汽车电控分时制动调压装置的关键科学问题与关键技术

The program aims at the applied foundamental research on the innovative subject, "the key scientific and technical question of electronic shared-time brake control apparatus for automobile". The basic principles of pressure concentration supply and time-division control are analyzed. Typical modes, together with their identification mechanism and actuator control rules, are defined. The requirements and questions of configuration design are presented. The servo motor automatic control system is designed abiding by the rules. The linear second order system response time domain analysis is used to analyze the influencing factors of pressure response.The key scientific question are put forward to ensure pressure modulation rapidity and control precision. The theoretical analysis, characteristic testing, simulation sample developing and hardware-in-the-loop test are combined to find out the appropriate characteristics of solenoid valve, servo motor and calibration function. Finally, trial, matching and calibration will be accomplished for electronic shared-time brake control apparatus. The research project interacts with mechanical engineering; automation engineering and mathematics. Solving the key scientific question provides a breakthrough for the domestic national automobile components and parts enterprises to independently master the core techniques of electronic brake control system, which allows them to catch up with those leading manufacturers. The research basis and working conditions are ready to ensure the smooth carry-out of the project and acquicition of the achievements.

项目针对"汽车电控分时制动调压装置的关键科学问题与关键技术"这一创新课题开展应用基础研究。分析"集中供压、分时调压"装置的工作原理；定义典型的工作模式、识别机理与执行器控制规律；提出结构设计要求；明确结构设计问题；遵循控制规律设计电机随动调压自动控制系统的结构方案；基于线性二阶系统响应时域特征，分析压力响应影响因素；提出确保"调压快速、控制精确"的关键科学问题；采用理论分析、性能测试、仿真模拟、样机研制与硬件在环试验相结合的研究方法；研究确保"调压快速、控制精确"的电磁阀、电机与控制校正函数特性；完成调压装置与自动控制系统性能的测试、匹配与标定。项目属于机械工程、自动化与数学交叉学科的课题，其关键科学问题的突破可使国内汽车零部件企业掌握制动电控系统自主核心技术，从而实现对国外领先企业的追赶跨越。研究基础和工作条件可确保项目顺利实施，取得预期成果。

电动化、智能化的新能源汽车已成为汽车技术发展目标，是解决能源消耗、排放污染、交通安全和拥堵等问题，实现汽车产业可持续发展的解决方案。“电动汽车智能化”已成为国家科技规划重点发展的创新技术方向。《中国制造2025》已明确将基于“一体化纯电动平台”的“线控制动系统”作为推动节能与新能源汽车产业发展的重点领域。国内外汽车制动零部件厂商已经将线控制动产业化产品研发作为优先发展的技术方向。“汽车电控分时制动调压装置”属于电动化、集成化的线控制动，将“ABS制动防抱死系统”、“TCS牵引力控制系统”、“ESC电子稳定性控制”、“RB再生制动”、“ACC自适应巡航控制”、“AEB自动紧急制动”与“LKA车道保持辅助”等汽车主动安全控制与自动驾驶等的“线控液压制动”功能集成综合，具有“调压快速、控压精确”等功能性能特征。项目主要研究内容包括：第一，采用“结构设计”、“设计计算”、“实验优化设计”与“仿真分析”等方法，研究提出了“能够实现‘调压快速、控制精确’的‘集中供压、分时调压’装置及其自动控制系统结构与性能设计要求”；第二，采用“方案设计”、“动力学建模”、“样机研制”与“台架搭建”等方法，研究完成了“基于计算机仿真平台与硬件在环试验平台，满足‘调压快速、控制精确’要求的调压装置与调压自动控制系统的仿真与试验”。本项目研究获得了具有“调压快速、控压精确”功能性能特征的“汽车电控分时制动调压装置”的结构与性能设计要求、原理样机、动力学仿真平台、软硬件在环试验台以及设计与控制方法等研究结果，原理样机试验数据：“10MPa快速调压时间约为122.2ms”，“10MPa快速调压稳态精度约为0.09MPa”。本项目研究以机械工程为主体依托学科，交叉融合“机-电-液-磁-信息”多学科知识，研究获得以“汽车电控分时制动调压装置”为代表的智能电动汽车线控制动系统的结构性能设计要求、结构与性能要求优化设计方法以及“汽车电控分时制动调压装置”控制方法。