汽車底盤集成及其控制技術(shù)研究

趙華

中天高科特種車輛有限公司 天津 301700

1 汽車底盤集成控制綜述

在1980年這段時間以來，已經(jīng)從各個方面，進行了對于汽車的各個方面的性能的研究創(chuàng)新，已達到改善的目的，研究出了很多的底部主動控制系統(tǒng)。并且依據(jù)汽車的運動方向，還開發(fā)出了一些系統(tǒng)，主要有：縱向制動和驅(qū)動控制，橫向轉(zhuǎn)向和水平擺錘扭矩控制和垂直懸架控制。汽車的運動特征分為以下幾種：

（1）每個控制系統(tǒng)的控制目標不一致。例如，主動懸架的主要控制目標是舒適性。四輪轉(zhuǎn)向的主要控制目標是轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。由于控制目標不一致，兩者的整合將發(fā)生沖突；

（2）各控制系統(tǒng)對執(zhí)行器的控制存在干擾，如由駕駛員控制的制動器，防抱死制動系統(tǒng)ABS和電子穩(wěn)定程序ESP；

（3）多個控制系統(tǒng)可以完成相同的控制目標。例如，轉(zhuǎn)向期間的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性可以通過方向盤轉(zhuǎn)向AFS，主動后輪轉(zhuǎn)向ARS和ESP來實現(xiàn)。另外，基于反饋的控制的存在時間和相位存在延遲，并且系統(tǒng)的冗余很大，尤其是傳感器冗余。

2 我國汽車底盤發(fā)展現(xiàn)狀

在推動我們國家的汽車技術(shù)方面的發(fā)展上，主要依靠兩個方面，分別是底盤以及汽車專用設(shè)備其技術(shù)方面的發(fā)展水平高低。在1990年，尤其是在我們國家也加入WTO組織之后，使得國際上各種知名的汽車零部件進入到我們國家，很大程度促進了我們國家汽車底盤技術(shù)水平的發(fā)展。

3 車輛底盤集成控制技術(shù)研究

3.1 底盤集成控制結(jié)構(gòu)研究

（1）集成控制。集成控制通過一系列有序單元呈現(xiàn)所有信息動態(tài)，包括傳感器等信息。該動態(tài)信息的實現(xiàn)是通過多個目標計算過程對制動器的標準化控制。該控制技術(shù)可以有效地實現(xiàn)集成控制。通過成功開發(fā)集成控制器技術(shù)，取代了各種子系統(tǒng)控制器，推動了控制集成技術(shù)的發(fā)展。

（2）協(xié)調(diào)控制。協(xié)調(diào)控制是在每個子系統(tǒng)的集成控制和控制之間形成的控制模式。該模式在當(dāng)?shù)貤l件的基礎(chǔ)上充分利用原始控制模塊，并為每個子模塊的順序增加協(xié)調(diào)控制。實現(xiàn)協(xié)調(diào)每個子系統(tǒng)工作的目標。協(xié)調(diào)控制器將在操作期間準確地探索車輛的狀態(tài)，識別駕駛員工作狀態(tài)中的意識，并將控制感知命令分散到中間層中的每個控制器，然后將控制器分散到中間層。每個子執(zhí)行器執(zhí)行管理控制。

3.2 底盤主動控制系統(tǒng)探索

底盤主動控制系統(tǒng)可根據(jù)車輛的運動狀態(tài)分為以下內(nèi)容：橫向轉(zhuǎn)向和橫擺力矩控制，縱向制動和驅(qū)動控制，以及垂直懸架控制。

