汽車底盤系統(tǒng)分層式協(xié)調(diào)控制

熊超

摘要：分層式協(xié)調(diào)控制在確保汽車底盤系統(tǒng)正常運行，以及汽車安全運行中發(fā)揮著不可替代的作用。因此，對于不同系統(tǒng)之間的關(guān)系要有正確認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上，將分層式協(xié)調(diào)控制更好應(yīng)用在不同系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞：汽車;底盤系統(tǒng);分層式;協(xié)調(diào)控制

底盤系統(tǒng)是汽車中的重要組成部分，底盤系統(tǒng)是由不同子系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，而且存在非線性特點。汽車在行駛期間，不同子系統(tǒng)之間要保證相互配合、相互協(xié)調(diào)，這樣才能實現(xiàn)對汽車的控制。在實際汽車底盤系統(tǒng)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(dá)到更好控制效果。因此，本文將針對汽車底盤系統(tǒng)的分層式協(xié)調(diào)控制方式相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，為汽車底盤系統(tǒng)的更好發(fā)展以及汽車的安全穩(wěn)定運行打下良好基礎(chǔ)。

1? 汽車底盤系統(tǒng)之間的關(guān)系分析

汽車的底盤系統(tǒng)，是由很多個子系統(tǒng)組成，各個系統(tǒng)彼此之間相互影響，而且相互制約。在這一關(guān)系基礎(chǔ)之上，對汽車底盤系統(tǒng)的力學(xué)情況進(jìn)行分析，這樣可以為分層式協(xié)調(diào)控制方式的更好應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。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(tǒng)。當(dāng)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(fā)生轉(zhuǎn)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(chǎn)生載荷，致使汽車前輪胎、后輪胎的受力出現(xiàn)變化。此時汽車底盤系統(tǒng)，會實現(xiàn)對懸架系統(tǒng)的有效控制，確保汽車的安全運行。

1.2 懸架系統(tǒng)。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(chǎn)生運動。在此時，如果出現(xiàn)縱向加速度，那么汽車會順著原本的駕駛方向，產(chǎn)生向前俯沖[1]。如果出現(xiàn)的是側(cè)向加速度，那么汽車會沿著側(cè)面向上傾斜，輪胎會出現(xiàn)位移情況，這樣汽車的制動效果以及轉(zhuǎn)向都會受到影響。

1.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(cè)向力發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而在側(cè)向出現(xiàn)加速度，此時，汽車會實現(xiàn)轉(zhuǎn)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(zhì)量的連接屬于非剛性連接，那么在側(cè)向加速度的影響之下，致使汽車出現(xiàn)側(cè)傾情況，懸架系統(tǒng)控制也無法達(dá)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(cè)向力、側(cè)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(xié)調(diào)控制進(jìn)行合理應(yīng)用，這樣各個系統(tǒng)之間的影響將會降低，避免危險事故的出現(xiàn)。

2? 汽車底盤系統(tǒng)分層式協(xié)調(diào)控制分析

2.1 系統(tǒng)狀態(tài)

在汽車行駛期間，無論是轉(zhuǎn)彎還是制動，都屬于正常狀態(tài)，不同指標(biāo)在汽車狀態(tài)的控制與顯示中，發(fā)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(tǒng)分層式協(xié)調(diào)控制進(jìn)行分析過程中，會從制動狀態(tài)以及轉(zhuǎn)彎狀態(tài)等方面展開分析工作。在汽車底盤系統(tǒng)分層式協(xié)調(diào)控制中，集成控制器發(fā)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(tǒng)進(jìn)行控制，在控制工作開展中，主要是對輪胎進(jìn)行調(diào)整，比如，調(diào)整輪胎滑動期間產(chǎn)生的橫擺角速度，以及位移在響應(yīng)過程中產(chǎn)生的俯仰角。在完成調(diào)整工作后，會將調(diào)整后的數(shù)值發(fā)送到汽車底盤的不同分層系統(tǒng)中，這樣汽車的分層式協(xié)調(diào)控制將會實現(xiàn)。

2.2 不同系統(tǒng)的分層式協(xié)調(diào)控制設(shè)計

不同系統(tǒng)的作用與影響之間存在不同，因此，針對各個子系統(tǒng)要做好分別設(shè)計工作。比如，在制動系統(tǒng)中，汽車滑移速率是其中的重點與關(guān)鍵，輪胎側(cè)偏角與滑移速率之間有著相應(yīng)關(guān)系。側(cè)偏角小，那么滑移速率也小，反之，側(cè)偏角大，滑移速率也大。在這一過程中，針對滑移速率以及側(cè)偏角，要構(gòu)建相應(yīng)關(guān)系函數(shù)，這樣在汽車行駛過程中才能實現(xiàn)最短制動距離。在此期間，會出現(xiàn)縱向力問題，側(cè)向力會逐漸減少，這使得輪胎側(cè)偏角變小，而且會影響汽車的轉(zhuǎn)向響應(yīng)以及橫向穩(wěn)定性?；诖?，在關(guān)系函數(shù)的構(gòu)建中，需要相關(guān)人員能夠騎騎車實際行駛情況以及路面情況進(jìn)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(chǔ)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(tǒng)的分層式協(xié)調(diào)控制進(jìn)行設(shè)計中，減震器阻尼大小是其中的重點內(nèi)容。汽車底盤系統(tǒng)中懸架系統(tǒng)的作用是，確保車身能夠隨著荷載變化，從而發(fā)生一定轉(zhuǎn)變。通俗來講就是，結(jié)合荷載實際情況，對車身狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，這樣地面與輪胎只見那的摩擦力才能保障?；诖?，在調(diào)整阻尼器大小過程中，要做好車身狀態(tài)的調(diào)整工作，確保汽車能夠獲取到地面上的制動力。對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中分層式協(xié)調(diào)控制設(shè)計，需要對系統(tǒng)與制動系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行全面分析與了解，并對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制動力矩以及助力等進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)束語：

綜上所述，要結(jié)合實際情況，將分層式協(xié)調(diào)控制應(yīng)用在汽車底盤系統(tǒng)中。保證系統(tǒng)之間的相互影響能夠減小，使得系統(tǒng)可以將自身作用與優(yōu)勢發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

[1]王愛國，秦?zé)樔A，王云霞，劉明巖.基于多體模型的汽車底盤多系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，37（03）：410-412+427.

[2]周麟.汽車底盤集成系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制問題探討[J].時代汽車，2018（03）：89-90.

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

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