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摘要:近些年,屡屡见报道的汽车安全事故给社会造成了较大影响,其中一部分原因是人为因素导致,另一部分原因则是汽车自身质量问题引起的。所以,必须对汽车自身质量予以提升,同时还需在底盘系统的设计上加强其集成化和智能化,以此避免人为因素造成的扰动。
关键词:汽车底盘;电控集成系统;研究分析
1 汽车底盘电控集成系统理论基础
对于汽车最为重要的部分之一,汽车底盘扮演了非常重要的角色。汽车底盘电控技术已经取得了巨大的发展,不论在汽车行驶安全性、动力性还是在乘坐舒适度方面都发挥着不可替代的作用。据统计,全球市场对汽车电控系统需求量最大的是兼具安全性和舒适性的电子系统,其中大部分是电子底盘控制系统。汽车底盘使得驾驶者可作出加速、减速以及转向运动。在整个驾驶过程中,驾驶员通过汽车中的转向盘、制动踏板、油门对整个行驶过程进行有效控制。驾驶员一系列的操作通过前轮的转向角及车轮上的驱动力矩或制动力矩进行具体的执行,真正起作用的是轮胎的纵向力和侧向力。
2 汽车底盘电控集成系统
2.1 ABS防抱死系统
在汽车的运行过程中,对车轮传动状态的控制是非常关键的,一旦出现紧急情况,若是对车轮传动无法形成及时控制,就可能导致安全问题产生。ABS防抱死系统可以在车轮传动控制上发挥出非常重要的作用,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号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。在一段时间之后,信号操作完成,制动力矩就可以逐渐恢复。利用这样的方式对汽车车轮进行控制,能够有效避免汽车出现无法控制或是侧滑的问题,保证汽车的安全。
2.2 ESP电子稳定程序
就电子稳定程序的基本组成说来,主要是由加速防滑控制、制动辅助和防抱死制动这三个系统组成的,其表现出了明显的综合性特征。该系统主要是通过传感器将各部分的信息进行传递分析,再凭借内部系统,计算并且发出正确的指令,实现对汽车状态的调整,确保车辆能够保持平衡的运动状态。一般说来,车轮传感器、转向传感器、横向加速器以及侧滑传感器等共同组成了ESP,对车辆各部分状态可以实现全面监测,并且根据相应的信息对汽车实现控制。如此,可以在最大程度上确保汽车的运行过程能够保持稳定,不会出现侧翻、甩尾或是跑偏的问题。
2.3 ASS主动悬架系统
悬架系统的存在,最为主要的目的就是实现减震,确保汽车运行的平稳。一般,主动悬架作为直接里发生器,能够对输入和输出的信息形成有效反馈和控制,实现高质量的减震。其基本要求是将动作器形成的力与其他力的控制信号保持一致状态,以便能够实现更好的信息收集和跟踪,为汽车平稳运行提供保障。ASS主动悬架系统存在一定的控制复杂性,需要综合判断多方面的情况,主要涉及到弹簧刚度、轮胎刚度、悬架动力、悬下质量以及路面平整度等。
3 汽车底盘电控系统集成控制
3.1 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。
3.2 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。
3.3 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。
4 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统,來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。
5结语
综上所述,随着社会生产力水平的不断提高,人们对于车辆的舒适性能与安全性能的要求也越来越高,这就要求我们不断提高对汽车底盘集成控制系统的研发水平,在基于两种基本结构的基础上,不断创新拓展设计思路,使汽车底盘技术的研究朝着网络化、集成化、电子化的方向发展。此外,伴随着科学技术日新月异的发展,在电子技术、信息技术以及线控技术的辅助推动下,未来的汽车底盘集成控制技术必将越来越智能化,车辆也会由传统意义上的交通、运输工具逐渐演变为具有承载功能的“机器人”。
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(01):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(08):37-38.
(作者单位:长城汽车股份有限公司技术中心
河北省汽车工程技术研究中心)
关键词:汽车底盘;电控集成系统;研究分析
1 汽车底盘电控集成系统理论基础
对于汽车最为重要的部分之一,汽车底盘扮演了非常重要的角色。汽车底盘电控技术已经取得了巨大的发展,不论在汽车行驶安全性、动力性还是在乘坐舒适度方面都发挥着不可替代的作用。据统计,全球市场对汽车电控系统需求量最大的是兼具安全性和舒适性的电子系统,其中大部分是电子底盘控制系统。汽车底盘使得驾驶者可作出加速、减速以及转向运动。在整个驾驶过程中,驾驶员通过汽车中的转向盘、制动踏板、油门对整个行驶过程进行有效控制。驾驶员一系列的操作通过前轮的转向角及车轮上的驱动力矩或制动力矩进行具体的执行,真正起作用的是轮胎的纵向力和侧向力。
2 汽车底盘电控集成系统
2.1 ABS防抱死系统
在汽车的运行过程中,对车轮传动状态的控制是非常关键的,一旦出现紧急情况,若是对车轮传动无法形成及时控制,就可能导致安全问题产生。ABS防抱死系统可以在车轮传动控制上发挥出非常重要的作用,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号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。在一段时间之后,信号操作完成,制动力矩就可以逐渐恢复。利用这样的方式对汽车车轮进行控制,能够有效避免汽车出现无法控制或是侧滑的问题,保证汽车的安全。
2.2 ESP电子稳定程序
就电子稳定程序的基本组成说来,主要是由加速防滑控制、制动辅助和防抱死制动这三个系统组成的,其表现出了明显的综合性特征。该系统主要是通过传感器将各部分的信息进行传递分析,再凭借内部系统,计算并且发出正确的指令,实现对汽车状态的调整,确保车辆能够保持平衡的运动状态。一般说来,车轮传感器、转向传感器、横向加速器以及侧滑传感器等共同组成了ESP,对车辆各部分状态可以实现全面监测,并且根据相应的信息对汽车实现控制。如此,可以在最大程度上确保汽车的运行过程能够保持稳定,不会出现侧翻、甩尾或是跑偏的问题。
2.3 ASS主动悬架系统
悬架系统的存在,最为主要的目的就是实现减震,确保汽车运行的平稳。一般,主动悬架作为直接里发生器,能够对输入和输出的信息形成有效反馈和控制,实现高质量的减震。其基本要求是将动作器形成的力与其他力的控制信号保持一致状态,以便能够实现更好的信息收集和跟踪,为汽车平稳运行提供保障。ASS主动悬架系统存在一定的控制复杂性,需要综合判断多方面的情况,主要涉及到弹簧刚度、轮胎刚度、悬架动力、悬下质量以及路面平整度等。
3 汽车底盘电控系统集成控制
3.1 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。
3.2 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。
3.3 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。
4 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统,來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。
5结语
综上所述,随着社会生产力水平的不断提高,人们对于车辆的舒适性能与安全性能的要求也越来越高,这就要求我们不断提高对汽车底盘集成控制系统的研发水平,在基于两种基本结构的基础上,不断创新拓展设计思路,使汽车底盘技术的研究朝着网络化、集成化、电子化的方向发展。此外,伴随着科学技术日新月异的发展,在电子技术、信息技术以及线控技术的辅助推动下,未来的汽车底盘集成控制技术必将越来越智能化,车辆也会由传统意义上的交通、运输工具逐渐演变为具有承载功能的“机器人”。
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(01):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(08):37-38.
(作者单位:长城汽车股份有限公司技术中心
河北省汽车工程技术研究中心)