汽車底盤系統分層式協調控制

熊超

摘要：分層式協調控制在確保汽車底盤系統正常運行，以及汽車安全運行中發揮著不可替代的作用。因此，對于不同系統之間的關系要有正確認識，在此基礎上，將分層式協調控制更好應用在不同系統中。

關鍵詞：汽車;底盤系統;分層式;協調控制

底盤系統是汽車中的重要組成部分，底盤系統是由不同子系統組成，其結構相對復雜，而且存在非線性特點。汽車在行駛期間，不同子系統之間要保證相互配合、相互協調，這樣才能實現對汽車的控制。在實際汽車底盤系統的控制中，在很多情況下會采用分層式控制方式，這樣可以達到更好控制效果。因此，本文將針對汽車底盤系統的分層式協調控制方式相關內容進行分析，為汽車底盤系統的更好發展以及汽車的安全穩定運行打下良好基礎。

1? 汽車底盤系統之間的關系分析

汽車的底盤系統，是由很多個子系統組成，各個系統彼此之間相互影響，而且相互制約。在這一關系基礎之上，對汽車底盤系統的力學情況進行分析，這樣可以為分層式協調控制方式的更好應用打下良好基礎。在具體的分析中，主要從以下幾點展開（如圖一）：

1.1 制動系統。當汽車制動過程中，會受到兩個作用力，分別是制動器作用力與地面制動力，這樣車速與制動減速度都會發生轉變。在整個制動過程中，汽車會作出俯沖運動，主要原因是由于受到慣性作用影響。在俯沖運動過程中，對于地面的垂直方向上會產生載荷，致使汽車前輪胎、后輪胎的受力出現變化。此時汽車底盤系統，會實現對懸架系統的有效控制，確保汽車的安全運行。

1.2 懸架系統。汽車在地面行駛過程中，在地面作用影響下，汽車在垂直方向上會產生運動。在此時，如果出現縱向加速度，那么汽車會順著原本的駕駛方向，產生向前俯沖[1]。如果出現的是側向加速度，那么汽車會沿著側面向上傾斜，輪胎會出現位移情況，這樣汽車的制動效果以及轉向都會受到影響。

1.3 轉向系統。轉向系統在運行過程中，主要是通過控制方向盤方式，或者改變扭矩方式，使得輪胎與地面之間的側向力發生轉變，從而在側向出現加速度，此時，汽車會實現轉向。汽車在行駛過程中，存在一定一定慣性，因為慣性與懸掛質量的連接屬于非剛性連接，那么在側向加速度的影響之下，致使汽車出現側傾情況，懸架系統控制也無法達到更好效果。

從上述分析中可以了解到，在汽車行駛過程中，無論是側向力、側偏角，還是荷載以及慣性等，都會對汽車的正常運行造成影響。在此背景下，要對分層式協調控制進行合理應用，這樣各個系統之間的影響將會降低，避免危險事故的出現。

2? 汽車底盤系統分層式協調控制分析

2.1 系統狀態

在汽車行駛期間，無論是轉彎還是制動，都屬于正常狀態，不同指標在汽車狀態的控制與顯示中，發揮著重要作用，同時也是其中的主要元素[2]。因此，本文在對汽車底盤系統分層式協調控制進行分析過程中，會從制動狀態以及轉彎狀態等方面展開分析工作。在汽車底盤系統分層式協調控制中，集成控制器發揮著不可替代的作用。一般情況下，集成控制器是對半主動懸架系統進行控制，在控制工作開展中，主要是對輪胎進行調整，比如，調整輪胎滑動期間產生的橫擺角速度，以及位移在響應過程中產生的俯仰角。在完成調整工作后，會將調整后的數值發送到汽車底盤的不同分層系統中，這樣汽車的分層式協調控制將會實現。

2.2 不同系統的分層式協調控制設計

不同系統的作用與影響之間存在不同，因此，針對各個子系統要做好分別設計工作。比如，在制動系統中，汽車滑移速率是其中的重點與關鍵，輪胎側偏角與滑移速率之間有著相應關系。側偏角小，那么滑移速率也小，反之，側偏角大，滑移速率也大。在這一過程中，針對滑移速率以及側偏角，要構建相應關系函數，這樣在汽車行駛過程中才能實現最短制動距離。在此期間，會出現縱向力問題，側向力會逐漸減少，這使得輪胎側偏角變小，而且會影響汽車的轉向響應以及橫向穩定性。基于此，在關系函數的構建中，需要相關人員能夠騎騎車實際行駛情況以及路面情況進行全面分析與了解，并且還要掌握汽車制動具體時速。在此基礎上，合理選取行駛速率以及加速度等不同變量[3]。在對懸架系統的分層式協調控制進行設計中，減震器阻尼大小是其中的重點內容。汽車底盤系統中懸架系統的作用是，確保車身能夠隨著荷載變化，從而發生一定轉變。通俗來講就是，結合荷載實際情況，對車身狀態進行調整，這樣地面與輪胎只見那的摩擦力才能保障。基于此，在調整阻尼器大小過程中，要做好車身狀態的調整工作，確保汽車能夠獲取到地面上的制動力。對于轉向系統中分層式協調控制設計，需要對系統與制動系統之間的關系進行全面分析與了解，并對轉向系統的制動力矩以及助力等進行調整。

結束語：

綜上所述，要結合實際情況，將分層式協調控制應用在汽車底盤系統中。保證系統之間的相互影響能夠減小，使得系統可以將自身作用與優勢發揮出來。

參考文獻：

[1]王愛國，秦煒華，王云霞，劉明巖.基于多體模型的汽車底盤多系統協調控制研究[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2019，37（03）：410-412+427.

[2]周麟.汽車底盤集成系統協調控制問題探討[J].時代汽車，2018（03）：89-90.

[3]李以農，楊陽，孫偉，楊超.電動汽車底盤一體化控制技術的發展趨勢與展望[J].世界科技研究與發展，2016，38（03）：481-491.

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