为配合国家发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012～2020年)》,加速新能源汽车的技术进步与产业转型,缓解能源与环境压力,同时满足“十一五”规划所提节能减排这一长期战略目标,本文对电动轿车制动能量回收(RBS)与防抱死(ABS)集成控制系统开展相关研究。传统燃油车制动时其动能通过摩擦生热耗散,而电动汽车制动时可利用电机进行再生制动,将制动过程中的动能转化为电能储存于动力电池中,可有效节约能源并提高车辆续航里程。然而,电动汽车的电机制动力矩受多种因素影响,时刻在变化,难以满足任意时刻尤其是车轮抱死后的驾驶员制动需求,因此为了实现能量回收最大化,并保证汽车制动安全性,需要对RBS与ABS两套系统进行集成控制,这给传统制动系统及其控制理论提出了新的挑战。RBS/ABS集成控制系统工作时需要满足三项评价指标,分别为节能性指标、制动感觉指标和安全性指标。三项指标之间既紧密联系,又相互矛盾,为了平衡三者之间的关系,需要解决软硬件架构设计、制动力分配、压力控制等问题。目前国内外各大高校、科研机构及各大车企均对上述问题展开相关研究,并取得一定研究成果,其中国内多处于理论分析及仿真验证阶段,对于关键技术实车量产应用尚有距离,而国外研究起步较早且比较深入,在硬件和软件方面均有较成熟的商业化产品,且控制效果良好。为了满足RBS/ABS集成控制系统项目开发需求,本文对国内外RBS/ABS集成控制系统的相关研究成果进行调研,并针对一汽奔腾牌目标电动轿车进行RBS/ABS集成控制系统关键技术开发,主要研究工作如下:(1)为满足所研究RBS/ABS集成控制系统的性能要求,分别对软件方案和硬件方案进行设计,提出节能性、制动感觉与制动安全性3个评价指标,并从液压控制状态需求的角度对软硬件方案进行分析,证明本文所提软硬件方案的可行性。(2)对RBS/ABS集成控制系统关键部件进行机理分析与试验研究,包括对再生制动系统关键执行部件控制原理及其响应试验的分析和对液压制动系统关键执行部件结构性能及工作特性的分析。(3)利用模块化分层思想,对RBS/ABS集成控制系统控制软件进行层级模块划分,并分别对各层模块涉及的控制算法进行讨论,包括对集成于制动控制器的制动意图识别、制动力分配与防抱死协调控制算法等。(4)针对RBS/ABS集成控制系统底层压力控制问题,提出阶梯压力控制、线性压力控制与主动增压控制3种典型压力控制方法,并对其控制原理、方法特点及应用状态等进行深入研究,最后面向工程实际提出RBS与ABS的轮缸压力估算方法,提高系统控制精度及其容错能力。(5)搭建Simulink/Cruise离线仿真模型,对比分析不同典型循环工况下该系统的节能效果,并搭建半实物仿真试验台架,对所提控制算法的控制效果进行试验验证,最后进行实车道路试验验证。本文对上述内容进行研究分析,得到如下结论:(1)利用课题组现有资源,对传统液压制动系统进行改进,增加踏板模拟装置,可以实现制动主缸与前轴轮缸的单轴解耦,使制动踏板感觉与传统制动系统一致,并尽可能发挥了电机的制动能力。(2)基于驾驶员传统制动习惯,提出以目标前轴需求制动力作为控制目标,制动强度作为实时修正目标的制动力分配算法,使得制动力分配更合理且达到控制效果最优化。提出RBS与ABS协同控制算法,建立RBS系统退出算法,解决系统控制冲突。(3)针对3种典型的压力控制方法,对电磁阀等液压执行元件进行控制,并对其关键参数进行试验标定,同时面向工程对不同制动压力状态进行实际应用,并提出轮缸压力估算方法,明显提高了算法容错能力。(4)通过离线仿真、台架及实车试验对所研究的控制算法进行验证,试验结果表明,本文设计的RBS/ABS集成控制系统控制效果良好,对制动需求的识别可靠准确,并且具有较好节能效果。在紧急制动时,轮缸压力仍能较好跟随需求液压力,并保证良好的制动安全性。