汽車底盤電控集成系統研究

李群 劉占星

摘要：近些年，屢屢見報道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。

關鍵詞：汽車底盤；電控集成系統；研究分析

1 汽車底盤電控集成系統理論基礎

對于汽車最為重要的部分之一，汽車底盤扮演了非常重要的角色。汽車底盤電控技術已經取得了巨大的發展，不論在汽車行駛安全性、動力性還是在乘坐舒適度方面都發揮著不可替代的作用。據統計，全球市場對汽車電控系統需求量最大的是兼具安全性和舒適性的電子系統，其中大部分是電子底盤控制系統。汽車底盤使得駕駛者可作出加速、減速以及轉向運動。在整個駕駛過程中，駕駛員通過汽車中的轉向盤、制動踏板、油門對整個行駛過程進行有效控制。駕駛員一系列的操作通過前輪的轉向角及車輪上的驅動力矩或制動力矩進行具體的執行，真正起作用的是輪胎的縱向力和側向力。

2 汽車底盤電控集成系統

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 汽車底盤電控系統集成控制

3.1 分布式集成控制

分布式集成控制，通常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。

3.2 總判決機制

對于車輛本身而言，其存在多個不同的系統，這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。

3.3 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3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。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目的在于使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。

4 汽車底盤技術系統的發展方向

未來，汽車底盤技術系統的研發，必然會朝向多個電控系統相互結合、相互融合的方向出發，因而電控系統的發展技術會愈加復雜化、精細化，也會更加高效。當前，任何一種汽車底盤電控技術都是不完善的，可謂各自具有優越性而各自具備不完善之處，這也導致了汽車底盤電控系統的復雜化。當前，所以汽車底盤電控技術都在研究如何實現集聚統一，如何通過一個系統或減少操控系統，來達到汽車電子控制技術的整合，來促使防抱死、防滑、懸架等汽車駕駛防控的整合統一。盡管這些防控功能無法整合到一個機械系統當中，但是隨著計算機技術的發展，未來汽車底盤電控技術或許可以實現通過植入一個電控系統來作為諸多機械防控的指揮中心，作為協調和指揮汽車操控的中心端口，以此來提升汽車安全、平穩駕駛的管理效果。

5結語

綜上所述，隨著社會生產力水平的不斷提高，人們對于車輛的舒適性能與安全性能的要求也越來越高，這就要求我們不斷提高對汽車底盤集成控制系統的研發水平，在基于兩種基本結構的基礎上，不斷創新拓展設計思路，使汽車底盤技術的研究朝著網絡化、集成化、電子化的方向發展。此外，伴隨著科學技術日新月異的發展，在電子技術、信息技術以及線控技術的輔助推動下，未來的汽車底盤集成控制技術必將越來越智能化，車輛也會由傳統意義上的交通、運輸工具逐漸演變為具有承載功能的“機器人”。

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.

（作者單位：長城汽車股份有限公司技術中心

河北省汽車工程技術研究中心）