论汽车底盘电控系统集成控制策略
汽车底盘电控新技术论文范文
汽车底盘电控新技术论文范文一、内容综述随着汽车工业技术的飞速发展，汽车底盘电控新技术的研究与应用逐渐成为行业研究的热点。
本文旨在探讨汽车底盘电控新技术的最新发展、应用现状及未来趋势。
汽车底盘作为汽车的重要组成部分，其性能直接影响到整车的操控性、舒适性和安全性。
传统的汽车底盘控制系统已经无法满足现代汽车的需求，底盘电控新技术的研发与应用显得尤为重要。
随着电子技术的快速发展，汽车底盘电控技术也得到了极大的提升。
底盘电控系统主要包括电子控制悬挂系统、电子控制制动系统、电子控制转向系统以及车辆动力学稳定系统等。
这些系统的应用大大提高了汽车的操控性、舒适性和安全性。
电子控制悬挂系统的应用可以实时调整悬挂系统的刚度和阻尼，以适应不同的路况和驾驶模式，从而提高车辆的舒适性和操控性。
电子控制制动系统的出现使得制动更加精准、快速，同时还可以通过能量回收等方式提高能源利用效率。
电子控制转向系统可以提供更加精准的转向感觉，提高驾驶的乐趣和安全性。
车辆动力学稳定系统可以通过电子控制技术，实时监控车辆的行驶状态，并通过调整车辆的各项参数，保证车辆在复杂路况下的稳定性。
汽车底盘电控新技术的研究与应用是汽车工业发展的重要趋势。
本文将对汽车底盘电控新技术的最新发展、应用现状及未来趋势进行详细的分析和探讨，以期为未来汽车底盘电控技术的发展提供参考。
1. 阐述汽车底盘系统的重要性。
在汽车产业快速发展的当下，汽车底盘系统作为车辆的关键组成部分，承担着连接发动机与其他主要部件的重要任务，对于车辆的行驶性能、安全性能以及燃油经济性等方面具有至关重要的影响。
汽车底盘系统的优劣直接关系到车辆行驶的稳定性和安全性，是车辆性能评价的关键指标之一。
研究汽车底盘系统的重要性对于推动汽车技术进步具有重要意义。
在汽车底盘系统中，悬挂系统、转向系统、制动系统等部件的功能性直接关乎汽车的操控性和舒适性。
悬挂系统对于车身支撑和减震作用极为重要，能够确保车辆在行驶过程中的稳定性和乘坐舒适性；转向系统则是控制车辆行驶方向的关键，其精确性和响应速度直接影响驾驶员的操控感受；制动系统则是保障行车安全的重要部分，其性能优劣直接关系到车辆的制动效果和安全性。
浅谈汽车底盘控制关键技术
浅谈汽车底盘控制关键技术李朋飞，范文轩摘㊀要：经济社会的发展带动了汽车技术的不断革新，汽车外观㊁内饰以及控制系统均发生了巨大改变㊂对于汽车行业来说，安全性能是最基本的条件，除此之外，汽车的舒适度㊁节能环保等也是未来汽车发展中需要考虑的重要因素㊂作为汽车关键技术之一，底盘控制技术对于汽车安全性能影响较大，基于此，着重介绍了目前快速发展的汽车底盘集成控制系统类别，并对未来汽车底盘控制技术的发展进行展望㊂关键词：汽车底盘；控制；关键技术一㊁汽车底盘控制系统原理目前，汽车发展趋向于智能化㊁电动化方向，汽车底盘控制技术作为汽车发展需考虑的重要组成部分，其主要是根据驾驶员的相关操作来完成汽车加速㊁减速及调转方向等工作，对汽车整体稳定性影响较大㊂驾驶员通过操纵汽车中的转向盘㊁油门和制动踏板等元件来控制汽车，而这些操纵的执行量主要依靠前轮的转向角以及车轮的驱动力矩或制动力矩，以及轮胎的纵向力和侧向力㊂汽车底盘控制设计的基本原理是在给定路面附着系数和车轮法向力的前提下，对车轮滑动率和车轮侧偏角进行适当的调整和控制，从而达到间接调控轮胎的纵向力和侧向力的目的，最大限度地利用轮胎和路面之间的附着力，达到提高汽车的主动安全性㊁机动性和舒适性的目的㊂二㊁汽车底盘控制关键技术（一）并行式控制并行式控制如图１所示，首先传感器接收外部环境情况，然后将接收到的信号传递给各子控制系统的控制器，各控制器对子系统的执行机构发射信号，之后执行机构向汽车传输执行相关操作的命令，最后汽车做出反应㊂从图１可以看出，各子系统的相关工作由各自对应的控制器控制，子系统之间相互独立，各自负责不同的工作，因此协同性较低㊂另外，不同子系统所对应的生产厂家有所差异，这些厂家不同的系统开发模式也决定了子系统的相容性受到限制，使得汽车难以达到最佳的动力学性能㊂图１ 并行式控制结构（二）集合式控制传统并行式控制系统结构难以满足汽车发展需求，因此集合式控制技术应运而生，其包括系统的控制构架㊁软件构架以及电子构架３个组成部分㊂集合式控制结构能够使各子系统协调工作，但也意味着该系统内部比较复杂，各子系统之间需要配合完成工作，可见集合式控制系统是软件和硬件㊁信息和指令㊁控制和功能算法的集合体㊂集合式控制结构包含全局控制器和子系统控制器两种类型的控制器，两者发挥的作用存在一定差异㊂全局控制器也称为主控制器，是最高级的处理器，主要有两大功能㊂（１）全局控制器可向下一级控制器发送相关控制命令，检测汽车的运行状态㊂集合式控制结构的开发模式与并行式结构不同，集合式控制在开发时是从整体角度出发，自上而下循序渐进式开发，所以相对于并行式控制结构，集合式控制系统的集成度较高㊂（２）集合式控制结构采用的是集成控制系统，相对于并行式结构其容错能力较强㊂三㊁集合式控制结构的分层集合式控制结构实际上是一种分层结构，将汽车底盘的控制系统分为上层协调系统与下层控制系统㊂上层协调系统负责接收驾驶员的相关信息，并向下层控制系统下达命令，根据其反馈的相关决策进行修正；下层控制系统所涉及的子系统较多，主要包含悬架㊁转向及制动等，根据上层传输的信息利用这些子系统执行任务，通过不同层次之间的共同作用，使得汽车达到最优的性能指标㊂一般来说，分层结构主要分为硬件层㊁信息层㊁目标层㊁协调层㊁功能层和执行层６层结构㊂其工作的流程为：首先，信息层利用传感器来采集汽车运行信息，将采集到的信息传递给目标层；其次，目标层根据驾驶员发出的控制命令来确定相应目标，与协调层协同工作，给不同的子系统分配其相应的工作任务；最后，功能层接受任务命令并发挥功能完成目标控制㊂四㊁汽车底盘控制技术的发展趋势（一）第二代ＥＳＰ系统车轮制动力及主动转向系统控制对于汽车底盘稳定性至关重要，两者都对汽车底盘控制效果有一定影响㊂第二代ＥＳＰ系统是将上述几种控制系统的优势结合的新一代控制系统，其基础运行系统已实现完全智能化，可利用网络控制子系统，并将子系统做出的决策反馈给高层次的控制系统，之后高层次控制系统将任务指令传输给下层控制系统，以达到精准的控制效果㊂（二）ＧＣＣ全方位底盘控制系统在汽车底盘控制系统中，ＧＣＣ全方位底盘控制系统的层次较高，其主要是在网络基础上，利用控制器接收信号了解汽车的运行状况㊂ＧＣＣ控制系统利用网络与汽车底盘控制系统连接，然后发出控制信号及最高层次的控制指令，接着执行系统根据驾驶员的操作给各控制器发布的执行命令，对汽车底盘控制系统的运行情况进行实时检测，最终由监测的信息来判断汽车当前的行驶状态㊂五㊁结语随着科学技术水平的不断提升，汽车底盘控制系统将继续趋于智能化和网络化发展，更快速地传递驾驶员的操作指令，充分发挥底盘控制系统的作用，确保汽车行驶安全性㊂参考文献：［１］李玉柱．汽车底盘集成及其控制技术研究［Ｊ］．农家参谋，２０１９（１１）：１８５＋２０８．［２］孔博，王丽琴．汽车底盘集成及其控制技术研究［Ｊ］．山东工业技术，２０１９（８）：５７．［３］吴明华．底盘控制技术研究现状及发展前景［Ｊ］．黑河学院学报，２０１９，１０（１）：２１０－２１１．［４］鲁秀伟，古红晓，陶松．基于汽车底盘集成控制与最新技术研究［Ｊ］．时代汽车，２０１８（１２）：１４７－１４８．作者简介：李朋飞，范文轩，长城汽车股份有限公司㊂４５１。
底盘集成控制系统探讨
目前 汽 车 底 盘 的 电 子 控 制 系 统 一 般 都 较 高 车 速 ， 高 速 行驶 时 候 只 进 行 横 摆 力 在 按 照 下 述 功 能 进 行 开 发 ， 体 包 括 悬 挂 、 矩 控 制 ， 果 驾 驶 员进 行 制 动 ， 进 入 Ａ ｓ 具 如 则 Ｂ 各个 状 态 标 志 都 是 唯 一 的 ， 旦 决 策 一 转 向 、 动 和 牵 引 等 。 车 辆 的 每 种 运 动 控 制 。 制 但 都 是 通 过 轮 胎 与 路 面 间 的 接 触 力 而 发 生 出其 中一 个标 志为 ｌ 则 其 他标 志 设 置 为０。 ， 紧 密 联 系 。 控 制 系 统 间 的 在 一 定 的 车 辆 Ｔ ｓ ３ 各 ａ ｋ ～Ｔ ｓ ６ ａ ｋ 是根 据 Ｔ ｓ ２ ａ ｋ 的决 策 标 志对 行驶 工况下存在潜 在的相 互干涉和 影响 。 各个车轮的单 独控制 。 为 了 避 免 单 独 控 制 的 相 互 干 扰 ， 改 善 各 ２． 底盘 控 制系 统之 间相 互 影响 以 ２ 个 车 辆 的 动 力 学 性 能 ， 必要 对 各 个 控 制 有 由于 汽 车 是 一 个 有 机 的 系 统 ， 个 方 各 系统 进 行 协 调 ， 此 可 以 说 综 合 控 制 就 是 向 的 运动 并 非 独立 ， 是 相 互 联 系 ， 互影 因 而 相
