關(guān)于汽車底盤電控系統(tǒng)集成控制策略研究

王澤坤

湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 湖南省常德市 415000

1 引言

汽車底盤電控系統(tǒng)質(zhì)量是汽車穩(wěn)定安全運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)，優(yōu)秀的電控系統(tǒng)有利于汽車性能、安全性和舒適度的提升。本文就汽車底盤電控系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分和底盤電控系統(tǒng)集成控制策略進(jìn)行了論述。

2 汽車底盤電控系統(tǒng)的主要組成部分

2.1 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的主要作用是控制車輪傳動(dòng)狀態(tài)，避免安全事故的出現(xiàn)。這一系統(tǒng)的基本原理是通過安裝在車輪上的傳感裝置，監(jiān)測車輪是否出現(xiàn)抱死情況，一旦檢測到該信號(hào)，控制設(shè)備能夠迅速修正制動(dòng)缸的油壓參數(shù)，在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)制動(dòng)系統(tǒng)正常工作。安裝防抱死制動(dòng)系統(tǒng)能夠有效預(yù)防車輛側(cè)滑或者車輪失控，極大程度上消除行駛安全隱患。

2.2 電子穩(wěn)定系統(tǒng)

電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）是一個(gè)復(fù)合型系統(tǒng)，一般由防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)輔助系統(tǒng)及加速防滑控制系統(tǒng)構(gòu)成。它的主要功能是，利用多種傳感器采集車輛行駛的各項(xiàng)參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行匯總、分析，動(dòng)態(tài)地向各個(gè)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，實(shí)時(shí)控制車輛行駛狀態(tài)，以計(jì)算機(jī)手段控制車輛平衡。這一系統(tǒng)能夠?qū)④囕v的監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了整合，以計(jì)算機(jī)手段替代人工操作，最大程度低保證了車輛的平穩(wěn)行駛。

2.3 主動(dòng)懸架系統(tǒng)

主動(dòng)懸架系統(tǒng)（ASS）的主要作用是減輕震顫對(duì)行駛帶來的影響，提高車輛穩(wěn)定性的同時(shí)提升舒適度。系統(tǒng)工作的原理是使用直接作用動(dòng)作器裝置對(duì)檢測到的震顫信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)出指令控制主動(dòng)懸架進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而大幅減輕震顫效應(yīng)。這一系統(tǒng)需要收集懸掛系統(tǒng)、輪胎系統(tǒng)及路面的各項(xiàng)參數(shù)，參數(shù)收集的全面性直接影響了系統(tǒng)質(zhì)量的準(zhǔn)確性。

3 汽車底盤電控系統(tǒng)集成控制的主要策略

3.1 分層遞進(jìn)控制

分層遞進(jìn)控制是一種有效的系統(tǒng)集成策略，它通過各種方法論的統(tǒng)一結(jié)合，形成分層次、漸進(jìn)式的控制理論，對(duì)多個(gè)系統(tǒng)實(shí)行松散耦合式管理[1]。首先，這種控制理論提倡系統(tǒng)資源的集約化利用，強(qiáng)調(diào)各項(xiàng)資源分配的合理性及控制的全民性；其次，它打破了各個(gè)系統(tǒng)之間的信息壁壘，使各個(gè)系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)資源的交換共享，提高了電控系統(tǒng)運(yùn)行的整體性和協(xié)調(diào)性。在汽車底盤電控系統(tǒng)中，制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兩個(gè)重要組成部分，關(guān)乎車輛的穩(wěn)定性和安全性。在這兩個(gè)方面，應(yīng)盡量避免采用最優(yōu)控制技術(shù)，將系統(tǒng)復(fù)雜性降到最低。分層遞進(jìn)控制理論下的制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可考慮采用模型預(yù)測控制方式，對(duì)每一個(gè)采樣瞬間求解一個(gè)最優(yōu)控制解。以這種理念設(shè)計(jì)相應(yīng)的集成控制器，集成對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向及控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的集成控制。

3.2 總仲裁機(jī)制

仲裁是為了解決汽車各個(gè)控制系統(tǒng)之間相互沖突的問題而引入的一種調(diào)節(jié)機(jī)制。它以各個(gè)系統(tǒng)間的邏輯關(guān)系以及控制指令作為輸入，以車輛狀態(tài)的安全穩(wěn)定為總的前提，動(dòng)態(tài)判斷各個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量的有效性，以第三方的角度對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)[2]。汽車底盤電控系統(tǒng)引入總仲裁機(jī)制，能夠有效消除控制指令的矛盾沖突，提高車輛各個(gè)子系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)性，提升整個(gè)控制系統(tǒng)的有效性和安全性。

3.3 汽車底盤電控系統(tǒng)集成控制驗(yàn)證環(huán)境

在設(shè)計(jì)汽車底盤電控系統(tǒng)集成控制體系過程中，驗(yàn)證測試環(huán)節(jié)是必不可少的環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)建立模擬驗(yàn)證環(huán)境，對(duì)整個(gè)集成控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測。一是要建立汽車各系統(tǒng)、元器件數(shù)據(jù)庫，模擬真實(shí)環(huán)境設(shè)置各部件參數(shù)，做好驗(yàn)證環(huán)境的基礎(chǔ)性工作，使驗(yàn)證測試環(huán)境更加貼近真實(shí)情況；二是要采集汽車各系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，并輸入到驗(yàn)證環(huán)境中，對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行仿真；三是盡可能模擬真實(shí)環(huán)境，搭建實(shí)際場景進(jìn)行仿真測試，并預(yù)設(shè)不同的極端情況。通過以上舉措，建立一個(gè)盡可能真實(shí)的驗(yàn)證測試環(huán)境，科學(xué)檢驗(yàn)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成果。

4 結(jié)語

汽車底盤電控系統(tǒng)集成控制對(duì)于保障汽車安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用，車輛的設(shè)計(jì)者及生產(chǎn)者應(yīng)予以充分重視，采取科學(xué)有效的策略，使用集約化實(shí)際理念，對(duì)汽車底盤電控系統(tǒng)進(jìn)行集成控制設(shè)計(jì)，最大程度保證車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。