基于EWB型线控制动系统和馈能型主动悬架的制动动力学及多目标联合控制方法研究

The safety, environmental protection and economy of vehicle can be effectively achieved by conducting multi-system combination control. The proposed research will combine the Brake by Wire (BBW) system and Energy-harvesting Active Suspension to improve the economy and braking comfort. Existing researches on braking process under multi-system are mainly focusing on ordinary vehicle speed, however, the low-speed scenario where passengers easily experience discomfort is rarely discussed in the vehicle control literatures. On the other hand, the theory that can exactly demonstrate the low-speed braking and control method is expected to improve the braking comfort. The EWB derived from wedge principal and Energy-harvesting Active Suspension are of high accuracy and with low energy consumption. Utilizing both the above mentioned actuators and aiming at improving braking comfort, this research will propose the theory which can exactly demonstrate the low-speed braking and multi-system based control method that can be applied to longitudinal motion control. The advanced vehicle dynamics and intelligent driving application might benefit from the proposed research work.

多系统联合控制，是实现车辆“安全、环保、节能”的有效手段。以系统节能及提高制动舒适性为目标，结合线控制动系统和主动悬架系统，提出本项目。由于受到测试和控制手段的限制，目前多系统联合控制下的制动性能研究中，对乘员影响较大的制动临界停车工况的研究较少。另一方面，亟待从理论上对临界停车工况的纵向振动形成机理和控制方法进行深入研究，形成完善的理论体系。基于楔形原理的EWB线控制动系统和可进行振动能量回收的馈能型主动悬架，可有效减少系统能耗，同时可实现高精度控制。本课题围绕典型制动过程，以制动舒适性为重点，以线控制动系统和馈能型主动悬架为手段，以临界停车工况下的制动动力学和联合控制方法为重点科学问题，探讨该工况下的耦合过程数学描述理论、解耦方法以及多系统协同控制策略。通过项目的研究工作，进一步推动车辆工程学科在先进汽车动力学控制、智能驾驶等技术领域的发展。

本项目针对汽车的制动过程，在保证制动安全性能的前提下，从系统节能及提高舒适性的角度，进行深入研究。融合线控制动系统和主动悬架系统，从而更加准确的获取车辆状态和驾驶员需求，通过上层控制策略，协调两个系统的输出，在保证系统功能和性能的同时，实现安全、节能与舒适的多目标联合控制。本项目完成了线控制动系统结构设计及优化、线控制动系统制动力估计算法、主动悬架控制理论及验证平台设计、制动稳定性及冗余算法、考虑纵向平顺性的低速临界制动控制方法等，主要成果体现如下：发表EI/SCI期刊论文10篇（其中SCI论文9篇）、会议论文8篇；申请发明专利7项；培养研究生7人、博士后1人。本项目的研究成果为先进汽车动力学控制、智能底盘、自动驾驶汽车、飞机地面制动动力学等理论和技术的发展和完善奠定基础，从而具有重要的科学意义。另外，线控制动和主动悬架系统是汽车电控系统的发展趋势，随着汽车电子设计制造技术的进步，其产业化程度会越来越高，本项目的研究成果，对系统开发、实车匹配、性能评估、促进产业化发展，具有重要的工程价值。