响 ， 有 以 下 特 征 ［： １ 各个 控 制 系统 的控 具 ２ （） １ 制 目标 不一 致 。 主 动 悬 架 的 主 要 控 制 目 如 标 是 舒 适 性 ， 轮 转 向 的 主 要 控 制 目标 是 四 １ 联合控制研究 将 ＡＢＳ控 制 器 与 主 动 悬 架 同 时 应 用 到 操 纵 稳 定 性 ， 两 者 集 成 时 会 由 于 控 制 目 将 基 于 多 体 动 力 学 的 整 车 模 型 ， 时 应 用 两 标 不 一 致 而 冲 突 ；２ 各 个 控 制 系 的 整 车 模 型 ， 行 控 制 器 的 控 制 存 在 干 涉 。 制 动 器 同 时 受 到 驾 进 如 也是本文 建立此模 型的一个 重要出发 点。 驶 员、 抱 死 系统（ 防 ＡＢＳ） 电 子 稳 定 程 序 、 通 过 模 拟 的 结 果 来 看 ， 在 ＡＢＳ 独 控 制 （ Ｓ ） 的控 制 ， 的优 先 级更 高 ；３ 一 个 现 单 Ｅ Ｐ等 谁 （） 时 制 动 效 果 略 好 ， 要 表 现 为 制 动 距 离 较 控 制 目标 可 以 由 多 个 控 制 系 统 来 完 成 ， 主 如 短 ， 向位 移 较 小 ； 当 ＡＢ 与 主 动 悬 架 联 转 向时 的操 纵 稳 定 性 可 以 由主 动 前 轮 转 向 横 而 Ｓ 合 控 制时 则 出现 了 ， 动 距 离 增 加 ， 向位 （ Ｓ 、 动 后 轮 转 向（ 制 横 ＡＦ ）主 Ｒｗｓ ￥ Ｅ ｐ 来 实 ）￣ ｓ 等 移 变 大 的 效 果 。 对 车 辆 的 制 动 是 非 常 不 现 。 外 还 存 在 基 于 反 馈 的 控 制 存 在 时 问 这 此 利的 ， 因此 有 必 要 协 调 或 对 两 个 控 制 进 行 和 相 位 的 滞 后 ， 统 的 冗 余 度 较大 ， 其 是 系 尤 集成控制 。 ＡＢＳ 主 动 悬 架 联 合 控 制 的 策 传 感 器 冗 余 等 问 题 。 与 略是 ： 车 辆 制 动 时 ， 动悬 架 控 制 系统 不 ２ 当 主 ３ 底盘 集成 控 制的结 构 再 以 乘 坐 舒适 性 为 主要 控 制 目标 ， 是 作 而 在 底 盘 集 成 控 制 中 通 常 采 用 两 种 结 为 调 节 轮 胎 法 向 反 力 变 化 的 工 具 ， 合 控 构 ， 种 是 集 中 控 制 ， 一 种 是 协 调 控 制 。 联 一 另 制 系统 发 出控 制 指 令 使 轮 胎 法 向反 力在 车 集 中 控 制 用 一 个 控 制 单 元 汇 总 所 有 的 信 轮 滑 移 率 达 到 最 优 时 也 达 到 最 大 值 ， 获 息 ， 括 传 感 器信 息 和 状 态 估 计 信 息 ， 过 以 包 通 得最大地面制动 力 。 多 目标 的 全 局 优 化 算 法 统 一 控 制 所 有 的 执
汽车底盘集成及其控制技术研究
汽车底盘集成及其控制技术研究汽车底盘是整车的重要组成部分，也是汽车性能的关键所在。
对于车辆的稳定性、操控性以及安全性都有着重要的影响。
底盘集成及其控制技术研究，是针对汽车底盘系统特点开展的一项综合研究，旨在提高整车的性能表现，优化车辆的驾驶稳定性和舒适性，以及提高行车安全性。
本文将对汽车底盘集成及其控制技术进行深入探讨。
一、底盘集成的概念及特点底盘是汽车的一个重要部件，它直接关系到车辆的行驶性能和安全性。
底盘的集成是指将涉及到底盘的各个部件和系统进行整合和优化，以实现整车性能的提升和行驶安全性的提高。
底盘集成主要包括悬架系统、转向系统、制动系统、传动系统等，通过整合这些关键系统和部件，使得整车的性能得到提升。
底盘集成的特点主要包括以下几个方面：1. 综合性：底盘集成是整车技术的综合体现，它涉及到汽车的多个关键系统和部件，要求在整车层面统一考虑和优化。
2. 多元化：底盘集成需要考虑到不同车型、不同品牌、不同用途的车辆，以及不同驾驶环境和路况，需要具备多元化设计和适应能力。
3. 系统化：底盘集成是一个系统工程，需要将各个部件和系统有机地整合在一起，形成一个协调、互补的整体。
4. 高度集成化：随着汽车技术的不断发展，底盘集成要求从以往的简单集成发展到高度集成化，将各个部件和系统无缝衔接。
二、底盘控制技术的研究现状及发展趋势底盘控制技术是底盘集成的重要组成部分，它主要包括悬架控制、转向控制、制动控制、传动控制等。
随着汽车技术的发展，底盘控制技术也在不断完善和创新，以适应现代汽车的要求。
1. 悬架控制技术：悬架系统是汽车底盘的重要部件，对汽车的悬挂性能和行驶稳定性有着重要影响。
悬架控制技术主要包括主动悬架、半主动悬架、空气悬架等，通过电子控制单元对悬架系统进行精确控制，可以实现对车身姿态、悬架刚度、减震效果等参数的实时调节，提高车辆的悬挂性能和操控性。
2. 转向控制技术：转向系统是汽车底盘的重要组成部分，直接关系到车辆的操控性和稳定性。
汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
具体的纠偏工作是这样实现的:ESP通 过TCS装置牵制发动机的动力输出，同时 指挥ABS对各个车轮进行有目的的刹车， 产生一个反横摆力矩，将车辆带回到所希 望的轨迹曲线上来。比如转向不足时，刹 车力会作用在曲线内侧的后轮上；而在严 重转向过度时会出现甩尾，这种倾向可以 通过对曲线外侧的前轮进行刹车得到纠正。
ESP提高了所有驾驶工况下的主动安全性。尤其是在 转弯工况下，即是在横向力起作用的情况下，ESP能维持 车辆稳定和保持车辆在车道上正确行驶。ABS和TCS只在 纵向起作用。ESP结合了侧滑率传感器，并集成横向加速 度传感器及转向角度传感器。此外，ESP应用了ABS/TCS 的所有部件，并基于功能更强大的新一代电子控制单元。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
(1)避让始料不及的障碍物 在悠长平整的路面上交替进行着超车和变道。突然出现 一个障碍物。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
(2)路程的错误估计 行驶于蜿蜒曲折的山路。下一弯道始料不及地出现。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
(3)始料不及的新状况 冰雪路面、弯道上的湿树叶或者鹅卵石路旁的 铁轨。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
3．3转向角度传感器
它监测转向盘旋转 的角度，帮助确定 汽车行驶方向是否 正确。结合来自轮速
传感器和转向角度传 感器的输入信息， ECU计算出车辆的目 标动作。转向角度传 感器的工作范围（量 程）为720°。在方向 盘满舵转动范围内， 其误差在5°之内。
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
•汽车底盘-电子稳定程序控制-ESP
4.2体积小、重量轻、低成本液压 制动作动系统的结构设计
汽车电子与控制技术-5底盘电控系统(eps)
在实际EPS系统上应用设计的控制算法，并进行实验验证。通过实验数据的分析和处理，可以进一步 评估控制算法的实际效果和性能表现。同时，实验结果也可以为算法的改进和优化提供有价值的参考 信息。
05 EPS系统性能评价与优化 方向
性能评价指标体系建立
操控稳定性
EPS系统应能够提供稳定的操控 性能，包括转向灵敏度、回正 性能和路感传递等。
排除故障实践案例分享
01
02
03
案例一
一辆汽车出现转向沉重故 障，经过检查发现EPS电 机损坏，更换电机后故障 排除。
案例二
一辆汽车出现转向异响故 障，经过检查发现转向机 构磨损严重，更换转向机 构后故障排除。
案例三
一辆汽车出现转向失灵故 障，经过检查发现EPS控 制模块内部故障，更换控 制模块后故障排除。
07 总结与展望
本次项目成果回顾
实现了底盘电控系统的基本功能
01
在本次项目中，我们成功实现了底盘电控系统（EPS）的基本功
能，包括转向助力控制、稳定性控制、节能控制等。
优化了系统性能
02
通过对EPS系统的优化，提高了系统的响应速度、控制精度和稳
定性，进一步提升了车辆的操控性和安全性。
完成了实验验证
