汽車底盤控制技術的現狀及發展趨勢研究

鄭士杭

徐州生物工程職業技術學院 江蘇省徐州市 221006

1 引言

當前，汽車底盤控制技術日趨完善，其科學性和有效性日益增強。然而，汽車底盤控制技術尚未完全發展成熟，還存在部分問題，對汽車整體性能以及安全性造成了不良影響。因此，有必要深入考察汽車底盤控制技術發展現狀，并積極探究汽車底盤控制技術發展趨勢，采取有針對性的措施對汽車底盤控制技術進行改進，有效增強汽車整體性能和安全性。

2 汽車底盤控制技術概述

在汽車系統中，汽車底盤控制技術占據著至關重要的地位，該技術主要將駕駛員所發出的各項操作命令作為依據，對汽車進行剎車、減速等。汽車駕駛員通過底盤操作裝置，實現對底盤運動的有效控制。汽車底盤相應的決定因素主要包括前輪轉向角、車輪滑動指數、制定力矩以及車輪偏倚角度等。對汽車底盤控制方法進行綜合分析和科學設計，要基于路面附著系數，并結合車輪滑動率以及車輪偏倚角度進行分析，實現對車輪向力的有效控制，且能增加車輪對地面的實際附著力，能促進汽車安全性能的大幅度提升，并實現對汽車駕駛員安全的有效保障[1]。

3 汽車底盤控制技術現狀

3.1 汽車防抱死制動系統

3.1.1 主要控制參數

汽車啟動會在一定程度上引發車輪滑動，當滑動率為30%時，汽車呈現出最大的制動力指數。同時，地面對車輪施加了最大的制動力。若要繼續對制動狀態進行保持，汽車車輪相應的滑動率將出現急速增加，制動力指數則會漸趨減弱。因此，當汽車車輪滑動率不小于30%時，其制動力指數會在一定區間內呈現浮動。若要保持制動力指數實現穩定，必須降低車輪滑動率，使之低于30%。側向力指數與滑動率指數二者呈現出反比例關系。當滑動率指數減小時，側向力指數將會增加。若車輪完全處于抱死狀態，則側向力指數將趨近于0。若側向力指數完全為0，則汽車拐彎能力將完全喪失。若后車輪出現側向力為0的情況，將導致汽車喪失穩定性，甚至失去控制[2]。因此，該系統主要負責將汽車滑動率有效控制在相應區域內，確保汽車的穩定性。

3.1.2 控制原理

防抱死制動系統主要包括制動壓力調節裝置、電子控制單元以及輪速傳感器等構件。輪速傳感器在各類構件中占據著核心地位，負責精確測量車輪實際轉速，并將測量結果向電子控制單元進行傳輸。傳統的電磁式傳感器，無需借助外部電源，即可實現正常運作。即使未對電源進行接通，仍能實現信號的有效產生。但僅在較高車速行駛狀態下，電磁傳感器才能實現正常運作。若降低運行車速，所輸出的信號也會隨之出現減弱，將影響電磁式傳感器對信號的正常接收，進而對系統的正常工作造成不良影響。若汽車行駛速度加大，將產生較為強烈的信號，造成電磁傳感器難以有效接收實際信號，造成信號接收出現錯誤[3]?；谏鲜霾蛔悖斍捌嚪辣乐苿酉到y對霍爾式輪速傳感器的應用日漸增多。

3.2 牽引力控制系統

3.2.1 主要控制參數

若汽車驅動輪增大了實際驅動力，則驅動輪會出現相對滑轉。通常，適宜將驅動輪實際滑動率有效控制在20%以下，在此狀態下，所獲得的地面驅動輪實現最大。牽引力控制系統主要對驅動輪滑轉率實施控制。其運作有賴于防抱死制動系統所提供的基礎條件，該系統需有效控制防抱死制動系統相應的壓力調節裝置[4]。另外，還要有效協調汽車發動機相應的電子管理系統，才能有效保障該系統的正常運行。

