汽车底盘电控集成系统研究

桑志博 于晓丹

摘 要：在汽车行驶过程中，汽车底盘电控系统对其安全稳定性的提升极为重要。而现代集成控制技术的应用对其安全性能的提升极为关键。文章对当前的底盘电控系统技术中数种电控系统进行介绍，从安全性角度对汽车底盘电控系统的集成策略做出阐述，探寻应用策略，以供实践参考。

关键词：汽车底盘；集成控制；电控系统

自汽车发明至今，汽车安全事故一直是威胁道路安全的严重问题，且至今没有办法做到完全规避。汽车安全事故当中，人为因素是重要的诱因，而汽车自身质量安全问题则是更为关键的重要因素。随着技术的革新，汽车底盘电控技术被视为当前安全性能最好的选择之一，而电控系统的应用也可以大大降低汽车安全事故问题。 汽车底盘是汽车全部构造当中最为重要的组成，也是对企业整体安全质量起到决定影响的部分。汽车底盘能够使得驾驶汽车的性能更加优越，而汽车底盘电控系统则可以使汽车驾驶性能提升的情形下大幅度提升安全性.具有无可取得的重要作用。电控系统当前在汽车底盘制作当中应用广泛，发展空间巨大。随着消费升级和技术革新，汽车底盘的应用技术也将朝向安全性与驾驶舒适度兼顾的方向发展，拥有更大的技术市场。在当前的技术背景下，汽车能够向前行驶的根本动力在于轮胎纵向力与侧向力的共同作用，两种力量驱动汽车产生转动、直行与后退等动作，而驾驶员则是通过转动转向灯操作，向汽车底盘传达命令。这种控制方式自汽车发明问世延续至今，也是最为成熟的控制方式，而汽车底盘的电控系统则是对这种控制方式的安全、平顺性的最佳保障[1]。

1 汽车底盘主要的电控系统

汽车操控的安全性最为重要，而汽车底盘电控系统是对汽车安全性的重要保障。当前，消费者选购汽车过程中也越来越关注电控系统技术。当前，应用较广的汽车底盘电控系统主要有如下几种。

1.1防抱死系统

防抱死系统（Antilock Brake System，ABS），即防止车轮抱死的电控系统，其原理是通过对制动器控制来增加车轮与地面之间的摩擦力，进而降低汽车操控的反应速度，通过降低刹车时间来提升安全性能。汽车行驶过程中，防抱死系统就是通过传感器来感知车轮传动状态，进而控制车轮运转。ABS是当前车轮传动控制当中最为重要的控制方式。其通过在车轮上设置的传感器对车轮抱死信号进行及时传递，对应的控制器在收到信號之后就可以及时对车轮制动缸的油压进行降低，以此实现制动力矩的减小。这种通过控制汽车车轮而进行的电控系统，对预防汽车失控或侧滑等问题，起到了釜底抽薪的效果，安全保障度较高。

1.2电子稳定程序

汽车电子稳定系统（Electronic Stability Program，ESP）是当前有效规避不稳定驾驶情况的电控系统。这一系统能够自动识别因慌乱驾驶或错误指令导致的汽车突然变动反应。如果检测识别到这种情况，ESP系统将通过干预车轮制动来进行有效干预，进而保障汽车不会因慌乱形式而产生安全事故。当前，ESP电子稳定程序是较为理想的能够通过识别汽车轮速、横摆角度差异等异变信号来判断汽车是否失控的传感系统。这种系统借助传感器和计算机芯片来实时监测汽车的运动状态。计算机芯片中会内置精细算法，含有测速与测角等功能及安全范围，并将监测到汽车的运动状态与安全范围作出比对，当汽车的某些参数指标在安全范围内时，则意为安全，不进行干预。当汽车的某些参数值，如前后轮速度差、转角差等出现差异时，则会作出防控反应。ESP电子稳定程序由加速防滑控制、制动辅助和防抱死制动这3个系统组成，相较于单纯的防抱死系统，该系统更具综合性，考虑的危险情况更加全面，对车轮平稳运行的保障力度也更高。该系统可以在最大程度上确保汽车的运行过程保持稳定，不会出现侧翻、甩尾或是跑偏的问题。

1.3主动悬架系统

悬架系统（Active Suspension System，ASS）是连接车轮与车身之间全部部件以及零件的总称。悬架系统主要由减振器、弹簧，例如螺旋弹簧、板簧、扭杆等等，以及导向机构这3个部分共同组成。悬架系统能够有效地降低、抑制车轮与车体之间的振动与动载，保证汽车在行驶过程中的平顺性以及稳定性。电子控制悬架系统包括主动悬架和半主动悬架两种，主动悬架能够有效改善汽车的乘坐舒适度和安全性能，成为汽车电控悬架系统的主要发展目标。电控主动悬架又有电控主动液压悬架和电控空气悬架这两种。电控主动液压悬架通过伸缩液压减震器，根据车载电脑计算的悬架加速度使得车辆在行驶过程中保持平衡。电控空气悬架通过感应路面状况以及自身受到的作用力，能够及时进行空气减震器的摩擦和刚度的控制，以保证整个过程中车辆始终保持在可接受的范围之内发生适度震动。