转向异响故障
可能原因有转向机构磨 损、电机轴承磨损、控 制模块内部故障等，导 致转向时产生异常噪音。
转向失灵故障
EPS系统完全失效，方 向盘变得非常沉重且无 法转动，可能原因包括 电机损坏、控制模块故 障、电源故障等。
故障诊断流程和方法介绍
故障诊断流程
首先进行初步检查，包括检查EPS系统电源、保险丝、连接器等是否正常；然后进行系 统自诊断，利用专用诊断仪读取故障代码和数据流；最后根据故障代码和数据流进行故
汽车底盘集成及其控制技术研究
汽车底盘集成及其控制技术研究汽车底盘是汽车的重要组成部分，它直接影响着汽车的性能、安全性和舒适性。
随着汽车行业的不断发展和技术的不断进步，底盘集成及其控制技术也日益成为汽车研究领域的热点之一。
底盘集成技术是指将底盘系统中的各个组成部分进行整合和优化，以提高汽车整体性能和安全性。
而底盘控制技术则是指控制底盘系统的各个部分，以实现汽车在不同路况下的稳定性和操控性。
本文将针对汽车底盘集成及其控制技术进行深入探讨，从而为汽车行业的发展和技术进步提供有力支持。
一、底盘集成技术底盘系统是汽车的支撑结构，它是汽车悬挂、制动和转向等部件的总称。
底盘集成技术旨在将这些部件进行整合和优化，以实现汽车整体性能的提升。
在传统汽车底盘系统中，各个部件往往是独立设计和制造的，造成了部件之间的功能重叠和性能不协调。
而底盘集成技术则是通过整合和优化，使各个部件之间相互协调，从而提高汽车的整体性能和安全性。
1.1 悬挂系统汽车悬挂系统是底盘系统中的重要部分，它直接影响着汽车的操控性和舒适性。
在底盘集成技术中，悬挂系统的优化是至关重要的。
传统汽车悬挂系统往往采用独立悬挂结构，这种结构虽然可以实现各个车轮的独立运动，但在车辆行驶过程中易造成车身的摇晃和侧倾。
而在底盘集成技术中，可以采用横臂式悬挂或多连杆悬挂结构，通过整合和优化悬挂系统，使车辆在行驶过程中更加稳定和平顺。
底盘集成技术通过整合和优化底盘系统的各个部件，使汽车在性能、安全性和舒适性等方面得到提升。
底盘集成技术的不断进步将为汽车行业的发展和技术进步带来新的机遇和挑战。
汽车底盘控制技术是指控制底盘系统的各个部分，以实现汽车在不同路况下的稳定性和操控性。
随着汽车的不断发展和技术的不断进步，底盘控制技术也在不断创新和完善，为汽车的驾驶安全和行驶稳定提供了强大的支持。
2.1 电子稳定控制系统电子稳定控制系统（ESC）是一种应用在汽车底盘系统中的主动安全技术，它通过对车辆的制动系统和引擎动力进行控制，以保持车辆在紧急情况下的稳定性。
基于汽车底盘集成控制与最新技术的研究
传感器。由于分离式 Ｒ 执行机构 的元件多， ＷＳ 两 后轮的控制和协调 比较复杂， 现在研发更多的是整 体式 Ｒ 执行机构。整体式 Ｒ 执行机构又分 ＷＳ ＷＳ
液压 式和机 电式两 种 。 ５ 机 电式 Ｒ 执 行机 图 是 ＷＳ 构， 由电动 机 、 螺母 螺 杆驱 动 机构 和 安 全锁 止机 构
发 ，用 协调控 制 的方式 来 实现集 成底 盘控 制 系统
是一 个 比较可 行 的方法 。协 调控 制是介 于 集成 控
制 与各 子系统 独立 控制 之 间 的一 种控 制结 构 。这
种结 构 最大 的优 势是尽 可 能充分 利用 原有 的控制 模块 ，在各个 控 制子模 块 的基 础上 添加一 个 协调
当Ｒ ＷＳ出现 故 障时， 机 自动锁 止， 后轮 的转 电动 两 向角不 再发 生变化 ， 到故 障排 除 。 直
总线 技术 ， 以与 防抱死 制动 系统 （Ｂ 牵 引力 控 可 Ａ Ｓ、
制系统 ｃ ）电子稳定性控制程（Ｓ ）主动防撞 ｓ、 Ｅ Ｐ、 系统（Ｃ ） Ａ Ｃ等汽车主动安全系统更加方便地协 同
工作， 通过优化微处理器 中的控制算 法， 以精确 可 地调 整 制 动系统 的工作 过 程 ，提 高车 辆 的制 动 效 果 ， 汽车 的制动 安全性 能 。 Ｂ 以 电能作 为能 加强 ＢＷ
量来 源， 过 电机或 电磁 铁驱 动制动 器 。 通 因此 ，Ｂ Ｂ Ｗ 的结 构 简 洁， 趋 向于模 块 化 ， 装 和维 修 更 简 单 更 安
驶员意图 ， 根据一定的控制规律控制执行器 ， 以达 到 优化 整车性 能 的 目的。
大 陆 公 司在 Ｅ Ｐ的基 础 上 增 加 主 动 转 向系 Ｓ 统， 开发 了 Ｅ ＰＩ， 中集 成 了 ＡＢ 、Ｃ 、ＹＣ和 Ｓ Ｉ其 ＳＴ Ｓ Ｄ Ａ Ｓ等控 制 系统 。最 基础 的控 制 能力 如制 动 防抱 Ｆ 死 、驱 动 防滑及转 向功 能依然 由底 层 的 ＡＢ 、Ｃ ＳＴ Ｓ 和 Ａ Ｓ独 立 完 成 。汽 车 的转 向稳 定 性 功 能 则 由 Ｆ Ｅ ＰＩ 控 制 层 统 一 管 理 ，Ｓ Ｉ 过 网 络 获 得 Ｓ Ｉ Ｅ ＰＩ 通 Ａ ＳＡ ＳＴ Ｓ和 Ｅ Ｐ的所有 信息 ， 通过 网络 向 Ｆ 、 Ｂ 、Ｃ Ｓ 并
汽车底盘集成控制综述
Ｃ ｌｇ ｕｏ ｂｅ ｒ ｎｉ Ｕ ｉｎｉ Ｓ ａｇ ａ ２ １０ ｏｌ ｅｆＡ ｔ ｅ ｏ ｍｏｉ ， ｏｇｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ８ ｌ ｖ ｙ， ４
［ ｓ ａｔ Ｔ ｅｇａ，ｓ ｔｓｑｏ ｎ ｏｂｓ ｔ ｃｕｅ ｆｉｔ ｒｔ ｈｓｉｃｎｒｌ ｒ ｒｓｎｅ ．Ｔｅ Ａｂｔ ｃ］ ｈ ｏｌ ｔｕ ｕ ，ａｄｔ ａｉ ｓｕｔｒｓｏ ｅ ａ ｄｃａｓ ｏｔ ｅｐｅｅｔ ｈ ｒ ａ ｗ ｃ ｒ ｎｇ ｅ ｓ ｏａ ｄ
若安装形式为“ 高选择 ” 则在分离附着 系数路面上 ， 会产生横摆力矩 ， 导致 车辆失稳 ； 若安装形式为“ 低
选 择 ” 又没 有充 分 利 用 路 面 附着 系数 ， ， 导致 制 动距
丰 田的 Ｆ Ｖ． 研 究 实 验 车 上装 备 有 主 动 悬 架 Ａ 、 Ｘ Ｉ Ｉ Ｓ 四轮驱 动 ４ ＷＤ、 四轮 转 向 ４ 、 Ｂ ＷＳ Ａ Ｓ和牵 引 力 控 制 系统 Ｔ Ｓ 控 制器 按 照驾 驶 员意 图 ， 据 一定 的控 制 Ｃ， 根 规 律控 制 执行 器 ， 以达到优 化 整 车性 能 的 目的 。 Ｃ ｎｎｎａ公 司在 Ｅ Ｐ的基 础 上 增 加 主 动转 向 ｏｔｅｔｌ ｉ Ｓ
［ 摘要 ］ 介绍 汽车底盘集成控制的控制 目标 、 现状 、 两种基本结 构 以及 相关的控 制方法 ， 比较 了这两种 结构 的 优缺 点 ， 出协调 控制更适 合汽车工业的发展 ， 指 提出实现底盘集成 控制需要解决 的 ３个关键技术 。
关键词： 盘 ｉ 底 集成 控 制 ； 制结构 控 Ａ ｖｅ ｏ ｎｅ ｒ ｔ ｄ Ｃｈ ｓｉ ｎ ｒ ｌ Ｒｅ ｉｗ ｎ Ｉ ｔｇ ａｅ ａ ｓｓＣｏ ｔｏ
论电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势与展望
2. 正文
2.1 电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势
随着电动汽车产业的快速发展，电动汽车底盘一体化控制技术将更加注重提升车辆的整体性能和驾驶体验。传统燃油汽车底盘控制技术在电动汽车中的应用已经不再适用，新一代电动汽车底盘控制技术将更加智能化、高效化和安全化。
一、汽车制造业：电动汽车底盘一体化控制技术在汽车制造业中发挥着重要作用，可以提高汽车的驾驶性能、稳定性和安全性，同时也能够降低汽车的能耗和排放。这对于汽车制造企业来说是一种重要的竞争优势，可以更好地满足消费者对于高性能、节能环保汽车的需求。
二、智能交通领域：电动汽车底盘一体化控制技术可以结合智能交通系统，实现车辆与道路的智能互联，提高车辆的行驶效率和安全性。通过实时监控交通状况、智能导航和自主驾驶技术的结合，可以实现交通拥堵的缓解、交通事故的减少和道路资源的合理利用。
综合以上趋势来看，未来电动汽车底盘一体化控制技术的发展将朝着更智能、环保、高效和安全的方向不断演进，为电动汽车产业注入新的活力和动力。随着各方面技术的不断创新和进步，相信电动汽车底盘一体化控制技术的发展前景一定会更加广阔。
2.2 电动汽车底盘一体化控制技术的技术路线
电动汽车底盘一体化控制技术的技术路线是指在电动汽车底盘系统中实现全面集成控制的技术路径和方法。随着电动汽车的发展，底盘一体化控制技术已成为提升整车性能和驾驶安全的关键技术之一。
4. 成本与供应链管理：电动汽车底盘一体化控制技术的研发和生产需要大量的资金投入，而且涉及到成本、供应链等多个方面。如何在保证技术领先的控制成本，并建立稳定的供应链体系，是企业在开发和推广电动汽车底盘一体化控制技术过程中需要面对的重要挑战。
