基于汽车底盘集成控制与最新技术的探析

基于汽车底盘集成控制与最新技术的探析

发表时间：2020-01-16T10:04:03.427Z 来源：《基层建设》2019年第27期作者：蒋知非[导读] 摘要：随着近些年以来汽车行业的崛起，汽车在运营过程中的安全性、舒适性、有效性、节能性成为电子控制系统和技术研发领域的主要项目之一。

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摘要：随着近些年以来汽车行业的崛起，汽车在运营过程中的安全性、舒适性、有效性、节能性成为电子控制系统和技术研发领域的主要项目之一。众所周知，整车综合性能的改进和提高要凭借子系统的协调工作来完成，汽车底盘集成控制手段作为提升车辆性能的手段之一，在车辆工程研究领域具有非常重要的作用。作为车辆工程领域的热点研究话题，底盘集成控制系统的应用，可以有效调动底盘各个系统的工作性能，使底盘各系统在协调稳定的条件下运行，从而极大程度的提高了整车的综合控制性能和标准。本文主要针对汽车底盘集成和控制技术的发展情况进行分析，目的是在对技术研究的基础上，进一步提高汽车底盘系统的运行效率。

关键词：汽车底盘集成控制、集成控制背景、集成控制技术

对底盘控制技术的研究现状及其发展前景进行深入研究，有利于促进我国底盘控制技术的发展，使底盘控制技术在汽车制造领域的应用水平得到相应提高，进而提高汽车结构稳定性与安全性，保障汽车行车安全。现阶段，我国在汽车底盘控制技术的研究上已经取得了很大的突破，不过在汽车底盘控制技术的深化应用及前景分析方面仍旧存在许多问题急需解决，因此，有必要对汽车底盘控制技术的研究现状进行分析，以此探寻更加科学的底盘控制技术优化设计方法，明确底盘控制技术的未来发展方向。

一：汽车底盘集成控制综述

在1980年这段时间以来，已经从各个方面，进行了对于汽车的各个方面的性能的研究创新，已达到改善的目的，研究出了很多的底部主动控制系统。并且依据汽车的运动方向，还开发出了一些系统，主要有：纵向制动和驱动控制，横向转向和水平摆锤扭矩控制和垂直悬架控制。汽车的运动特征分为以下几种：（1）每个控制系统的控制目标不一致。例如，主动悬架的主要控制目标是舒适性。四轮转向的主要控制目标是转向稳定性。由于控制目标不一致，两者的整合将发生冲突；（2）各控制系统对执行器的控制存在干扰，如由驾驶员控制的制动器，防抱死制动系统ABS和电子稳定程序ESP；（3）多个控制系统可以完成相同的控制目标。例如，转向期间的转向稳定性可以通过方向盘转向AFS，主动后轮转向ARS和ESP来实现。另外，基于反馈的控制的存在时间和相位存在延迟，并且系统的冗余很大，尤其是传感器冗余。

二：底盘控制技术的研究现状

1.汽车制动及电子控制

现阶段，我国在汽车制动及电子控制方面共研究出三大系统，分别是ABS防抱死系统、动力学电子控制系统及牵引力控制系统。在ABS防抱死系统的研究上，考虑ABS防抱死系统并不会和其他系统一样存在明显的依赖性，因此，可通过在以往的制动系统中串联一个制动压力调节装置，不需要对以往的制动系统进行相应的改动，这样，当汽车的ABS防抱死制动系统出现故障时，也能保证传动制动性能不受影响，进而提高汽车制动安全性。

2.汽车悬挂控制

汽车悬挂控制是利用电子控制方式来干预与调节汽车悬挂元件的，从而实现对汽车的动力学控制。现阶段，我国所使用的悬挂控制系统主要包括主动横向稳定与主动悬挂阻尼两种装置，其中，主动横向稳定装置能根据车辆的实际情况利用各个横向稳定杆向车辆施加一个连续变化的初始侧力矩或初始侧角，以达到调节汽车动力特性的目的，进而增强汽车机动性与安全性。而主动悬挂阻尼装置则能改善汽车结构的稳定性与安全性，使汽车变得更加舒适，并降低汽车垂直加速度与动载振幅。

3.汽车底盘的集成控制

防抱死系统及汽车转向控制系统在汽车结构中的集成，使汽车在驱动与制动时所具备的方向稳定性得到了极大的改善与提高，不过，汽车在行驶过程中的转向稳定性仍旧缺乏可靠保障。EPS传感器能对驾驶员的汽车操控及汽车行驶状态进行实时监控，并根据状态分析结果来决定是否需要刹住车轮，并对汽车的行驶方向进行校正，从而使汽车在行驶过程中转向时具备良好的稳定性。

三：车辆底盘集成控制技术研究

1.底盘控制技术的动力模型

汽车底盘的诸多子系统都可通过电子控制对其局部性能进行改善，这使其在控制技术上产生四类，其中ABS防抱死属于一种单功能的制动控制系统。为了对汽车底盘动力模型进行构建，使其所包含的各个子系统能得到相应优化，通过对现阶段汽车集成系统与电子系统模型的发展现状来对底盘集成控制的动力学模型进行构建。依据底盘控制系统所具备的动力学相关关系，其动力学模型的构建关键在于轮胎与悬架，二者对汽车行驶过程中的稳定性与平滑性有直接影响。

2.底盘集成控制结构研究

（1）集成控制。集成控制通过一系列有序单元呈现所有信息动态，包括传感器等信息。该动态信息的实现是通过多个目标计算过程对制动器的标准化控制。该控制技术可以有效地实现集成控制。通过成功开发集成控制器技术，取代了各种子系统控制器，推动了控制集成技术的发展。

（2）协调控制。协调控制是在每个子系统的集成控制和控制之间形成的控制模式。该模式在当地条件的基础上充分利用原始控制模块，并为每个子模块的顺序增加协调控制。实现协调每个子系统工作的目标。协调控制器将在操作期间准确地探索车辆的状态，识别驾驶员工作状态中的意识，并将控制感知命令分散到中间层中的每个控制器，然后将控制器分散到中间层。每个子执行器执行管理控制。

3.传感器之间实现共享

伴随汽车制造业的不断发展，汽车底盘控制系统的种类不断增多。在底盘控制系统种类不断增多的过程中，所需要传感器的类型也与之增加。针对目前的发展情况，汽车行业面临的主要生产问题是类型不一的传感器。其中汽车运行中常使用的传感器主要包括加速度、转向盘、油压以及轮速等。以上不同类型的传感器直接增加了汽车制造业的成本。因此针对汽车底盘控制系统中存在的问题，要想将成本控制在一定水平，就需要积极实现传感器之间的共享。传感器共享是指利用功能相同的传感器，在继承系统的辅助下，实现资源尽最大程度的优化，从而促使传感器的需求量减少，进而实现降低汽车行业生产成本的作用。