1、車輛電控底盤系統是由多個子控制系統組成的，多個可控子系統相互之間影響，車輛綜合性能的提高依賴于各個子系統的協同作用。子系統之間協同有利于車輛底盤子系統集成的軟硬件共享、能量管理和信息交互，滿足車輛安全性、舒適性和經濟性的更高要求，實現車輛底盤系統集成化、智能化和網絡化，這是當今車輛工程領域學術界研究的熱點與難點。國內外科研人員已經在車輛底盤集成控制理論與技術方面開展了大量研究工作，但是一直尚未形成較為完善的理論和體系。
　　轉向與

2、懸架作為汽車底盤系統中的兩大關鍵零部件，相對獨立而且易于控制，但是如果將他們集成，由于耦合輪胎這一非線性系統，將會使控制變得復雜。本文以轉向、懸架以及集成為研究對象，通過定性定量地研究輪胎側向力與垂向力之間關系，充分發(fā)揮輪胎性能對懸架和轉向的作用和影響，并進行協同集成控制研究，運用自上而下的頂層設計理念，通過總體規(guī)劃布局，使子系統之間優(yōu)勢互補，降低或消除子系統之間矛盾和沖突，最大程度減少駕駛意圖變化和外界環(huán)境影響等引起的車身姿態(tài)變化，兼

3、顧并改善行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。根據這一思路，本文主要圍繞著半主動懸架控制、電動助力轉向控制和輪胎狀態(tài)監(jiān)測以及系統集成控制等方面展開研究工作。
　　建立輪胎側向力和垂向力耦合神經網絡模型。借助輪胎接地壓力試驗系統進行了多種工況下輪胎側偏特性試驗，分析了側偏特性與側偏角、輪速、垂直載荷、充氣壓力等眾多因素關系，選擇558個樣本，將這些數據點作為網絡特征參數，訓練和建立自適應神經網絡模型，采用了BFGS方法進行參數辨識和網絡逼近，通過

4、理論計算驗證了可行性，為懸架與轉向耦合機理分析奠定理論基礎。
　　建立車輛多體動力學模型，其中包括轉向、懸架運動學、彈性力學的非線性特性，并進行了模型與實際車輛的對比試驗，同時通過臺架試驗標定半主動懸架中步進電機轉角與減振器阻尼力的關系，為半主動懸架控制以及集成控制器的設計提供依據。
　　分析了影響橫擺角加速度的因素，采用轉向過程穩(wěn)定性指標，描述車輛在不同車速和路面附著系數下的操穩(wěn)性問題，并且研究了橫擺角速度與側傾角的非線性

5、關系。通過研究瞬態(tài)響應下的性能指標之間的相互關系，分析耦合系統對車輛綜合性能的影響。
　　提出了車輛底盤系統協同控制的頂層設計思想，構建了基于模糊關系網協同控制理論的車輛行駛平順性與操縱穩(wěn)定性協同機制。根據懸架與轉向耦合機理，參考駕駛意圖和車輛狀態(tài)，針對半主動懸架(SAS)和電動助力轉向(EPS)，按工況進行底盤協同系統的頂層設計，將底盤協同系統分為四個子系統:輪胎子系統(TYPE)、半主動懸架子系統(SAS)、電動助力轉向子系統

6、(EPS)和頂層子系統(SYS)，在每個子系統之間引入模糊關系型合同網作為協同機制來處理協調和合作的問題，實時地確定子系統模糊權值的比重。運用狀態(tài)遷移原理建立子系統模塊，組成多子系統協調與合作。
　　構建了基于自治體技術的感知、信念、意圖統一結構車輛底盤協同系統底層子系統。針對半主動懸架控制系統要求，在平順性、操穩(wěn)性和安全性之間進行切換和通信，建立了SAS子系統;針對電動助力轉向系統運行過程工況復雜多變、實時性要求較高等特點，建立

7、了EPS多工況切換模糊控制子系統;根據汽車行駛時輪胎力的計算和各種異常情況（如輪胎漏氣、過低或過高氣壓、過高溫度）預警的需要，建立了TYRE子系統。
　　搭建了車輛底盤協同控制的聯合仿真系統，并進行聯合仿真計算?；诙囿w動力學原理建立系統模型，結合控制器模型，進行了隨機路面、蛇行、雙紐線和單脈沖角階躍輸入工況的聯合仿真計算，對比分析了不同控制方法的仿真結果，檢驗了控制算法的有效性。
　　設計了車輛底盤協同控制的快速原型半實物

8、仿真系統和臺架、道路試驗系統。組建dSPACE與硬件連接構成快速原型仿真系統，通過與聯合仿真相同工況的計算結果對照分析，驗證了快速原型控制器模型的正確性和有效性。
　　基于FlexRay網絡對協同底盤系統進行了軟硬件設計，同時改進設計了節(jié)流口可調式阻尼減振器。在此基礎上，自主研發(fā)自測量氣門嘴替代現有胎壓傳感器。最后，開發(fā)了車輛底盤系統協同控制器，并裝車進行道路試驗，通過與快速原型控制系統試驗進行了比較，驗證控制系統的正確性與硬件設

9、計的可靠性。
　　研究結果表明，基于頂層設計的車輛底盤系統協同控制，能夠滿足不同子系統在不同行駛工況下的控制要求，同時實現多個子系統在協同過程中的協調與合作。與傳統分層控制方法相比，在隨機路面試驗中，車身垂直加速度和前后懸架動撓度均方根值性能指標均得到不同程度改善。在蛇行試驗中，轉向盤轉角平均峰值略有減小，而轉向盤轉矩平均峰值下降了13.31％，橫擺角速度平均峰值增加了9.77％，側向加速度平均峰值下降了10.01％。在雙紐線試驗

10、中低附著路面進行轉向時，略為減少了操縱轉矩，而回正過程中，增加了操縱轉矩，考慮駕駛舒適性的同時保證了操穩(wěn)性。在復合工況試驗中，解決了傳統分層控制無法避免的車身垂直加速度、車身側傾角、俯仰角和橫擺角速度振動幅值等性能指標很難同時兼顧的局限性。因此，采用頂層設計與協同控制相結合的底盤集成系統，較好地自主協調系統內部資源，減小了矛盾和沖突，在保障子系統功能充分發(fā)揮的基礎上，很好地實現了底盤復雜大系統全局優(yōu)化，使車輛操穩(wěn)性和平順性得到兼顧，明顯