电动化底盘主动悬架系统高度与阻尼集成控制
电动化底盘主动悬架系统高度与阻尼集成控制赵景波;倪彰;贝绍轶;冯俊萍【摘要】为解决电动化底盘主动悬架系统车身高度或可调阻尼的单独控制问题,改善车辆的整车减振性能,提出了一种车身高度与可调阻尼集成控制的主动悬架集成控制系统,以空气包取代传统的螺旋弹簧,以阻尼分级可调的减振器取代传统减振器,车身高度控制在正常车高模式、车身升高模式和车身降低模式之间切换,可调阻尼控制在软压缩软回弹模式、硬压缩软回弹模式、软压缩硬回弹模式和硬压缩硬回弹模式之间切换。
进行了不同模式下车速为60 km/h工况下的蛇行试验实车道路测试,并分析了主动悬架集成控制系统对整车动态特性的影响。
结果表明,不同模式下的方向盘转角分别为74.5150、69.6032、66.3158和65.8907 deg,方向盘转矩分别为4.5238、4.4400、4.5944和4.4709 N · m,车身侧倾角分别为3.2103、3.0899、2.9877和3.1958 deg,车身横摆角速度分别为16.7901、15.9259、15.1080和15.1499 deg/s,侧向加速度分别为0.5700、0.5488、0.5309和0.5418 g；车身高度与可调阻尼集成控制系统实现了主动悬架系统与整车的良好匹配,提升了车辆的综合性能；验证了主动悬架系统集成控制策略及其结构设计的可行性。
对车辆底盘集成控制系统的设计及控制策略的研究具有重要的理论研究价值和工程应用前景。
%In order to solve the individual control problem of body height or adjustable damping for electric chassis active suspension and to improve the full vehicle performance, a kind of integrated control system with body height and adjustable damping was proposed. The traditional spiral spring was replaced by air bag, and traditional shock absorber was replaced by the adjustable damper. The body height was controlled in the switching modes of the normal height mode, the bodyraise mode and the body reduction mode. The adjustable damper was controlled in the soft compression and soft rebound mode, the hard compression and soft rebound mode, the soft compression and hard rebound mode and the hard compression and hard rebound mode. Full vehicle snaking test with 60 km/h was conducted under different modes and the impact of active suspension integrated control system on the vehicle dynamic characteristics was analyzed. The results show that the test results of steering wheel angle under different modes were 74. 515 0、69. 603 2、66. 315 8 and 65. 890 7 deg respectively, the steering wheel torque under different modes were 4. 523 8、4. 440 0、4. 594 4 a nd 4. 470 9 N·m re-spectively, the body roll angle under different modes were 3. 210 3、3. 089 9、2. 987 7 and 3. 195 8 deg respectively, the yaw rate under different modes were 16. 790 1、15. 925 9、15. 108 0 and 15. 149 9 deg/s respectively, the lateral acceleration under different modes were 0. 570 0、0. 548 8、0. 530 9 and 0. 541 8 g respectively. The integrated control system of body height and adjustable damping achieve good matching between the active suspension system and vehicle, and the vehicle comprehensive performance is improved. The feasibility of the integrated control strategy and struc-ture design of active suspension system is verified. It has an important value for theoretical research and engineering application of vehicle integrated control system and its control strategy.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】10页(P347-356)【关键词】主动悬架;空气弹簧;阻尼可调减振器;车身高度;集成控制【作者】赵景波;倪彰;贝绍轶;冯俊萍【作者单位】汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春 130025; 江苏理工学院汽车与交通工程学院，江苏常州 213001;江苏理工学院汽车与交通工程学院，江苏常州 213001; 人工智能四川省重点实验室，四川自贡 643000;汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春 130025; 江苏理工学院汽车与交通工程学院，江苏常州 213001;江苏理工学院汽车与交通工程学院，江苏常州 213001; 人工智能四川省重点实验室，四川自贡 643000【正文语种】中文【中图分类】U463.40 引言主动悬架系统是电动化底盘集成控制系统的关键部件之一，影响汽车行驶的操纵稳定性、平顺性和轮胎接地性能。
汽车底盘集成及其控制技术研究
汽车底盘集成及其控制技术研究
汽车底盘集成及其控制技术是指将汽车的底盘系统进行整合，并通过先进的控制技术
来实现更高效、更安全、更智能的行驶。
在过去，汽车底盘系统通常是由传动系统、悬挂
系统和制动系统等独立组成的，而现在的汽车底盘集成技术通过整合这些系统，可以更好
地协调各个系统之间的工作，以实现更优化的性能和更好的用户体验。
汽车底盘集成技术的核心是通过先进的控制技术来实现不同系统之间的协调工作。
通
过电子控制单元（ECU）来监测并控制传动系统、悬挂系统和制动系统等，以实现更精准的控制和响应，提升汽车的性能和安全性。
在传动系统方面，底盘集成技术可以实现更智能
的换挡控制，提升动力传递效率和乘坐舒适度。
在悬挂系统方面，底盘集成技术可以通过
自适应悬挂控制，根据路况和驾驶状况调整悬挂刚度和阻尼，提升悬挂性能和稳定性。
在
制动系统方面，底盘集成技术可以实现更精准的制动力控制和分配，提升制动性能和安全性。
汽车底盘集成技术还可以根据不同的驾驶模式和驾驶需求来实现智能化的控制。
在普
通行驶模式下，底盘集成技术可以通过优化悬挂控制和制动控制，提供更舒适的乘坐体验；在运动模式下，底盘集成技术可以调整悬挂刚度和制动力分配，提供更激动人心的驾驶体验；在低摩擦路面行驶模式下，底盘集成技术可以通过调整动力分配和制动力分配，提供
