汽车底盘控制技术的现状及发展趋势研究

2018-03-11郑士杭

时代汽车 2018年9期

郑士杭

徐州生物工程职业技术学院江苏省徐州市 221006

1 引言

当前，汽车底盘控制技术日趋完善，其科学性和有效性日益增强。然而，汽车底盘控制技术尚未完全发展成熟，还存在部分问题，对汽车整体性能以及安全性造成了不良影响。因此，有必要深入考察汽车底盘控制技术发展现状，并积极探究汽车底盘控制技术发展趋势，采取有针对性的措施对汽车底盘控制技术进行改进，有效增强汽车整体性能和安全性。

2 汽车底盘控制技术概述

在汽车系统中，汽车底盘控制技术占据着至关重要的地位，该技术主要将驾驶员所发出的各项操作命令作为依据，对汽车进行刹车、减速等。汽车驾驶员通过底盘操作装置，实现对底盘运动的有效控制。汽车底盘相应的决定因素主要包括前轮转向角、车轮滑动指数、制定力矩以及车轮偏倚角度等。对汽车底盘控制方法进行综合分析和科学设计，要基于路面附着系数，并结合车轮滑动率以及车轮偏倚角度进行分析，实现对车轮向力的有效控制，且能增加车轮对地面的实际附着力，能促进汽车安全性能的大幅度提升，并实现对汽车驾驶员安全的有效保障[1]。

3 汽车底盘控制技术现状

3.1 汽车防抱死制动系统

3.1.1 主要控制参数

汽车启动会在一定程度上引发车轮滑动，当滑动率为30%时，汽车呈现出最大的制动力指数。同时，地面对车轮施加了最大的制动力。若要继续对制动状态进行保持，汽车车轮相应的滑动率将出现急速增加，制动力指数则会渐趋减弱。因此，当汽车车轮滑动率不小于30%时，其制动力指数会在一定区间内呈现浮动。若要保持制动力指数实现稳定，必须降低车轮滑动率，使之低于30%。侧向力指数与滑动率指数二者呈现出反比例关系。当滑动率指数减小时，侧向力指数将会增加。若车轮完全处于抱死状态，则侧向力指数将趋近于0。若侧向力指数完全为0，则汽车拐弯能力将完全丧失。若后车轮出现侧向力为0的情况，将导致汽车丧失稳定性，甚至失去控制[2]。因此，该系统主要负责将汽车滑动率有效控制在相应区域内，确保汽车的稳定性。

3.1.2 控制原理

防抱死制动系统主要包括制动压力调节装置、电子控制单元以及轮速传感器等构件。轮速传感器在各类构件中占据着核心地位，负责精确测量车轮实际转速，并将测量结果向电子控制单元进行传输。传统的电磁式传感器，无需借助外部电源，即可实现正常运作。即使未对电源进行接通，仍能实现信号的有效产生。但仅在较高车速行驶状态下，电磁传感器才能实现正常运作。若降低运行车速，所输出的信号也会随之出现减弱，将影响电磁式传感器对信号的正常接收，进而对系统的正常工作造成不良影响。若汽车行驶速度加大，将产生较为强烈的信号，造成电磁传感器难以有效接收实际信号，造成信号接收出现错误[3]。基于上述不足，当前汽车防抱死制动系统对霍尔式轮速传感器的应用日渐增多。

3.2 牵引力控制系统

3.2.1 主要控制参数

若汽车驱动轮增大了实际驱动力，则驱动轮会出现相对滑转。通常，适宜将驱动轮实际滑动率有效控制在20%以下，在此状态下，所获得的地面驱动轮实现最大。牵引力控制系统主要对驱动轮滑转率实施控制。其运作有赖于防抱死制动系统所提供的基础条件，该系统需有效控制防抱死制动系统相应的压力调节装置[4]。另外，还要有效协调汽车发动机相应的电子管理系统，才能有效保障该系统的正常运行。

