關于汽車底盤電控系統集成控制策略研究

涂冰　馮桂源　肖善巧

摘 要：汽車底盤電控系統對于汽車運行安全和穩定具有極其重要的作用，實現集成控制有利于提高其性能。本文針對汽車底盤電控系統，從防抱死系統、電子穩定程序和主動懸架系統三個方面對其進行了介紹，然后從分布式集成控制、總判決機制和控制模型三個方面闡述了汽車底盤電控系統集成控制的具體策略，希望可以對相關研究工作起到一定參考。

關鍵詞：汽車底盤；電控系統；集成控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.210

0 引言

近些年，屢屢見諸報端的汽車安全事故給社會造成了較大影響，其中一部分原因是人為因素導致，另一部分原因則是汽車自身質量問題引起的。所以，必須對汽車自身質量予以提升，同時還需在底盤系統的設計上加強其集成化和智能化，以此避免人為因素造成的擾動。

1 汽車底盤電控系統

1.1 ABS防抱死系統

在汽車的運行過程中，對車輪傳動狀態的控制是非常關鍵的，一旦出現緊急情況，若是對車輪傳動無法形成及時控制，就可能導致安全問題產生。ABS防抱死系統可以在車輪傳動控制上發揮出非常重要的作用，其通過在車輪上設置的傳感器對車輪抱死信號進行及時傳遞，對應的控制器在收到信號之后就可以及時對車輪制動缸的油壓進行降低，以此實現制動力矩的減小。在一段時間之后，信號操作完成，制動力矩就可以逐漸恢復。利用這樣的方式對汽車車輪進行控制，能夠有效避免汽車出現無法控制或是側滑的問題，保證汽車的安全。

1.2 ESP電子穩定程序

就電子穩定程序的基本組成說來，主要是由加速防滑控制、制動輔助和防抱死制動這三個系統組成的，其表現出了明顯的綜合性特征。該系統主要是通過傳感器將各部分的信息進行傳遞分析，再憑借內部系統，計算并且發出正確的指令，實現對汽車狀態的調整，確保車輛能夠保持平衡的運動狀態。一般說來，車輪傳感器、轉向傳感器、橫向加速器以及側滑傳感器等共同組成了ESP，對車輛各部分狀態可以實現全面監測，并且根據相應的信息對汽車實現控制。如此，可以在最大程度上確保汽車的運行過程能夠保持穩定，不會出現側翻、甩尾或是跑偏的問題。

1.3 ASS主動懸架系統

懸架系統的存在，最為主要的目的就是實現減震，確保汽車運行的平穩。一般，主動懸架作為直接里發生器，能夠對輸入和輸出的信息形成有效反饋和控制，實現高質量的減震。其基本要求是將動作器形成的力與其他力的控制信號保持一致狀態，以便能夠實現更好的信息收集和跟蹤，為汽車平穩運行提供保障。ASS主動懸架系統存在一定的控制復雜性，需要綜合判斷多方面的情況，主要涉及到彈簧剛度、輪胎剛度、懸架動力、懸下質量以及路面平整度等。對這些信息進行收集分析，再得出合理的控制指令，根據計算結果，控制指令可以分為最優控制、預測控制以及自適應控制等多個部分。

2 汽車底盤電控系統集成控制

2.1 分布式集成控制

分布式集成控制，通過情況下說來就是實現分層遞進控制，把高層先進方法和不精確的方法統一結合起來，形成一種遞進式的控制方式，可以對多個子系統實現分別控制和統一管理。一方面，分布式集成控制能夠在最大程度上實現資源整合的合理性以及全面性。另一方面，分布式集成控制也可以實現不同子系統之間的相互交流，避免不同子系統之間出現矛盾或是沖突，對汽車整體運行控制造成影響。對于汽車底盤電控系統的集成控制而言，制動與轉向的集成控制是比較關鍵的，也是直接關系到汽車操作的核心控制。通過對車輛制動和轉向的深入研究發現，通過最優控制技術實現控制，會導致系統的線形復雜度上升，不利于系統運行的穩定和高效率。對此，筆者認為可以通過預測模型控制手段，在MPC的基礎上設計對應的集成控制器，將AFS系統和ESC系統集成起來，實現集成控制的目的。預測模型控制能夠對不確定環境的干擾和模型自身誤差實現有效克服，并且能夠表現出非常良好的線性。

2.2 總判決機制

對于車輛本身而言，其存在多個不同的系統，而且各個系統之間存在一定的差別。這一差別的存在，就使得對不同子系統進行控制時，可能出現一定的控制矛盾，會對整個系統的控制產生較為嚴重的影響。因此，需要對總體控制構建總判決機制，以此對不同系統的控制關系進行理順，避免出現控制沖突的問題。在總判決機制的構建上，需要結合汽車各個控制系統的實際情況，對各個控制系統進行協調，使其能夠高效實現相互配合，確保汽車整體控制，實現穩定安全的運行控制。

2.3 構建汽車底盤電控系統集成模型

要實現集成控制，首先需要設立集成控制模型。在進行模型設立的過程中，一般可以分為三步進行。第一，對模型參數進行合理選擇和設置。由于汽車系統存在比較大的復雜性，各個微小系統包含了諸多元件。要想集成控制模型發揮出切實高效的控制作用，就必須對各個子系統的參數進行合理設置，保證其合理可靠，以便集成控制模型能夠滿足控制需求。第二，依照確定的系統參數進行模型仿真，這可以通過對汽車系統不同部分的相關運行數據進行采集和傳遞，將其輸入到模型之中進行仿真。通過計算可以得出對應的結果，然后對計算結果進行判定。如果結果超出允許范圍，就需要對控制措施進行調整，使其回歸到正常區間。若是結構處在允許范圍內，則說明控制措施合理，可以對其進行進一步優化。最后，需要對一些實際場景進行仿真。汽車底盤電控系統的集成化就是要是汽車在遭遇實際情況時能夠表現出良好的控制性能。因此，可以預設一些實際場景，將其轉化為相關的參數，輸入到模型之中進行仿真，從而得出具體的結果，以此判斷集成系統的實際控制性能。

3 結束語

對汽車底盤電控系統進行集成控制構建，需要在明確底盤電控系統的基礎上，針對性的通過分布式集成控制、設立總判決機制和模型仿真這些環節，逐一落實集成控制在底盤電控系統中的具體應用，以此實現底盤電控系統的集成化，使其能夠確保汽車控制的穩定和安全。

參考文獻：

[1]陳林，別玉娟.面向主動安全的汽車底盤集成控制策略研究[J].河北農機，2015（01）：52-53.

[2]張進生.淺談汽車底盤電控系統集成控制策略研究[J].南方農機，2015（08）：37-38.

作者簡介：涂冰（1987-），漢，湖南南縣人，大專，高級技師，研究方向：汽車檢測與維修。