汽车回馈制动与摩擦制动动态耦合机理与方法

回馈制动的介入给整车制动安全性带来新挑战，其与摩擦制动的动态耦合理论与方法成为解决问题的关键：由不同动力学特性的回馈制动和摩擦制动组成的混合制动系统具有耦合形式多样、时变和非线性特征；多种制动状态的切换影响整车的制动安全性、驾驶平稳性和能耗；切换过程的优化控制涉及多个动态边界，包括控制系统拓扑结构和控制参数优化两项任务。目前国际上尚未形成回馈制动与摩擦制动耦合的系统解决方案，为解决这一问题，项目拟开展以下工作：（1）建立回馈制动与摩擦制动耦合动力学模型，探索耦合规律，提出制动状态切换平稳性评价方法，研究切换过程的优化控制方法；（2）研究改由回馈制动进行防滑制动控制的特点和边界条件，构建基于回馈制动实现ABS的理论与方法；（3）探索由回馈与摩擦制动共同实现ABS控制的机理，建立混合ABS控制理论与方法。本项研究将为制动理论与方法从目前应用于单一摩擦制动向考虑混合制动因素的发展打好基础。

在汽车回馈制动与摩擦制动动态耦合的机理与控制方法方面开展了系统深入的研究。建立了由电机和电池组成的发电系统与传动系统、轮胎、车体组成的纵向动力学模型，与传统摩擦制动纵向动力学模型结合，形成完整的机电耦合制动动力学模型；在建立的耦合制动动力学模型基础上，研究了由发电系统回馈制动力传递环节与传统摩擦制动存在的差异因素引发的回馈制动系统的动力学特征；提出了协调式制动能量回收综合控制方法，解决了制动能量回收效率和整车制动舒适性的冲突；探索了摩擦制动力控制新方法，提出了一种新型的“动态限压差”液压力调节方法，可实现液压力的线性调制，大幅提高控制精度，拓展了电液执行机构的控制方式；研究了回馈制动力与摩擦制动力、多种制动状态之间切换模式在整车纵向冲击度、状态切换时间、切换过程能耗等方面的技术特征和影响规律，提出了制动防抱死状态下过渡过程的控制算法；研究了极端行驶工况下回馈制动与摩擦制动耦合实现ABS 的理论与控制方法，探索了制动防抱死过程耦合制动力与轮胎滑移率变化的作用关系，提出在制动防抱死过程中电制动与机械制动的新型机电耦合控制，解决了耦合制动在极端工况下的制动安全性问题。. 基于项目研究成果，获得国际学术论文奖1项；共计发表学术论文12篇，其中SCI收录5篇，EI收录7篇；授权国家发明专利4项，受理发明专利申请7项；作为程序委员会委员和分会主席参与组织国际学术会议2次，在高水平国际会议及学术交流中作报告4次。