-up system）。

4.在动力转向系统中的研究

目前节能不仅在发动机的研发上得到重视，而且在汽车助力转向系统中也开展了助力转向节能的研究，通过在液压动力转向节能方面的研究将有效地降低工况下的能量消耗。

在传统液压助力转向系统中，液压泵要提供足够的液压油给工作回路，但多余的油液流量势必增加了液压泵的驱动力矩，因此液压动力转向系统工作时能量损失大，节能的研究已经成为动力转向系统的重要研究内容。如果可以控制油液输出与车辆行驶时的工况相一致，就能实现降低能量消耗的目的。节能型动力转向系统结构如图1-18所示。图1-19所示为由日本萱场工业株式会社在液压动力转向节能方面的研究成果KEEPS得出的动力消耗测试结果。经过对测试路线上行驶的实际车辆的液压助力转向系统的能量消耗进行测试，KEEPS与传统液压转向系统比，在城市道路上可减少48%的能量损失，高速公路上为39%，乡村道路上为39%。在非道路重载运输车辆的液压动力转向中，各种形式的电液动力独立转向系统可以实现多种转向模式，同时可以完成安全、节能和可靠的多车协调驾驶。

图1-18 节能型动力转向系统结构

图1-19 动力消耗测试结果

5.车辆实验模拟器方面的研究

国外对车辆控制模拟器研究的主要目的是为了管理对整车及部件的性能测试和可靠性测试。

由于车辆的非线性，在模拟器控制中要采用模糊控制、行驶模式跟踪和车辆速度控制等算法，以实现车辆控制器功能。其中，执行器的设置、位置控制、齿轮移动控制取决于车辆性能与可靠性的测试、伺服控制器上用于数据通信及连续控制的接口功能以及传递和接收的数据。伺服控制器的作用是通过气压伺服阀来驱动执行器并通过第二个微分器来获得测试位置、速度、加速度等数据信息来精确控制车辆位置。图1-20所示为韩国机械材料研究所（KIMM）研制的包含车辆控制器和伺服控制器的车辆控制测试模拟器，并安装在实际汽车上进行了相关试验，通过位置控制试验和LAP模式跟踪试验，试验结果如图1-21所示，结果表明车辆的响应特性、跟踪性能及位置控制的精确度等测试结果都是极好的（在进行试验时，功率仪表和车辆、模拟控制器的执行性能和耐久性能都要经过校验）。