更好的抓地力和安全性。
汽车底盘集成及其控制技术研究
汽车底盘集成及其控制技术研究摘要：汽车底盘集成及其控制技术是现代汽车技术领域的重要研究方向。
本文回顾了汽车底盘集成及其控制技术的发展历程，并分析了目前存在的问题和挑战。
本文提出了解决这些问题和挑战的几种方法和技术。
关键词：汽车底盘集成；控制技术；问题和挑战；解决方法1. 引言汽车底盘集成及其控制技术是现代汽车技术领域的一个重要研究方向。
底盘是汽车的一个重要部分，它承载着汽车的重量，并提供悬挂、转向和制动功能。
底盘集成是指将底盘的各个部件进行整合，以提高汽车的性能和安全性。
底盘控制技术是指控制底盘各个部件的运动和行为，以实现更好的操控性和稳定性。
2. 汽车底盘集成的发展历程汽车底盘集成的发展历程可以分为三个阶段。
第一个阶段是传统底盘集成，主要是将底盘的各个部件进行整合，以提高汽车的性能和安全性。
第二个阶段是电子底盘集成，主要是在传统底盘的基础上增加了电子控制单元和传感器，以实现对底盘各个部件的智能控制。
第三个阶段是智能底盘集成，主要是将底盘的各个部件进行互联，以实现更精准和自适应的控制。
3. 目前存在的问题和挑战目前，汽车底盘集成及其控制技术面临着一些问题和挑战。
底盘集成需要考虑到各个部件之间的连贯性和兼容性，以确保整个底盘系统的稳定性和安全性。
底盘控制技术需要能够实时监测底盘各个部件的运动和行为，并做出相应的控制决策。
底盘集成和控制技术需要适应不同道路和驾驶条件下的变化，以提供更好的操控性和稳定性。
4. 解决方法和技术为了解决上述问题和挑战，可以采取以下几种方法和技术。
可以使用模型预测控制（MPC）算法来实现对底盘各个部件的精准控制。
该算法通过建立底盘的数学模型，并预测未来的底盘运动和行为，以实现更好的控制效果。
可以使用智能传感器和通信技术来实现对底盘各个部件的实时监测和控制。
这样可以及时发现底盘部件的故障或不良行为，并进行相应的修复和调整。
可以使用自适应控制算法来实现对底盘集成和控制技术的适应性。
新能源汽车动力系统集成技术探讨
新能源汽车动力系统集成技术探讨在当今社会，随着环保意识的不断提高和能源危机的日益严峻，新能源汽车作为一种可持续发展的交通工具，正逐渐成为汽车行业的主流趋势。
新能源汽车的核心在于其动力系统，而动力系统集成技术则是决定新能源汽车性能、可靠性和成本的关键因素。
新能源汽车的动力系统主要由电池、电机、电控等核心部件组成。
与传统燃油汽车的动力系统相比，新能源汽车动力系统具有更高的效率、更低的排放和更灵活的控制方式。
然而，要实现这些优势，需要对各个部件进行有效的集成和优化。
电池是新能源汽车动力系统的重要组成部分，其性能直接影响着车辆的续航里程和充电时间。
目前，主流的电池技术包括锂离子电池、镍氢电池和固态电池等。
锂离子电池由于其高能量密度、长寿命和相对较低的成本，成为了新能源汽车中应用最广泛的电池类型。
在动力系统集成中，电池的管理系统（BMS）至关重要。
BMS 负责监测电池的电压、电流、温度等参数，确保电池在安全范围内工作，并实现电池的均衡充电和放电，以延长电池的使用寿命。
电机是将电能转化为机械能的关键部件，其性能决定了车辆的动力输出和行驶性能。
新能源汽车中常用的电机类型有永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机等。
永磁同步电机具有高效率、高功率密度和良好的调速性能，是目前新能源汽车中应用最多的电机类型。
在动力系统集成中，电机的控制策略对于提高电机的效率和性能至关重要。
通过精确的控制算法，可以实现电机的高效运行和能量回收，提高车辆的续航里程。
电控系统则是新能源汽车动力系统的大脑，负责协调电池和电机的工作，实现车辆的各种行驶模式和功能。
电控系统包括整车控制器（VCU）、电机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS）等。
整车控制器根据驾驶员的操作指令和车辆的运行状态，制定合理的控制策略，协调电机和电池的工作，实现车辆的加速、减速、巡航等功能。
电机控制器负责控制电机的转速和转矩，实现电机的高效运行。
电池管理系统则负责监测和管理电池的状态，确保电池的安全和性能。
集成底盘控制系统的控制构架研究
由于现代汽 车工业受 到时 间和经济 条件 的限 制 各电控子系统的研发是 由不 同公司或同一公司
的不同部门完成 ， 故而并行式控制构架是 目前普遍 采用的控制构架 。并行式控制构架的缺点如下。 纯将它们加起来 能获得更好 的安全性、 舒适性和经 （ ）系统整体性能受到限制 这是 因为一辆车 １ 济性的哲学 。 上 的可控 自由度数 目是有限的 ， 于运动控制而言 对 集成底盘控制系统的体系结构 主要包含 ３ 个方 就是整车的 ６ 刚体 自由度 ， 上发动机 、 个 加 变速器 、 面的内容 ： ］系统 的控制构架、 系统的软件构架和系 车轮等主要子系统的 自由度数最多不会超过 ２ 个 。 ０
统的电子／ 电器构架 。设计一个结构 良好 ， 具有高度 可扩展性的分布式控制构架是实现集成底盘控制 的 所 以随着控制功能 和执行器数量的增多 ， 不可避免 地会出现相互干涉的现象 。 （ ）系统的可升级性和可扩展性较差 随着系 ２ 统 内传感器和执行 器数量 的增多 ， 系统 的复杂度上
Ｇａ ａｊ ． ｈ ｏ ｉｇ＆ Ｚ ａ ｇＬ ｅ ｏＸｉ ｉ ＹｕＺ ｕ ｐｎ ｏｅ ｈ ｎ Ｕ ｎ
ｃ２ ｏ ｏ ｕｏ ｏｉ ， ｆＡ ｔｍ ｂｅ ｌ Ｕ ｉ ｒｔ，Ｓａ ｇ ２ １０ ｎｖ ｓｙ ｈ ｎ ￣ｉ ０ ８ ｅｉ ４
［ ｂｔ ｃ］ Ａ ｓ ， ｙｒ ｏｔｌ ｒ ｉｃ ｒ ｆ ｔ ｒ ｅ ａｓ ｏｔ ｌ ＩＣ ｙ ｅ ｒ ｅｔ ． ｈｓ Ａ ｓ ａｔ ｒ ｘ ａｅ ｃｎ ｏ ａ ｈ ｅｔ ｅ ｏ ｉｅ ａ ｄｃ ｓｓ ｎ ｏ （ ）ｓｓ ｍ ｉ ｐ ｓ ｅ Ｔ ｅ ｉｌ ｒ ｃ ｔ ｕ ｒｎ ｇ ｔ ｈ ｉｃ ｒ Ｃ ｔ ｓ ｅｎｄ ｅ
升； 当系统需要增加新的软硬件 以实现更高级 的功
最关键步骤 。控制构架体现了传感器信息和控制指
分布式全线控电动汽车的底盘集成控制
分布式全线控电动汽车的底盘集成控制陈国迎;郑宏宇【摘要】针对分布式全线控电动汽车四轮独立驱动/独立制动/独立转向的结构特点,提出一种基于分层架构的底盘集成控制策略.该策略包括参考目标设定、集成控制层以及控制分配层3个主要部分.参考目标设定主要实现驾驶员操作信息与车辆控制目标的转换,从车辆水平方向上可以划分成纵向加减速特性和侧向操纵稳定性;集成控制层利用具有反馈校正特征的模型预测控制方法实现对整车控制力和力矩的多目标优化;控制分配层以各车轮轮胎负荷率最低为优化目标,实现对各车轮驱动力矩和车轮转角的分配.从仿真分析和实车低速工况验证的结果来看,所提出的底盘集成控制策略能够使车辆在实际行驶时较好地跟踪参考目标,并通过控制各轮胎负荷率近似相等来提高车辆的稳定性.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(043)011【总页数】9页(P87-95)【关键词】电动汽车;轮毂电机;集成控制;模型预测控制;轮胎负荷率【作者】陈国迎;郑宏宇【作者单位】吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】U461作为一种从轮毂电机电动汽车平台发展而来的新型车辆,分布式全线控电动汽车利用线控技术将转向系统从传统机械转向机构中解放出来,实现了各车轮独立转向、独立驱动和独立制动的底盘架构.这种先进平台汽车不仅具有传统车辆无法比拟的机动性能,同时通过整合全车的传感器信息,利用对底盘子系统集成控制算法的设计,可以充分发挥全控化底盘的性能优势,有效地提升整车的性能[1- 2].目前,国内外科研机构已经对分布式全线控电动汽车展开了积极的研究.底盘集成控制的解决方法包括了考虑多个状态变量进行前馈或反馈设计的集中控制方法[3- 4]和采用模块化分层结构的集成控制策略[5- 7].集中控制方法在设计之初就充分考虑了整车动力学特性,并通过自上而下的设计进行底盘子系统间的集成控制,所以算法的集成度很高.不过该方法设计难度较大,且算法灵活性和可扩展性不足[8- 9].模块化分层结构的集成控制策略将基本控制率和子系统的控制分配算法分离设计,因此在算法的设计难度和可扩展性上相较其他方法有较大的改善[10].文中基于分布式全线控电动汽车试验平台进行分层架构集成控制策略的研究,从全局角度协调驱动系统、转向系统和制动系统,改善车辆跟踪参考目标时的能力.