汽車底盤的新技術發展淺談

李強 于飛

近年來，我國汽車產量飛速增長。目前我國汽車的產量和銷量均超過了2000萬輛，增長速度超過了4%，穩定在全球第一。隨著汽車市場的熱化與穩定，人們對汽車質量要求越來越高，對汽車的專業認識也越來越深入，對汽車的各個方面都開始進行關注，同樣，對汽車底盤的各方面性能也開始關注，并有了更高的要求，涉及汽車底盤的安全性、材料、工藝和電子新技術的應用。當前備受關注的汽車底盤新技術主要有，轉向控制系統、線控制動系統、主動懸架控制系統、連續控制底盤系統，以及底盤線控系統。

一、汽車底盤新技術概述

1.轉向控制系統

為了改善操作者的轉向操縱感，讓操作者的體能消耗減輕，將汽車的轉向性提高，出現了轉向控制系統，其控制系統包括主動前輪轉向系統、車身電子穩定系統和后輪轉向系統等等。當汽車進行低速行駛時，操作者作用到方向盤的轉向力能夠得到減少；當汽車進行高速行駛的時候，適度的轉向力能夠通過轉向盤反饋給操作者。

車身電子穩定系統，是一種牽引力控制系統，其主要組成部分有車輪傳感器、轉向傳感器、橫向加速度傳感器、方向盤油門剎車踏板傳感器、側滑傳感器等等。它與其他的一些牽引力控制系統進行比較，具有可以控制驅動輪和從動輪的優點。車身電子穩定系統的工作原理是利用各種傳感器對汽車的行駛狀態進行監控，同時配合操作者的操控動作，通過對汽車失穩程度的電腦估算，可以計算出穩定行駛的調節參數。車身電子穩定系統，是汽車主動安全性控制系統的一種，是當前智能主動防滑穩定系統的最高形式，是對ASR/ABS/EBD集成的發展和延伸。

主動前輪轉向系統，能夠根據速度狀態對傳動比進行調節，同時也能夠對汽車的穩定性進行控制。當汽車處于低速行駛狀態的時候，傳動比比較小，轉向直接，轉向盤的轉動圈數減少，汽車的操控性、靈活性都得到了提高；當汽車處于高速行駛狀態的時候，傳動比比較大，汽車的安全性和穩定性都得到了提高。通過主動前輪轉向系統，讓操作者能夠充分體會真實的路感，更值得關注的是，主動前輪轉向系統不僅將汽車的機動性和安全性大幅度提高了，而且增加了駕駛樂趣。

后輪轉向系統的執行機構包括整體式和分離式兩種，主要組成包括傳感器、電子控制單元，以及執行機構等。在正常情況下，汽車行駛速度、轉向盤轉向角和后輪轉向角三者之間成函數關系。當汽車處于低速行駛的狀態時，后輪會接受由轉向盤執行機構傳來的相應方向相反的轉向角，從而減小汽車停車或拐彎時的半徑；當汽車處于高速行駛的狀態時，后輪會接受由轉向盤執行機構傳來的相應方向一致的轉向角，從而提高汽車的方向穩定性。

2.線控制動系統

所謂線控系統，就是執行機構和操縱機構兩者沒有機械聯結和機械能量的傳遞，駕駛員的操縱指令通過傳感器件感知，再采用電信號等形式經過網絡傳遞給執行機構與電子控制器。其中，執行機構利用外部能源完成相應的任務，而其執行的整個過程和執行結果受電子控制器的控制與監測。

汽車底盤線控系統的核心是線控驅動系統、線控轉向系統和線控制動系統。線控驅動系統是電子控制器根據駕駛員指令來控制發動機的轉速和方向，并且通過加速踏板來控制發動機輸出扭矩的大小。線控轉向系統由轉向系統、電子控制系統和方向盤系統三部分組成，去除了轉向輪與轉向盤之間的機械連接裝置，使得其自身與其它系統更加協調。線控制動系統由接收單元、踏板行程傳感器和制動踏板等組成，經制動控制器接 收車輪傳感器信號、踏板信號與制動信號來控制車輪制動。

3.主動懸架控制系統

汽車主動懸架控制系統主要由前車身高度傳感器、后車身高度傳感器、轉向盤轉向與轉角傳感器、節氣門位置傳感器和車速傳感器、控制開關、電子調節懸架電控單元和執行器等組成。主動懸架控制系統的基本要求是：在汽車行駛路面、行駛速度和載荷變化時，自動調節車身高度、懸架剛度和減震器阻尼的大小，從而改善汽車的行駛平順性。汽車主動懸架控制系統主要有主動車身穩定控制系統、連續性阻尼控制系統等。

