为了提高汽车制动性能,国内外研究学者提出将电磁制动与摩擦制动进行集成,以充分发挥电磁制动器及摩擦制动器各自性能优势来提升汽车的制动稳定性、平顺性和环保性。综观国内外研究学者对电磁与摩擦集成制动系统的研究,目前研究成果更多关注的是集成制动系统的结构设计与参数匹配、液压制动动态特性、电磁制动热磁效应、集成制动系统联合制动性能分析及其稳定性控制等方面。当前更多研究侧重于集成制动系统性能方面的研究,而对集成制动系统工作模式变化引发的动态问题研究较少。由于电磁制动器与摩擦制动器动态特性存在差异,加之制动模式切换过程中制动需求力矩的变化,从而影响了汽车制动稳定性和平顺性。为此,本文围绕电磁与摩擦集成制动系统模式切换的动态问题展开研究,具体工作如下:以双盘式电磁与摩擦集成制动系统为研究对象,分析了双盘式电磁与摩擦集成制动系统结构特点,将集成制动系统工作模式分为纯电磁制动模式、复合制动模式和纯摩擦制动模式;建立了液压制动系统模型,通过对电磁制动力矩变化趋势和影响因素的分析,以临界速度为界点根据电磁制动器制动力矩变化趋势分为低速正比例线性区域和高速反比例线性区域,建立了电磁制动器数学模型。运用ANFIS方法对驾驶员制动意图进行了解析;制定了汽车制动过程中前后轴制动力分配策略,并对电磁制动器和液压制动器响应性能进行了分析;为了克服液压制动力响应慢导致制动模式切换时,液压系统无法快速介入,影响汽车制动平顺性等问题,提出了前馈补偿的液压制动响应策略;利用驾驶员制动意图,设计了液压制动器预启动策略,以消除制动主缸液压力爬行问题;通过定量分析计算,研究了电磁与摩擦集成制动系统对车辆制动稳定性的影响,并提出了改善制动稳定性的措施。以混杂系统理论为基础,通过对电磁与摩擦集成制动系统动态特性的分析,揭示了集成制动系统模式切换动态特性问题产生的原因;利用混杂动态模型描述了连续动态过程和离散事件以及两者之间相互耦合关系,建立了电磁与摩擦集成制动系统模式切换混杂模型,并分析了集成制动系统六种模式切换工况的混杂特性;根据不同切换工况的控制目标,分别从响应性、平顺性和稳定性三方面出发,对六种工况的切换性能进行了分析,并对三种典型模式切换工况进行了深入研究;针对在集成制动系统模式切换过程中,电磁制动力和液压制动力会出现有一方或两方“切入”或“切出”而引发的平顺性问题,提出了基于模型预测控制的电磁与摩擦集成制动系统模式切换平顺性控制策略;运用滑模变结构控制原理,设计了电磁与摩擦集成制动系统复合制动防抱死控制策略;利用Matlab工具对典型模式切换工况进行了仿真研究,验证了控制策略的有效性。基于集成制动系统模式切换动态特性的分析,从制动切换响应性、切换平顺性和环保性三个方面确定了电磁与摩擦集成制动系统模式切换品质的评价指标;基于专家试验数据,采用联合分析法确定了评价指标的权重,运用多目标优化方法,提出了模式切换品质的评价策略;利用专家试验数据,分析了集成制动系统模式切换响应性、切换平顺性和制动环保性的影响机制,研究发现:制动强度、冲击度与切换时间之间的关系呈“勺”形,制动强度与制动力跟随性之间的关系呈现扁平“w”形,制动强度与冲击度之间的关系呈近似线性;提出了利用非接触制动作用时间所占比重来表征汽车制动模式切换环保效果,利用折算系数将处于复合制动模式阶段的电磁制动力比例折算成作用时间,来刻画复合制动模式的环保性能,提出了集成制动系统环保性的计算方法。以某一具体轿车制动系统参数作为依据,基于模块化分层方法设计了集成制动系统硬件在环试验平台;开发了基于NI的集成制动系统模式切换测控试验系统;开展了集成制动系统模式切换验证性试验,对不同路面条件下制动模式切换进行了硬件在环仿真试验,验证了本文提出的集成制动系统模式切换控制策略的有效性。