汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

郭雙曉（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司 整車(chē)事業(yè)部商品技術(shù)部,河北 保定 071000）

汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

郭雙曉
（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司 整車(chē)事業(yè)部商品技術(shù)部,河北 保定 071000）

摘 要：汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)研究對(duì)于進(jìn)一步提升汽車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性、舒適性有重要價(jià)值，控制技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用對(duì)提升汽車(chē)整體性能效果顯著，因此加強(qiáng)此項(xiàng)研究探索勢(shì)在必行。本文分析了汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)的特征與現(xiàn)狀，并就汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了探討，希望能為汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)；底盤(pán)控制技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展方向

汽車(chē)底盤(pán)控制效果直接關(guān)系到汽車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，因此加強(qiáng)底盤(pán)控制技術(shù)的應(yīng)用研究具有重要價(jià)值。汽車(chē)底盤(pán)控制與汽車(chē)整體性能息息相關(guān)，想要保證汽車(chē)設(shè)計(jì)的合理性與運(yùn)行的安全性就必須應(yīng)用底盤(pán)控制技術(shù)給予保障，從而達(dá)到理想設(shè)計(jì)目標(biāo)。當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展帶動(dòng)底盤(pán)控制技術(shù)出現(xiàn)了新進(jìn)展，下面我們對(duì)汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行分析。

1　汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)特征分析

汽車(chē)底盤(pán)作為構(gòu)成汽車(chē)整體的重要部件，其主要功能主要是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的靈敏加速、減速、轉(zhuǎn)向等功能，底盤(pán)控制技術(shù)原理是利用車(chē)輪法向力及給定路面附著系數(shù)對(duì)汽車(chē)側(cè)偏角、車(chē)輪滑動(dòng)率進(jìn)行精確控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎側(cè)向力與縱向力的合理調(diào)節(jié)。底盤(pán)控制的根本目的就是控制汽車(chē)輪胎與地面之間的附著力，達(dá)到保證行車(chē)安全性、穩(wěn)定性、主動(dòng)性與舒適性等目的。作為一項(xiàng)復(fù)雜的專業(yè)技術(shù)，汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)是通過(guò)利用不同控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)控制目標(biāo)的共同或單獨(dú)控制，像離散型路面上汽車(chē)的行車(chē)穩(wěn)定性就是通過(guò)WS、ABS、ESP以及AFS技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制的；利用一個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種變量的同時(shí)控制，TCS技術(shù)作為各種典型可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎滑轉(zhuǎn)率及角加速度的有效控制；利用一套控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)多種功能控制，比如底盤(pán)控制系統(tǒng)利用車(chē)輪的輪速傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的有效控制。

2　汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)現(xiàn)狀分析

汽車(chē)底盤(pán)技術(shù)的發(fā)展是伴隨著汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)步不斷發(fā)展的，對(duì)底盤(pán)控制技術(shù)的分析可從制動(dòng)控制系統(tǒng)、懸掛控制系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)三方面入手。

當(dāng)前汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)中制動(dòng)控制系統(tǒng)主要以ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）、ESP（汽車(chē)動(dòng)力學(xué)電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)）為主。ABS系統(tǒng)中主要控制滑動(dòng)率，滑動(dòng)率保持著30%的時(shí)候，汽車(chē)制動(dòng)力系數(shù)與地質(zhì)制動(dòng)力保持最大，偏離30%這個(gè)數(shù)值之后，汽車(chē)制動(dòng)力系數(shù)、地質(zhì)制動(dòng)力的變化將會(huì)非常不穩(wěn)定，因此對(duì)于汽車(chē)運(yùn)行性能的負(fù)面影響也較大，所以必須應(yīng)用ABS系統(tǒng)嚴(yán)格控制滑動(dòng)率，輪速傳感器、電子控制單元作為控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，加強(qiáng)研究與應(yīng)用對(duì)于確保滑動(dòng)率有重要意義。ESP系統(tǒng)通過(guò)控制車(chē)輪縱向力大小及匹配情況來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)橫擺運(yùn)動(dòng)的控制，以保證汽車(chē)操縱的靈敏性、靈活性與方向穩(wěn)定性，不過(guò)比起ABS系統(tǒng)ESP系統(tǒng)需要用到更多的傳感器，以便在汽車(chē)運(yùn)行中通過(guò)傳感數(shù)據(jù)采集完成對(duì)汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行狀況的精準(zhǔn)控制。

汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)中懸掛控制系統(tǒng)目前主要以ADC（連續(xù)性阻尼控制系統(tǒng)）與ARC系統(tǒng)為主。ADC系統(tǒng)利用車(chē)輪垂直加速傳感器、電子控制單元與阻尼器比例閥實(shí)現(xiàn)控制功能，通過(guò)對(duì)懸掛阻尼器最佳阻尼系數(shù)的計(jì)算完成對(duì)比例閥的協(xié)調(diào)，從而獲得汽車(chē)運(yùn)行中所需要的震動(dòng)性能，保證汽車(chē)運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性、舒適性與安全性。ARC系統(tǒng)通過(guò)控制穩(wěn)定桿左右及垂直方向上的相對(duì)位移來(lái)完成對(duì)車(chē)身傾側(cè)方面的平衡控制，將傾側(cè)角控制到接近于零，從而提升汽車(chē)運(yùn)行舒適性，另外還可通過(guò)控制前后主動(dòng)穩(wěn)定桿來(lái)調(diào)節(jié)傾側(cè)力矩的分配，改善汽車(chē)機(jī)動(dòng)性與安全性。

汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)中轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)目前應(yīng)用最為廣泛的是EPS（主動(dòng)前輪電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）、RWS（后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）等系統(tǒng)。EPS系統(tǒng)可顯著減輕汽車(chē)行駛過(guò)程中路面對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)的沖擊，促使轉(zhuǎn)向盤(pán)自動(dòng)回正，這種功能的實(shí)現(xiàn)是利用轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角傳感器、力矩傳感器等實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著。RWS系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)、傳感器、電子控制單元等構(gòu)成，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行情況還可分為整體式與分離式情況，目前應(yīng)用較為普遍的是整體式機(jī)構(gòu)，未來(lái)研究重點(diǎn)著重放在提升執(zhí)行性能上，以便進(jìn)一步提升汽車(chē)整體性能。

3　汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)發(fā)展方向探討

汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)中的懸掛系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)合作的，控制系統(tǒng)整體運(yùn)行效果越好，汽車(chē)整體性能就更為優(yōu)越。從當(dāng)前汽車(chē)底盤(pán)控制系統(tǒng)構(gòu)成就可以看出其未來(lái)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)，汽車(chē)未來(lái)發(fā)展中底盤(pán)的電子控制系統(tǒng)將會(huì)積極嘗試與信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)多層面的精準(zhǔn)控制。就目前而言，相關(guān)研究已經(jīng)取得了一定進(jìn)步。全方位底盤(pán)控制（GCC）作為目前技術(shù)研究的一大主要方向，主要是通過(guò)設(shè)置更加多元、更高層面的底盤(pán)控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整體系統(tǒng)的有效控制，汽車(chē)運(yùn)行中該系統(tǒng)對(duì)駕駛員的習(xí)慣、駕駛意識(shí)等進(jìn)行識(shí)別，在監(jiān)督底盤(pán)控制子系統(tǒng)運(yùn)行情況的同時(shí)完成控制單元運(yùn)作的全面協(xié)調(diào)，以此來(lái)保證汽車(chē)運(yùn)行的安全性，提升控制系統(tǒng)運(yùn)作靈敏性，實(shí)現(xiàn)對(duì)底盤(pán)分工系統(tǒng)的高精控制，進(jìn)一步提升汽車(chē)在安全、行駛方面的諸多性能。ESP二代系統(tǒng)的研發(fā)作為另一主要方向，是通過(guò)三個(gè)系統(tǒng)的高度有機(jī)結(jié)合來(lái)構(gòu)建更高的控制層，從而促使汽車(chē)在運(yùn)行安全性、舒適性、穩(wěn)定性方面得到進(jìn)一步延伸，利用網(wǎng)絡(luò)化連接技術(shù)改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行性能。就目前來(lái)看，兩種系統(tǒng)技術(shù)的研究都有一定難度，但是通過(guò)持續(xù)研究探索更多的技術(shù)難題勢(shì)必會(huì)被解決，從而促使汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用更進(jìn)一步。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)與汽車(chē)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性、舒適性密切相關(guān)，加強(qiáng)底盤(pán)控制技術(shù)中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、懸掛控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究對(duì)于未來(lái)進(jìn)一步提升汽車(chē)整體性能有積極意義，可有效指導(dǎo)汽車(chē)未來(lái)發(fā)展方向。

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