車輛底盤控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展不斷完善，在開發(fā)過程中強調(diào)輪胎與地面的接觸。由于汽車的軌跡不相同，控制系統(tǒng)之間的關(guān)系不是彼此隔離的，而是相互依賴和相互依賴的關(guān)系。為了控制執(zhí)行器，每個子系統(tǒng)都有一個限制。例如，當(dāng)制動器處于工作過程中時，它將受到許多因素的限制和影響，例如駕駛員的意識，電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP和防抱死制動系統(tǒng)ABS。需要通過若干其他控制系統(tǒng)來實現(xiàn)相同的控制目標。例如，轉(zhuǎn)向過程的穩(wěn)定性通過主動前輪轉(zhuǎn)向AFS，主動后輪轉(zhuǎn)向ARS和ESP實現(xiàn)。此外，反饋控制時間，相位實現(xiàn)時間，系統(tǒng)和傳感器冗余之間也存在著不可分割的關(guān)系。

3.3 汽車底盤集成控制液壓系統(tǒng)研究

（1）電子穩(wěn)定程式ESP。電子穩(wěn)定程序是一種新的車輛底盤集成控制系統(tǒng)，通過干擾制動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)來提高車輛的行駛穩(wěn)定性。它可以在任何駕駛情況下實時監(jiān)控車輛的行駛穩(wěn)定性，為駕駛員提供主動，安全的駕駛保障。該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于中高端汽車。目前，國內(nèi)外ESP的研發(fā)基于原有的汽車防抱死防滑ABS/ASR，液壓系統(tǒng)和控制算法得到改進，以ABS/ASR為一體的綜合控制。獲得底部控制系統(tǒng)。

（2）ABS液壓系統(tǒng)。ABS液壓系統(tǒng)包括閥體，電磁閥，儲液器，液體回流泵和直流電機。在閥體的實際上，大多都是運用多復(fù)合孔技術(shù)，在其里面的加工設(shè)計上，一般采用電磁閥芯孔或者是多路通孔，然后再把液壓元件連接成通道，使得結(jié)構(gòu)能夠更加的緊湊。ABS液壓控制系統(tǒng)的液壓調(diào)節(jié)器是流通的，也稱為循環(huán)或循環(huán)。兩個雙位雙向電磁閥串聯(lián)布置在制動主缸和輪缸之間。輪缸位于電磁閥和制動蹄之間，電磁閥由電子控制單元ECU控制，制動器由閥芯的位置控制液體的循環(huán)。調(diào)整制動輪缸的壓力。當(dāng)壓力降低時，輪缸中的制動液返回蓄能器：當(dāng)壓力保持不變時，輪缸的制動液就不會很好的流動：當(dāng)進行“增壓”的時候，制動主缸里面的制動液就會流入輪缸。

當(dāng)控制降壓時，ECU向進氣閥（常開電磁閥）的驅(qū)動模塊電路發(fā)出高電平控制指令，以保持進氣閥關(guān)閉；以及一系列脈沖控制信號給降壓閥驅(qū)動模塊電路。當(dāng)脈沖的上升沿到來時，驅(qū)動模塊電路打開降壓閥。當(dāng)脈沖的下降沿到來時，驅(qū)動模塊電路關(guān)閉降壓閥。每個脈沖信號將使壓力釋放閥快速打開然后快速關(guān)閉。制動缸中的制動液壓力將逐漸減小，從而車輪鎖定滑動分量減小并且滾動分量增加。當(dāng)減壓閥打開時，輪缸中的制動液通過減壓閥排出到低壓貯存器。

4 結(jié)語

隨著近年來汽車工業(yè)的興起，汽車在運行中的安全性，舒適性，有效性和節(jié)能性已成為電子控制系統(tǒng)和技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的重大項目之一。眾所周知，應(yīng)通過子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)來完成車輛整體性能的改進和提高。車輛底盤的集成控制方法是提高車輛性能的手段之一，在車輛工程研究領(lǐng)域起著非常重要的作用。作為車輛工程領(lǐng)域的熱門研究課題，底盤集成控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效調(diào)動底盤各系統(tǒng)的性能，使底盤系統(tǒng)在協(xié)調(diào)穩(wěn)定的條件下運行，從而大大提高了整體控制能力。車輛性能和標準。