最后,受试验场地限制并考虑到安全性,对该策略进行了低速工况下的实车验证.为验证底盘集成控制策略,搭建了分布式全线控电动汽车试验平台.该平台的整车底盘系统架构抛开了传统的发动机动力传动系统和齿轮齿条转向机构,采用四台带行星减速器的240 W力矩伺服电机驱动车轮绕主销旋转,从而实现各车轮的独立转向；动力系统直接采用4台与轮毂一体的4 kW轮毂电机,通过与其匹配的驱动控制器实现电机的四象限运行；而轮毂电机在制动状态下可以与电磁制动器共同构成电-磁复合制动系统.在该平台架构中,这些底盘子系统均不具备系统功能,只作为执行器接收整车控制指令.整车控制单元采用美国NI公司的PXI机箱,通过两条500 kB/s CAN(控制器局域网)总线与底盘子系统进行通信,实现底盘的集成控制和信息交互功能.图1所示为整车底盘系统架构.该方案的优势在于全电控执行部件具有集成控制所需的快速动态响应能力,同时,基于高速CAN总线的系统架构可以有效地提高系统的柔性和容错能力.图2所示为整车控制系统架构.整车控制系统由整车传感器单元、整车控制单元和底盘执行单元3个部分组成.整车传感器单元主要获取驾驶员的转向、制动等操作信号和车辆状态信息,并通过CAN_1通道反馈至整车控制单元.整车控制单元根据获取的传感器信号辨识出驾驶员意图,并利用优化方法分配各个车轮的转角、驱动力矩和制动力矩.底盘执行单元则只作为终端执行部件实时地响应控制指令,使车辆跟踪期望的控制目标.考虑到制动系统对整车安全性的重要作用,在控制系统架构中,电磁制动器通过CAN_2通道单独与整车控制单元通信.2.1 集成控制策略的控制目标分布式全线控电动汽车的底盘系统基于全线控架构进行搭建,因此可以从纵向特性和侧向特性两方面进行集成控制策略的设计,从而获得一种驾驶员更喜欢的线性操纵特性[11].在对车辆的纵向运动控制中,将车辆的目标加减速特性axd与踏板开度Kap、Kbp 间设计为如式(1)的线性关系:式中,k1和k2分别为加速、减速状态下纵向特性曲线的增益调整系数,c1和c2分别为踏板行程死区的调整系数.通过对目标加减速特性进行积分处理,可以获得集成控制策略的纵向目标车速vxd: vxd=∫0taxd+vx0式中,vx0为车辆的初始车速.集成控制的侧向控制目标利用质心侧偏角βd和横摆角速度rd来描述,这两个指标分别反映车辆的轨迹跟随能力和侧向稳定性.利用线性二自由度车辆模型推导目标横摆角速度rd[12]:式中,vx为车辆纵向车速,δ为前轮转角,m、a和b分别为整车质量、前轴到质心的距离和后轴到质心的距离,Cαr、Cαf分别为二自由度车辆模型的前、后轴等效侧偏刚度.受路面附着系数μ的影响,目标横摆角速度修正为式中,g为重力加速度.在对车辆的侧向运动控制中,希望能够将质心侧偏角控制得越小越好.设定目标质心侧偏角为零,对应的侧向目标车速vyd也为零,即βd=0→ vyd=02.2 集成控制算法框架为了降低底盘集成控制算法的设计难度,采用基本控制率和控制分配分离的分层控制方法.图3所示为控制算法的结构框架.从图3可以看出,整个控制算法主要由参考目标、集成控制层以及控制分配层3个部分组成.其中,参考目标的主要作用是根据驾驶员操作信息Kap、Kbp和δ推导出集成控制策略的纵向和侧向控制目标.集成控制层利用模型预测控制的多目标反馈校正作用,通过在有限域内的局部滚动优化获得整车控制量∑Fx、∑Fy、∑Mz(∑Fx 为轮胎纵向力合力,∑Fy为侧向力合力,∑Mz为横摆力矩).控制分配层以最小轮胎负荷率为优化目标,在约束范围内优化得到车轮的纵向轮胎力Fxij和侧向轮胎力Fyij.根据获得的目标轮胎力,驱/制动力矩部分和轮胎逆模型分别导出最终发送底盘执行器的目标驱/制动力矩Tij和目标车轮转角δij.图3中,r为横摆角速度,vy为侧向车速,R为车轮半径,下标fl、fr、rl、rr分别代表左前轮、右前轮、左后轮和右后轮,ax 和ay分别为整车纵向加速度和侧向加速度.2.3 基于模型预测的集成控制层的设计模型预测控制中,预测模型的作用是对被控系统未来输出的最优轨迹进行预测,以便根据预测结果对未来输入做出调整[13- 14].图4所示为三自由度四轮车辆预测模型,其中a、b分别为前轴和后轴到质心的距离,t为左右侧车轮轮距,αij为左、右侧各车轮的轮胎侧偏角(ij对应于fl、fr、rl、rr).对于集成控制层,预测模型采用包含纵向、侧向和横摆在内的三自由度车辆模型,如式(6)所示.该模型可以反映控制量(轮胎纵向力合力∑Fx、侧向力合力∑Fy和横摆力矩∑Mz)与整车控制目标(纵向车速vx、侧向车速vy和横摆角速度r)间的关系,式中,Iz为整车转动惯量.设定系统的控制输入量为u,,其中,vx0、vy0、r0分别为当前时刻的纵向车速、侧向车速和横摆角速度.状态量x=[vx vy r]T；系统输出量y=[Vx Vy r]T.经过线性化的三自由度车辆模型状态方程如式(7)所示:可以设定其中的系数矩阵分别为A、B、C,,.根据模型预测控制原理,预测模型需要转化成增量形式的离散模型.式(8)为转化后得到的预测模型的状态方程:所构造的新的状态变量xm(k)=[Δx(k) y(k)]T.方程中的系数矩阵Am、Bm、Cm分别为].式中,Ad、Bd、Cd为式(7)经过离散处理后得到的状态方程系数矩阵,0和I分别为零矩阵和单位矩阵.根据预测模型可以获得有限预测时域内系统的预测输出:式中,Np、Nc分别为预测时域长度和控制时域长度,文中设定Np=10,Nc=3.y(ki+Np|ki)表示根据第ki时刻输出量推导出的第Np时刻的预测输出值.为简化表达式形式,定义预测输出序列Y(ki)如下:Y(ki)=[y(ki+1|ki) y(ki+2|ki) …y(ki+Np|ki)]假定在预测时域长度上系统输出响应的目标值不变,设定r(ki),从而可以如式(11)所示定义有限时域范围的性能优化函数J:式中,是调节矩阵,=rwINc×Nc,rw为调节系数.引入调节矩阵的目的是为了将控制量增量Δu的变化率考虑到控制过程中,形成对系统的软约束.在对整车控制量∑Fx、∑Fy、∑Mz的优化计算过程中,需要考虑执行器输出特性和路面附着对纵向力、侧向力及横摆力矩的限制,如式(12)所示:式中:Tmax为电机最大输出力矩；φx、φy、φz分别为纵向力、侧向力及横摆力矩约束的调节系数,取值范围为(0,1)；Fbmax为执行器提供给车轮的最大制动力. 将这些限制转化为对控制量u的约束条件加入到性能优化函数当中.用G+、G-分别代表u的上下边界,这样,对集成控制层的优化最终变为求解带不等式约束的二次规划问题:通过求解式(13)的极值,获得预测控制序列Δu=[Δu(ki) Δu(ki+1) … Δu(ki+Nc-1)],控制时域长度Nc=3.根据模型预测控制原理,在每一次迭代中只实施当前时刻的控制量,即Δu(ki)[15].到下一个采样时刻,控制算法将循环以上的计算过程.2.4 控制分配层设计控制分配层将集成控制层优化得到的整车控制量按照设定的优化目标分解为各底盘执行器的控制指令,其中优化目标可以选取车辆的操纵性、稳定性、最低能耗等性能指标.文中重点考虑车辆稳定性,设定各车轮轮胎负荷率最低为控制目标,即式中,Di(i=1,2,3,4)为权重系数,通过调整该系数可使4个车轮在近似相等的轮胎负荷率附近工作.在控制分配层设计过程中,同样需要考虑执行器输出特性和路面附着条件对优化分配造成的边界约束.(1)路面附着带来的摩擦圆约束如下:代表fl,fr,rl,rr(2)轮胎侧向力变化率约束如下:|ΔFyij|≤ΔFymax式中,ΔFymax为单位步长上侧向力的最大变化量,其值受转向电机转速的限制. (3)驱动电机最大输出力矩约束如下:|Fxij|≤Tmax/R式中,Fxij为每个车轮所能产生的最大驱动力.优化计算得到的轮胎纵向力需要转化为轮毂电机驱动转矩Tij,Tij=FxijR, ij代表fl,fr,rl,rr对轮胎侧向力的控制通过对各车轮转角的间接控制实现,两者间的转换可以通过轮胎逆模型和车轮转角计算来实现.Fig.5 Transform relationship between tire lateral force and wheel angle考虑到算法的实时性,轮胎逆模型采用文献[8]提出的反正切函数拟合轮胎侧偏特性: 式中,Cα为轮胎侧偏刚度,.与常用的MF、Dugoff及HSRI轮胎模型相比,该轮胎逆模型具有较好的实时性,并且考虑了纵向力和垂直载荷对侧偏特性的影响.根据式(20),轮胎侧偏角αij可转换为各车轮的目标控制转角δij:,,,.文中基于Matlab/Simulink环境建立如图6所示的分布式电动汽车模型.