3.2.2 控制原理

多數汽車內配置的防抱死制動系統與牽引力控制系統二者完成了ECU共享。但是，在后者的軟件部分，對測量、分析以及控制監督模塊進行了添加。牽引力控制系統，主要借助ECU接受傳感器信號，并基于對信號的識別分析，對當前車輛的實際行駛狀態進行判斷。若識別信號后，判斷驅動輪滑動率大于了標準界限，則系統將對針對性較強的控制命令進行輸出，以實現對超出部分的有效改進。通常，由執行機構將指令發出。執行機構主要包括兩部分：一部分是發動機節氣門調節機構，另一部分是驅動輪制動壓力調節裝置。前者主要對兩個驅動輪二者呈現出的對稱性進行有效控制。若兩個驅動輪所呈現出的滑動率均對規定界限超出，則應對汽車發動機實際輸出的轉矩進行減小。發動機節氣門即通過調節，同步將兩驅動輪所呈現出的驅動力矩進行減弱，有效實現預期滑轉率。若地面存在相對較小的附著力，將降低發動機相應的輸出力矩為負值。在制動力矩作用下，驅動輪會對滑轉率進行改變。若驅動輪呈現出較大的滑轉率，難以將汽車方向有效控制在規定范圍內。此時，該系統將通過壓力調節裝置對汽車發動機所實際輸出的轉矩進行有效加大，以實現對滑轉率的有效減少?；谏鲜龇治隹芍撓到y需借助壓力調節裝置，才能實現正常運行。系統對壓力調節裝置所輸出的信號進行接收，并對信號實施科學計算和綜合分析，在此基礎上對控制指令進行制定，并將指令對壓力調節裝置相應的系統進行輸入。

3.2.3 汽車轉向系統控制

汽車轉向系統，作為一種電子傳感技術，主要對車輪方向進行有效控制，主要由以下部分構成：①車前輪動力轉向系統，該系統主要負責對方向盤實施輕便操作以及自動回位。②車前輪動力疊加系統，該系統主要由電動機、系統齒輪以及渦輪動力結構等構成。電子計算機可實現對該系統的自動制動。③車后輪轉向系統，該系統主要借助后輪實現車軸的有效轉向，能有效增強前輪動力以及汽車穩定。

3.2.4 汽車懸架系統

汽車懸架系統實現了對電子控制動力學的有效突破，主要包括以下兩類：（1）懸架阻尼電子控制系統。該系統能促進汽車整體性能的有效提高，且能實現對垂直動力以及汽車振動的有效降低，進而有效保障汽車的安全穩定，并增強汽車的舒適度。（2）橫向主動調節器。該調節器借助反饋數據實施自動分析，并對橫向穩定桿相應的力矩以及初始角度進行科學設定，有助于動力系統實際性能的大幅度提高，并實現對汽車動力的自動調節。

4 汽車底盤控制技術發展趨勢

4.1 第二代ESP系統

若要增強對汽車的穩定控制，必須對車輪制動力進行嚴格控制。同時，要對主動轉向系統進行嚴格控制，實現汽車的穩定轉向。第二代ESP系統充分運用了先進的網絡技術，優化整合了上述各類控制系統的各項優勢，實際控制效果顯著增強。將層次更高的控制系統設置于原有系統上，能有效保障第二代ESP系統實現正常良好運行，借助電子控制單元，將計算結果對層次更高的控制系統進行傳輸，并對下層控制系統傳輸具體的控制指令。

4.2 GCC全方位底盤控制系統

GCC全方位底盤控制系統層出更高，借助網絡平臺，控制單元能有效對傳感器所發出的傳輸信號進行有效接受，實現對汽車行駛實際情況的全面了解?？刂茊卧柚W絡，有效連接汽車底盤控制系統，并對層次最高的控制指令進行發布，由GCC對控制指令進行執行，在對汽車駕駛員具體操作意向進行初步判斷的基礎上，由各控制單元對命令進行執行，對汽車底盤控制系統的實際運行狀況進行實時監測，并將監測結果作為依據，對當前汽車的實際行駛狀態進行準確判斷。GCC控制系統能實現對各控制系統各項優勢的優化整合，并對不同任務進行有效開展，對底盤控制系統進行有效協調，有效保持汽車行駛處于最佳狀態，有效保障汽車的安全穩定行駛。

4.3 汽車底盤線控技術以及智能化

汽車底盤線控技術，是指操縱與執行機構二者間不存在機械聯合以及能量傳遞。汽車駕駛員對指令進行及時發出和有效操縱，并借助傳感元件有效傳遞信息，并借助網絡將信息對各類汽車部件進行傳遞。執行機構通過外來能源對指令進行有效操縱，并由電子控制器對具體過程以及相應結果進行監測控制。另外汽車結構在整體上涵蓋諸多系統，各系統間的配合協作將日益增強，且呈現出智能化發展趨勢。底盤控制技術智能化，將增強與感應系統的緊密聯系，實現對汽車所處環境的智能識別，并對境況相應的處置狀態進行科學識別。

5 結語

綜上所述，在汽車底盤控制技術中發展現狀中，汽車防抱死制動系統、牽引力控制系統、汽車轉向系統控制以及汽車懸架系統得到了廣泛應用。汽車底盤控制技術發展趨勢則體現為第二代ESP系統、GCC全方位底盤控制系統以及汽車底盤線控技術以及智能化得到了良好的發展應用，汽車的安全性和穩定性得到了顯著增強。