无论何种悬架系统.都是通过调节减震器和悬架刚度来降低车辆的震动幅度，进而减缓车身随路况高低不平产生的上下波动。这种系统能够将被动悬架的区域控制在较小的范围内，使车身的波动与地面保持一定平衡，进而增加驾驶的平顺性和舒适性，当驾驶悬架系统较好的汽车时，车身波动感受较为平滑、缓和，质感较好。悬架系统的应用主要是为了减轻汽车震荡与颠簸。其中，主动悬架系统是起到控制作用的减震系统，能够对接收到的震动信息作出反应和处理，可自动达到减震效果。因而，主动悬架系统也是控制较为复杂、应用难度较高的系统，涉及汽车诸多系统的配合与整合[2]。

2汽车底盘电控系统集成控制

2.1分布式集成控制

分布式集成控制，通常情况下说来就是实现分层递进控制，把高层先进方法和不精确的方法统一结合起来，形成一种递进式的控制方式，可以对多个子系统实现分别控制和统一管理。一方面，分布式集成控制能够在最大程度上实现资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实现不同子系统之间的相互交流，避免不同子系统之间出现矛盾或是冲突，对汽车整体运行控制造成影响。对于汽车底盘电控系统的集成控制而言，制动与转向的集成控制是比较关键的，也是直接关系到汽车操作的核心控制。

2.2总判决机制

对于车辆本身而言，其存在多个不同的系统，这就使得对不同子系统进行控制时可能出现一定的控制矛盾，会对整个系统的控制产生较为严重的影响。因此，需要对总体控制构建总判决机制，以此对不同系统的控制关系进行理顺，避免出现控制冲突的问题。在总判决机制的构建上，需要结合汽车各个控制系统的实际情况，对各个控制系统进行协调，使其能够高效实现相互配合，确保汽车整体控制，实现稳定安全的运行控制。

2.3构建汽车底盘电控系统集成模型

要实现集成控制，首先需要设立集成控制模型。在进行模型设立的过程中，一般可以分为3步进行。第一，对模型参数进行合理选择和设置。由于汽车系统存在比较大的复杂性，各个微小系统包含了诸多元件。要想集成控制模型发挥出切实高效的控制作用，就必须对各个子系统的参数进行合理设置，保证其合理可靠，以便集成控制模型能够满足控制需求。第二，依照确定的系统参数进行模型仿真，这可以通过对汽车系统不同部分的相关运行数据进行采集和传递，将其输入到模型之中进行仿真。最后，需要对一些实际场景进行仿真。汽车底盘电控系统的集成化目的在于使汽车在遭遇实际情况时能够表现出良好的控制性能。因此，可以预设一些实际场景，将其转化为相关的参数，输入到模型之中进行仿真，从而得出具体的结果，以此判断集成系统的实际控制性能。

3 汽车底盘技术系统的发展方向

未来，汽车底盘技术系统的研发，必然会朝向多个电控系统相互结合、相互融合的方向出发，因而电控系统的发展技术会愈加复杂化、精细化，也会更加高效。当前，任何一种汽车底盘电控技术都是不完善的，可谓各自具有优越性而各自具备不完善之处，这也导致了汽车底盘电控系统的复杂化。当前，所以汽车底盘电控技术都在研究如何实现集聚统一，如何通过一个系统或减少操控系統，来达到汽车电子控制技术的整合，来促使防抱死、防滑、悬架等汽车驾驶防控的整合统一。尽管这些防控功能无法整合到一个机械系统当中，但是随着计算机技术的发展，未来汽车底盘电控技术或许可以实现通过植入一个电控系统来作为诸多机械防控的指挥中心，作为协调和指挥汽车操控的中心端口，以此来提升汽车安全、平稳驾驶的管理效果。未来，电控系统技术要做的是将各个系统组合到一起，通过提供平台和管理枢纽来提高汽车的制动效果。电控系统必将成为未来汽车技术发展的重要分支，不断融合和整合创新，来实现汽车底盘控制的集聚化、高效化。

4结语

综上所述，通过汽车底盘电控系统，可以通过分布式控制、设立总判决机制和模型仿真这些环节来实现更加有效的汽车安全性、平稳性操作控制。未来，汽车底盘电控系统的构建需要在现有技术基础上，实现跨系统综合突破。期待在不远的未来，汽车底盘电控系统能够更加成熟，推广应用，进一步提高汽车的安全性能。

[参考文献]

[1]陈林，别玉娟.面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究[J]河北农机，2015 （1）：52-53

[2]张进生.浅谈汽车底盘电控系统集成控制策略研究[J]南方农机，2015 （8）：37-38.