该模型不仅包含了传统车辆模型所具有的驾驶员模型、车体动力学模型、轮胎模型等,还加入了轮毂电机模型、转向电机模型以及电磁制动器模型,可以实现四轮转角和驱动/制动力矩的独立输入.文中选择在低附着、角阶跃工况下对底盘集成控制算法进行验证,同时将验证结果与传统控制方式结果进行对比分析.这里设定传统控制方式是车辆前轮转向,左右两侧车轮转角满足阿克曼关系,同时各车轮以等力矩进行驱动.表1为仿真验证用整车模型的主要参数.具体仿真条件如下:路面附着系数0.3,初始车速50 km/h,转向盘阶跃转角2°.对比图7(a)-7(c)上纵向车速、侧向车速和横摆角速度的仿真结果可知,角阶跃输入后,传统控制方式下的车辆会迅速进入失稳状态,而在集成控制下车辆仍能保持稳定状态,并且在纵向和侧向上都能很好地跟踪参考目标.图8(a)和8(b)为集成控制下车轮转角和纵向驱动力的分配情况,图8(c)和8(d)为两种控制方式下轮胎负荷率的对比.从仿真结果来看,集成控制策略通过分配给外侧车轮更大的转角和驱动力,将各车轮轮胎负荷率控制在近似相等的状态.相比之下,传统控制下的左前侧车轮由于垂直载荷转移因素造成轮胎负荷率迅速达到饱和,右前侧车轮随着横摆角速度的上升也很快达到饱和,车辆迅速进入失稳状态,而此时后轴车轮仍有较大的轮胎裕度.基于前面介绍的分布式全线控电动汽车试验平台,文中对所提出的底盘集成控制算法进行了实车验证,试验平台见图9.由于该试验平台是一个多执行器的复杂电控系统,考虑到安全性并受试验场地限制,只进行了低速试验验证.试验工况设定为车辆以10 km/h车速进行转向盘正弦输入. 图10为正弦输入工况下的实车试验结果.从图10(a)、10(b)对比结果来看,低速状态下车辆横摆角速度均能较好地跟踪目标值.纵向车速由于受到控制系统对驱动电机目标电流的限制,在目标车速增益较大区域的跟踪效果会稍差一些,不过在车速保持段能很好地跟踪目标车速.图11为集成控制下4个车轮的驱动电机电流和车轮转角分配情况.正弦输入过程中驱动系统和转向系统会同时参与控制,外侧车轮会分配获得更大的驱动电流以保证横摆角速度对参考目标值的快速跟踪.文中结合分布式全线控电动汽车的结构特征,利用分层架构的集成控制方法进行了底盘集成控制策略的研究.从仿真分析的结果来看,集成策略能够通过对各车轮驱动和转向电机的协调控制,有效提高车辆在低附着极限工况下的稳定性.基于实车试验平台进行了低速工况下的验证,从试验数据来看,纵向车速和横摆角速度这两个车辆状态能够比较好地跟踪参考目标值.文中所提出的底盘集成策略仅考虑了纵向和侧向方向的整车性能,在未来的研究中,拟对其进行扩展,将悬架的主动控制纳入集成控制体系中,尝试研究如何进一步地改善整车性能.【相关文献】[1] Qian Huihuan,Lam Tinlun,Li Weimin,et al.System and design of an omni-directional vehicle [C]∥Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics.Bangkok:IEEE,2009:389- 394.[2] 杨福广.4WID/4WIS电动车辆防滑与稳定性控制研究 [D].济南:山东大学控制科学与工程学院,2010.[3] Edward J,Bedner Jr.A supervisory control to manage brakes and four-wheel-steer systems,SAE paper,2004-01-1059 [R].[S.l.]:SAE International,2004.[4] Li Daofei,Du Shangqian,Yu Fan.Integrated vehicle chassis control based on direct yaw moment,active steering and active stabilizer [J].Vehicle SystemDynamics,2008,46(Suppl):341- 351.[5] Nagai M,Shino M,Gao F.Study on integrated control of active front steer angle anddirect yaw moment [J].JSAE Review,2002,23(3):309- 315.[6] 李道飞,喻凡.基于最优轮胎力分配的车辆动力学集成控制 [J].上海交通大学学报,2008,42(6):887- 891.Li Dao-fei,Yu Fan.Integrated vehicle dynamics controller design based on optimum tire force distribution [J].Journal of Shanghai JiaotongUniversity,2008,42(6):887- 891.[7] Xiao Hansong,Chen Wuwei,Zhou Huihui ,et al.Integrated control of active suspension system and electronic stability programme using hierarchical control strategy:theory and experiment [J].Vehicle System Dynamics,2011,49(1/2):381- 397.[8] 赵树恩.基于多模型智能阶梯控制的车辆底盘集成控制研究 [D].重庆:重庆大学汽车工程学院,2010.[9] 黄晨.基于顶层设计的车辆底盘系统协同控制理论与技术研究 [D].镇江:江苏大学汽车与交通工程学院,2014.[10] Mokhiamar Ossama,Abe Masato.How the four wheels should share forces in an optimum cooperative chassis control [J].Control Engineering Practice,2006,14:295- 304.[11] Ono Eiichi,Hattori Yoshikazu.Vehicle dynamics integrated control for four-wheel-distributed steering and four-wheel-distributed traction/braking systems [J].Vehicle System Dynamics,2006,44(2):139- 151.[12] 陈无畏,祝辉.基于状态识别的整车操纵性和平顺性的协调控制 [J].机械工程学报,2011,47(6):121- 129. 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汽车底盘集成控制动力学模型发展
汽车底盘集成控制动力学模型的发展摘要：当今时代，科技在不断的发展，关于汽车方面的操纵性、舒适性和安全性等问题都开始成为人们的热议话题，一些高科技的系统都相继的应用到了现代的汽车上。
其中，汽车的底盘有很多的子系统的局部性能都可以通过电子控制技术来改善。
汽车底盘的系统正在朝着集成化控制的方向发展，这样就可以减少装车的成本，从而使各个系统之间更好的协调工作，而集成控制最关键的就是建立动力学模型。
所以，笔者将在此简单地谈一谈汽车底盘集成控制动力学模型方面的情况。
关键词：汽车底盘；集成控制；动力学模型引言：现如今，电子控制技术已经在汽车上有了十分广泛的应用，其中，有些控制汽车局部功能的电子控制技术也开始得到研究，甚至，有些研究已经发展的相当成熟。
汽车是一个庞大的机电系统，它的局部性能不能完全体现出它性能的好坏，所以，这就需要尽可能的让汽车在某一个工况下，其各种性能都能够在一定程度上达到最优。
在另一方面，因为各种电子控制系统都开始应用到汽车上，所以导致车内的结构更加复杂，使车辆的维修出现了一定的困难，造成了不小的浪费。
对汽车底盘控制系统的动力学模型和汽车系统之间动力学关系的研究将会成为研究汽车电子控制系统的关键。
一、关于汽车电控系统动力学模型的发展现如今，有些汽车底盘的电子控制系统已经发展的相当成熟，比如tcs、ass、abs、4w等[1]。
随着时间的发展和技术的完善，汽车的结构也在不断地变得复杂，对其性能的要求也在不断地提高，汽车的电子控制系统动力学模型也将向着更加完善的方向发展。