3.2.2 控制原理

多数汽车内配置的防抱死制动系统与牵引力控制系统二者完成了ECU共享。但是，在后者的软件部分，对测量、分析以及控制监督模块进行了添加。牵引力控制系统，主要借助ECU接受传感器信号，并基于对信号的识别分析，对当前车辆的实际行驶状态进行判断。若识别信号后，判断驱动轮滑动率大于了标准界限，则系统将对针对性较强的控制命令进行输出，以实现对超出部分的有效改进。通常，由执行机构将指令发出。执行机构主要包括两部分：一部分是发动机节气门调节机构，另一部分是驱动轮制动压力调节装置。前者主要对两个驱动轮二者呈现出的对称性进行有效控制。若两个驱动轮所呈现出的滑动率均对规定界限超出，则应对汽车发动机实际输出的转矩进行减小。发动机节气门即通过调节，同步将两驱动轮所呈现出的驱动力矩进行减弱，有效实现预期滑转率。若地面存在相对较小的附着力，将降低发动机相应的输出力矩为负值。在制动力矩作用下，驱动轮会对滑转率进行改变。若驱动轮呈现出较大的滑转率，难以将汽车方向有效控制在规定范围内。此时，该系统将通过压力调节装置对汽车发动机所实际输出的转矩进行有效加大，以实现对滑转率的有效减少。基于上述分析可知，该系统需借助压力调节装置，才能实现正常运行。系统对压力调节装置所输出的信号进行接收，并对信号实施科学计算和综合分析，在此基础上对控制指令进行制定，并将指令对压力调节装置相应的系统进行输入。

3.2.3 汽车转向系统控制

汽车转向系统，作为一种电子传感技术，主要对车轮方向进行有效控制，主要由以下部分构成：①车前轮动力转向系统，该系统主要负责对方向盘实施轻便操作以及自动回位。②车前轮动力叠加系统，该系统主要由电动机、系统齿轮以及涡轮动力结构等构成。电子计算机可实现对该系统的自动制动。③车后轮转向系统，该系统主要借助后轮实现车轴的有效转向，能有效增强前轮动力以及汽车稳定。

3.2.4 汽车悬架系统

汽车悬架系统实现了对电子控制动力学的有效突破，主要包括以下两类：（1）悬架阻尼电子控制系统。该系统能促进汽车整体性能的有效提高，且能实现对垂直动力以及汽车振动的有效降低，进而有效保障汽车的安全稳定，并增强汽车的舒适度。（2）横向主动调节器。该调节器借助反馈数据实施自动分析，并对横向稳定杆相应的力矩以及初始角度进行科学设定，有助于动力系统实际性能的大幅度提高，并实现对汽车动力的自动调节。

4 汽车底盘控制技术发展趋势

4.1 第二代ESP系统

若要增强对汽车的稳定控制，必须对车轮制动力进行严格控制。同时，要对主动转向系统进行严格控制，实现汽车的稳定转向。第二代ESP系统充分运用了先进的网络技术，优化整合了上述各类控制系统的各项优势，实际控制效果显著增强。将层次更高的控制系统设置于原有系统上，能有效保障第二代ESP系统实现正常良好运行，借助电子控制单元，将计算结果对层次更高的控制系统进行传输，并对下层控制系统传输具体的控制指令。

4.2 GCC全方位底盘控制系统

GCC全方位底盘控制系统层出更高，借助网络平台，控制单元能有效对传感器所发出的传输信号进行有效接受，实现对汽车行驶实际情况的全面了解。控制单元借助网络，有效连接汽车底盘控制系统，并对层次最高的控制指令进行发布，由GCC对控制指令进行执行，在对汽车驾驶员具体操作意向进行初步判断的基础上，由各控制单元对命令进行执行，对汽车底盘控制系统的实际运行状况进行实时监测，并将监测结果作为依据，对当前汽车的实际行驶状态进行准确判断。GCC控制系统能实现对各控制系统各项优势的优化整合，并对不同任务进行有效开展，对底盘控制系统进行有效协调，有效保持汽车行驶处于最佳状态，有效保障汽车的安全稳定行驶。

4.3 汽车底盘线控技术以及智能化

汽车底盘线控技术，是指操纵与执行机构二者间不存在机械联合以及能量传递。汽车驾驶员对指令进行及时发出和有效操纵，并借助传感元件有效传递信息，并借助网络将信息对各类汽车部件进行传递。执行机构通过外来能源对指令进行有效操纵，并由电子控制器对具体过程以及相应结果进行监测控制。另外汽车结构在整体上涵盖诸多系统，各系统间的配合协作将日益增强，且呈现出智能化发展趋势。底盘控制技术智能化，将增强与感应系统的紧密联系，实现对汽车所处环境的智能识别，并对境况相应的处置状态进行科学识别。