汽车底盘控制技术及发展趋势
汽车动态
    近年来,飞速发展的汽车行业将越来越多的新技术融入到汽车性能的提高中,使汽车的使用性能随着汽车底盘技术的不断创新而不断增强。主动悬架控制系统和线控制系统是当前汽车底盘的最新技术,借助高速网络将整个控制系统连接为一个整体是目前研究的最新发展趋势,有效提高了汽车的舒适度、机动性和主动性。
    一、几种常见的汽车底盘控制系统
    汽车底盘控制系统是汽车系统中的重要组成部分,能够根据驾驶员的操作指令来完成加速、减速、刹车等一系列活动。驾驶员主要通过控制汽车零件来操纵汽车底盘,而汽车底盘则是根据汽车前轮转向角和制定力矩等几个因素来完成工作的。综上所述,路面附着指数和将车轮法向力定量是汽车底盘控制技术的主要影响,我们可以从这两个角度出发改进技术。
    (一)汽车防抱死系统
    防抱死制动系统由制动压力调节装置、轮速传感器和电子控制单元等几个部分构成,其中最重要的部件是对车轮转速进行准确测量并给电子控制单元传输数据的轮速传感器。电磁式
传感器能够在没有电源支持的情况下产生信号,因此是一种使用比较便捷的传感器,但需要较高的车速来产生较强的信号,而车速较低时,输出信号较弱,使电磁式传感器无法正常的接受信号,防抱死制动系统无法正常运行。另外,过高的车速会产生较强的信号,导致传感器接受信号速度与实际信号速度不一致而导致错误。因此,为了弥补电磁式传感器的缺点,防抱死制动系统越来越多的使用霍尔式轮速传感器。汽车在启动时,车轮与地面之间会产生一定的滑动,百分之三十是保持最大制动力和最大制动指数的最佳滑动率。随着汽车的启动完成,车轮滑动率会因制动状态的变化而变化,保持制动状态则滑动率增加,否则则逐渐减弱。因此,将车轮滑动率维持在百分之三十之内才能保持汽车制动指数的稳定。相反,侧向力指数则随着滑动率的增大而减少,当侧向力指数几乎为零时,车轮因完全抱死而无法转弯。综合上述所说情况,汽车防抱死制动系统的作用是控制汽车滑动率维持在一个固定范围内。
    (二) 汽车牵引力控制系统
    绝大多数汽车中,防抱死制动系统和牵引力控制系统完成了ECU共享,但分析、测量等模块只在牵引力控制系统的软件中存有。牵引力控制系统能够通过识别ECU接收的信号来
判断汽车的行驶状态,若根据识别后的状态发现汽车驱动轮的滑动率超出了安全范围,则会根据超出的不同程度,发出相应的控制指令来做出改进。指令是通过由驱动轮制动压力调节装置和发动机节气门调节机构组成的执行机构发出的。发动机节气门调节部分的作用是实现汽车两个驱动轮之间的对称,若汽车的两个驱动轮超出了滑动率的范围,则必须调节发动机的输出转矩同时改变两个驱动轮的驱动力矩,使滑动率维持正常。如地面附着力降低,汽车发动机会输出负的力矩来改变驱动轮的滑动率。当驱动轮的滑动率过大时,汽车方向将超出控制。这时,牵引力控制系统则通过压力调节装置增大输出转矩来减弱滑动率。综上所述,压力调节装置辅助牵引力控制系统来维持汽车的正常运行。牵引力控制系统对接收到的压力调节装置输出信号进行分析计算,然后发出控制指令,最终将得出的控制指令返还给压力调节装置。通过这种方式,牵引力控制系统完成了汽车的智能控制。通常情况,百分之二十以内是驱动轮的最佳滑动率,能够实现最佳地面驱动。牵引力控制系统运行的基础是防抱死制动系统,防抱死制动系统的压力调节装置和发动机中的电子管理系统通过良好的协调,来完成牵引力控制系统的正常运行。
    二、汽车底盘控制技术的发展趋势
    随着汽车底盘的控制系统之间影响越来越大,为了更好的利用资源,实现控制效果的优化,现代底盘控制系统逐渐利用CAN将多个底盘电子控制系统结合来完成多层面控制,因此出现了第二代ESP系统和GCC系统等。
    (一)第二代ESP系统
    通过控制发动机的输出转矩、控制主动转向系统和控制车轮制动力能够实现汽车的转向稳定。若3个控制系统独立工作则会导致相互之间影响,最佳的控制方式是将3个控制系统在第二代ESP系统的基础上有机结合,相互补充。第二代ESP控制系统主要由制动操纵机构、转向盘转角传感器、轮速传感器等组成,而更高一级控制层的设立,则使3个控制系统能够更加有效的工作。此控制层的计算软件运行在ESP电子控制单元上,能利用网络得到AFS、ABS、TCS、ESP的全部并传达控制指令。而防抱死制动和转向系统的变传动比等基础功能仍然单独完成。第二代ESP系统则统一协调汽车的转向稳定性功能,从而更好的提高汽车的安全性、机动性和舒适度等。
    (二)GCC系统
    GCC是基于设置一个更高层面的底盘控制单元的构思,把所有的操纵指令以及汽车动态特征的所有利用网络全部传递给GCC控制单元,同时同所有的子控制系统联接。它能够根据驾驶员的意向监督和检测底盘的控制子系统,观测汽车的行驶状况,若汽车的运行状况出现偏差,能够合理控制底盘各子控制系统,完美的实现汽车的稳定和动态控制。
    三、总结
    汽车技术中电子技术运用的逐渐增多,加快了汽车底盘控制系统的网络化、智能化和电子化,由此延伸了许多的底盘电子控制系统。电子控制系统技术的逐渐成熟,成本的逐渐降低,不断满足了大众的需求。而随着汽车线控系统的试制和开发,人类终将实现自动驾驶的最终梦想。