1.行驶系的动力学模型汽车的悬架和轮胎对于汽车行驶的平稳以及操控的稳定都有着十分重要的关系，其中，对于ass来说，它最经典的动力学模型主要是二自由度模型、四自由度模型[2]。
渐渐地，人们对舒适性的要求也开始提高了，于是，在经典模型的基础上，又加入了对座椅和发动机的考虑，这样，六自由度模型和八自由度模型就产生了。
2.转向控制系统动力学模型在研究汽车操纵稳定的时候，无论是二自由度模型还是四自由度模型，它们都是将整个车的横摆角速度（γ）以及质心侧偏角（β）当作控制目标的。
汽车底盘集成及其控制技术研究
汽车底盘集成及其控制技术研究摘要：随着汽车行业的发展，汽车底盘集成及其控制技术的研究越来越受到重视。
本文首先介绍了汽车底盘集成的概念和意义，然后探讨了底盘集成的关键技术，包括底盘结构设计、底盘控制系统和底盘传动系统。
通过对国内外相关研究成果的分析，指出了当前底盘集成及其控制技术研究存在的问题和挑战，并提出了未来的研究方向。
关键词：汽车底盘集成；底盘控制技术；底盘传动系统1. 引言汽车底盘是车辆的重要组成部分，包括底盘结构、底盘传动系统以及底盘控制系统等。
底盘集成是指将这些组成部分进行整合，形成一个更加紧凑和高效的底盘系统。
底盘集成的目标是提高汽车的性能、安全性、舒适性以及经济性。
2. 底盘集成技术及控制技术2.1 底盘结构设计底盘结构设计是底盘集成的基础，包括车身结构设计、底盘悬挂系统设计和转向系统设计等。
优化底盘结构设计可以提高车辆的刚性和稳定性，降低车辆的重量，改善悬挂系统的性能。
2.2 底盘控制系统底盘控制系统是底盘集成的关键技术之一，包括制动系统、悬挂系统和转向系统等。
现代汽车底盘控制系统采用电子控制单元（ECU）来控制车辆的各个系统，实现对车辆性能的精确控制。
2.3 底盘传动系统底盘传动系统包括发动机、变速器和驱动轴等部件，负责将发动机的动力传递到车轮上。
优化底盘传动系统可以提高车辆的加速性能、行驶稳定性和燃油经济性。
3. 底盘集成及其控制技术的研究进展目前，国内外对底盘集成及其控制技术的研究已取得了一些重要进展。
国外一些知名汽车制造商已经开始将底盘集成技术应用于部分车型，取得了较好的效果。
国内一些汽车研究院和高等院校也开展了相关研究，取得了一些创新成果。
4. 底盘集成及其控制技术研究存在的问题和挑战尽管底盘集成及其控制技术的研究取得了一些进展，但仍存在一些问题和挑战。
底盘集成技术的研究领域较为复杂，需要综合考虑多个方面的因素。
底盘集成技术的研究需要大量的实验数据和试验设备，成本较高。
论电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势与展望
61工业技术0 引言 随着电动汽车生产与使用规模的不断增多，电动汽车动力控制系统及其相关问题的研究得到人们越来越多的关注。
其中电动汽车底盘一体化控制成为学术界与实务界研究的热点问题之一。
但相对发达国家而言，我国关于电动汽车底盘控制技术的研究起步较晚，存在较大的差距。
因此，本文以期通过研究电动汽车底盘一体化控制技术丰富理论研究体系，并为我国汽车底盘控制系统的改造与创新实践提供有益指导。
1 电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势 汽车底盘系统的研发与制造宗旨在于实现汽车动力体系的有效控制，以促进汽车行驶稳定性、安全性、可靠性的有效提升。
随着近些年汽车需求量与持有量的不断提升，汽车所引发的能源问题、环境污染问题愈发明显。
对此，发展电动汽车，实现电动汽车动力系统自动化管控成为汽车行业现代化建设与发展关注的重点。
这在一定程度上对汽车底盘系统提出更高要求，使其呈现出电动化、智能化与集成化发展趋势。
1.1 发展趋势之“电动化” 电动汽车作为新能源汽车，依据其动力驱动类型进行划分，可分为集中驱动式电动汽车与轮边驱动式电动汽车两种类型。
其中集中驱动式电动汽车则是将传统汽车动力驱动、控制系统中的内燃机转化为电机，并配置一定的传动系统以确保电动汽车行驶的稳定与安全。
而论辩驱动式电动汽车则是对传统汽车动力系统进行了简化与优化改造，即去除汽车机械传动系统，并利用线控技术进行汽车各轮制动力、驱动力管控，实现电动汽车ABS（Anti-lock Braking System，抱死制动系统）、4WS（四轮转向系统）、TCS（Traction Control System，循迹控制系统）、EBD（Electronic Brakeforce Distribution，电子制动力分配装置）等底盘控制技术的一体化控制，从而实现电动汽车系统空间的节约以及电动汽动力学系统控制的简化[1]。
与此同时，在对集中驱动式电动汽车与轮边驱动式电动汽车比较分析中，发现轮边驱动式电动汽车动力学控制效果更好。
分布式驱动电动汽车底盘集成控制技术综述
分布式驱动电动汽车底盘集成控制技术综述摘要：分布式驱动电动汽车可控自由度高、响应速度快、底盘线控集成度高、车辆结构紧凑，是实现先进车辆动力学控制技术的最佳平台。
线控转向系统、线控驱动／制动系统、线控悬架系统等线控系统，制动防抱死系统、车道保持系统、自适应巡航系统、变道辅助系统等不同等级的辅助驾驶系统的广泛使用，造成车辆底盘控制中出现冗余及冲突。
分布式驱动结构形式为多线控系统及线控系统与辅助驾驶系统间的高效、协同控制带来了更大的可能。
基于此，从集成控制策略架构、纵－横向动力学集成控制、横－垂向动力学集成控制、纵－垂向动力学集成控制、纵－横－垂向动力学集成控制、容错控制、分布式驱动智能电动汽车底盘动力学集成控制等方面重点阐述分布式驱动电动汽车底盘集成控制技术的最新进展。
通过对文献分析总结可以看出：基于分层式控制架构的分布式驱动电动汽车动力学集成控制是当前研究重点；一体化集成控制目标、高级辅助驾驶系统与底盘控制系统深度融合及个性化集成控制等问题亟待解决。
研究成果能为分布式驱动电动汽车底盘高性能集成控制技术发展提供参考。
关键词：分布式驱动；电动汽车底盘；集成控制技术引言工业的快速发展、汽车生产制造技术的改善以及人民生活水平的不断提高促使中国汽车保有量持续增长。
与传统的内燃机汽车相比，电动汽车机械噪声小、排放污染少，可以采用核能和替代能源作为能量来源，能够减轻中国交通对石油的依赖。
上述电动汽车在改善生态环境和新能源利用等方面具有无可比拟的优势，使其成为当前实现中国“交通强国”战略和“双碳”目标切实可行的途径之一。
电动汽车按照驱动电机的数量和布置形式可以分为单电机集中式驱动电动汽车和多电机分布式驱动电动汽车。
单电机集中式驱动是目前量产电动汽车主要采用的驱动形式。
多电机分布式驱动电动汽车作为一种具有全新驱动形式按照电机数量可以进一步分为双电机驱动、三电机驱动和四电机驱动；按照电机安装方式可以分为轮边电机驱动和轮毂电机驱动。
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论汽车底盘电控系统集成控制策略
随着汽车电子技术的飞速发展，汽车底盘电控系统的集成控制策略也变得愈发重要。
底盘电控系统作为汽车的重要组成部分，直接关系到汽车的行驶稳定性、安全性和舒适性。
制定一套科学有效的集成控制策略对于提高汽车性能有着非常重要的意义。
本文将从底盘
电控系统的概念、特点和发展现状出发，着重介绍汽车底盘电控系统集成控制策略的相关
内容。
一、汽车底盘电控系统的概念及特点
底盘电控系统是指利用电子技术控制汽车底盘各部件的系统，主要包括电控制动系统、电子稳定系统、ABS防抱死系统、TCS牵引力控制系统、ESP车身稳定系统等。
底盘电控系统通过传感器采集车辆的各种信息，并通过电控单元对车辆进行监控和控制，以提高汽车
的操控性、安全性和舒适性。
底盘电控系统的特点主要表现在以下几个方面：
1. 多功能化：底盘电控系统不仅可以控制汽车的制动、驱动、悬挂等基本功能，还
可以实现车辆的防滑、防侧滑、防翻滚等高级功能。
2. 高精度化：底盘电控系统采用的传感器和执行机构对车辆的各项参数进行实时监
测和控制，可以实现更加精确的调节和控制。
3. 高集成化：底盘电控系统集成了多种功能，通过统一的电控单元进行综合管理和
控制，实现了系统的高度集成化。
4. 高智能化：底盘电控系统通过电子控制单元对车辆进行智能化的控制和调节，可
以根据不同的路况和驾驶需求进行快速响应和调整。
汽车底盘电控系统集成控制策略作为汽车电子技术的重要应用之一，具有非常重要的
意义。
通过不断完善和发展集成控制策略，可以进一步提高汽车的操控性、安全性和舒适性，为驾驶者提供更加安全、舒适的驾驶体验。
未来，汽车底盘电控系统集成控制策略将
会在智能化、高精度化、集成化等方面取得更加显著的进步和发展。