3.1主動車身穩定控制系統

主動車身穩定控制系統（ActIve Body ControI，簡稱ABC）是主動懸架系統先進技術的代表。ABC系統使汽車對側傾、俯仰、橫擺、跳動和車身高度的控制都能更加迅速、精確。車身的側傾小，車輪外傾角度變化也小，輪胎就能較好地保持與地面垂直接觸，使輪胎對地面的附著力提高，以充分發揮輪胎的驅動、制動作用。汽車的載重量無論如何變化，汽車始終以懸架的幾何形式保持車身高度不變。

3.2連續性阻尼控制系統

連續性阻尼控制系統（Continuous Damplng Contro J，簡稱CDC）是一種智能識別道路狀況的最新汽車減震系統。CDC由電子控制單元、CAN、4個車輪垂直加速度傳感器、4個車身垂直加速度傳感器和4個阻尼器比例閥組成。CDC的工作原理是，電子控制單元根據傳感器傳來的信號和用戶給予的控制模式，經過運算分析后向懸掛發出指令，懸掛可以根據電子控制單元給出的指令改變懸掛的剛度和阻尼系數，使車身在行駛過程中保持良好的穩定性能，并且將車身的震動響應控制在允許范圍內。

4.連續控制底盤系統

連續控制底盤系統，能夠對動力分布、懸掛進行調節，主要是由持續調校懸掛系統和電子控制全時間四輪驅動系統組成，通過橫向、縱向、傾斜、滾動感應器、車輪速度、輸出馬力、制動力、方向盤角度等數據，進行調節。

5.底盤線控系統

線控驅動系統、線控制動系統和線控轉向系統是汽車底盤線控系統的核心內容。執行機構執行的整個過程和執行結果都在電子控制器的控制和監測下進行。

二、汽車底盤新技術的發展方向

隨著汽車底盤中的轉向控制系統、主動懸架控制系統、線控制動系統、底盤線控系統，以及連續控制底盤系統等新技術在汽車制造中的廣泛應用，技術的不但成熟，汽車的安全性能、舒適程度都得到了很大的改善，那么這些新技術的集成融合，形成整體的汽車底盤智能控制系統必然成為未來汽車底盤技術的發展方向，在集成化方面，未來的發展方向主要體現在A 汽車底盤技術的發展方向是，將線控制動系統、轉向控制系統、主動懸架控制系統、底盤線控系統、連續控制底盤系統等新技術集成融合在一起，組成汽車底盤智能控制系統。上述全部系統功能集中在一個電子控制單元（Electronic ControI UnIt，簡稱ECU），再通過CAN總線實現信息共享、集中控制，提高各自單獨控制的性能和資源的合理分配。目前，基于串行通信傳輸的網絡結構成為一種必然選擇，而CAN總線是由博世公司提出的CAN標準，相對來說比較成熟，可以在汽車底盤技術集成網絡化中廣泛應用。

在集成化方面，汽車底盤技術的趨勢是將ABS、ASR、ESP集成，將ABS、ASR、ACC集成。前者在制動、加速和轉向方面滿足了用戶的較高要求，解決了汽車在制動和驅動時的方向穩定性問題，鮒汽車的主動行駛安全具有較大的貢獻；后者具有優先用戶操作的功能和ABS優先工作的功能，在實時動態監控、數據計算和確定汽車行駛狀態和車輪轉動狀態上體現了優越性。BS/ASR/ESR的集成和ABS/ASR/ACC集成兩個方面，并成為主要趨勢。

三、結語

汽車底盤新技術主要包括線控制動系統、轉向控制系統、主動懸架控制系統、底盤線控系統和連續控制底盤系統等。相關技術的最新研究和發展趨勢是，利用高速網絡將各種控制系統聯成一體形成總體控制系統，以提高汽車的主動安全性、機動性和舒適感。

參考文獻：

[1]邱官升.汽車底盤新技術與行車安全[J].陜西交通職業技術學院學報，2011，（1）：20-22.

[2]豪仁.透過上海車展看汽車新技術系列報道之汽車底盤技術的發展趨勢[J].汽車維修與保養，2011，（8）：52-55.

[3]徐峰.汽車實用新技術的發展應用現狀及分析[J].科技傳播，2010，（15）：116-11

（作者單位：1.精誠工科汽車系統有限公司底盤研究院；

2.浙江吉利新能源商用車集團有限公司）