基于面向主動(dòng)安全研究汽車底盤集成控制策略

鄧林

（六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 237000)

0 引言

近年來，隨著人們對于交通安全的日益重視，傳統(tǒng)的被動(dòng)安全已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需求，專注于提升汽車行駛穩(wěn)定性及可控性的主動(dòng)安全研究已經(jīng)成為汽車安全領(lǐng)域的主流。而目前汽車企業(yè)對于主動(dòng)安全的研究尚處于起步階段，因此技術(shù)應(yīng)用還不夠成熟，目前主要運(yùn)用于汽車底盤的集成控制之中。本文也將結(jié)合對于主動(dòng)安全研究的分析，探討其在汽車底盤集成控制中的應(yīng)用策略。

1 汽車主動(dòng)安全簡析

提到汽車安全，我們第一時(shí)間聯(lián)想到的便是安全帶、安全氣囊以及近年來普及的ABS等技術(shù)。這些傳統(tǒng)的汽車安全技術(shù)具有一個(gè)相同的特點(diǎn)，即它們都是在汽車行駛出現(xiàn)異常時(shí)才發(fā)揮保護(hù)作用，因此這類技術(shù)也被成為被動(dòng)安全。被動(dòng)安全雖然可以有效降低事故中駕駛?cè)藛T受到的傷害，但是對于降低事故的發(fā)生幾率卻沒有幫助。而與之相對應(yīng)的主動(dòng)安全研究則是著重于對于汽車控制性能的提升，通過對汽車的動(dòng)力、轉(zhuǎn)向及制動(dòng)等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少汽車行駛過程中不同子系統(tǒng)間的配合問題，提升汽車的可操控性，降低汽車操作過程中的響應(yīng)時(shí)間，讓駕駛?cè)藛T對于汽車的操縱更為精準(zhǔn)，降低事故發(fā)生的機(jī)率[1]。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前基于電子傳感技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的汽車底盤集成控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了普及，可以實(shí)現(xiàn)對于汽車底盤的縱向、側(cè)向及垂向3類控制。但是目前汽車底盤集成控制技術(shù)中，不同系統(tǒng)間的配合不是很完善，對于整體性能及安全性的提升有限，因此面向主動(dòng)安全研究對于汽車底盤的集成控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化對提升汽車的安全性有著重要的意義。

2 汽車底盤集成控制系統(tǒng)優(yōu)化策略

面向主動(dòng)安全研究的汽車底盤集成控制系統(tǒng)優(yōu)化，主要集中在汽車轉(zhuǎn)向及制動(dòng)控制方面。在汽車的日常行駛過程中，其轉(zhuǎn)向與制動(dòng)均與汽車的安全息息相關(guān)，提高汽車轉(zhuǎn)向控制的精準(zhǔn)度以及制動(dòng)效果以縮短汽車制動(dòng)距離，都可以有效地提升汽車的安全性，避免事故的發(fā)生。

而針對這一系統(tǒng)的改良無疑符合主動(dòng)安全研究的要求，目前在汽車的底盤集成控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向與制動(dòng)過程已經(jīng)基本上得到了統(tǒng)一，但是由于這2個(gè)過程的調(diào)控對于汽車的行駛狀態(tài)有著較高的要求，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生互相干擾，因此需要提升該控制系統(tǒng)的控制精度以滿足汽車主動(dòng)安全的要求。而這一過程的難點(diǎn)在于汽車在行駛過程中其狀態(tài)參數(shù)的變化是非線性的，而且其各項(xiàng)參數(shù)也并非始終保持恒定，而是處于一種動(dòng)態(tài)變化的過程。

針對這一問題，研究人員首先需要建立完善的汽車動(dòng)力模型，對于汽車運(yùn)動(dòng)進(jìn)行細(xì)致的模擬，便于進(jìn)行底盤的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要加強(qiáng)傳感器的靈敏度，以便及時(shí)準(zhǔn)確地收集汽車行駛參數(shù)。隨后可以利用MPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對于現(xiàn)有ESC系統(tǒng)及AFS系統(tǒng)的集成，MPC系統(tǒng)可以根據(jù)汽車行駛狀態(tài)的變化及時(shí)對于轉(zhuǎn)向及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分別控制，在對兩系統(tǒng)操控性能進(jìn)行優(yōu)化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)，讓汽車底盤集成控制系統(tǒng)真正滿足汽車主動(dòng)安全的要求[2]。

對于汽車轉(zhuǎn)向及制動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化外，還體現(xiàn)在主動(dòng)懸架控制上。在傳統(tǒng)的汽車控制中，遲滯問題一直沒有解決，這也影響了汽車的轉(zhuǎn)向及制動(dòng)效果，這是由于汽車在這兩個(gè)過程中缺乏了垂向控制。通過主動(dòng)懸架控制，可以對于汽車的轉(zhuǎn)向及制動(dòng)進(jìn)行修正，進(jìn)一步提升其安全性。不過由于懸架控制對于汽車的影響是非線性的，因此在該過程中可以使用對于非線性變化擁有良好控制能力的SMVSC算法進(jìn)行控制。

3 結(jié)束語

隨著目前汽車的普及，其安全問題也日益凸顯，因此需要在傳統(tǒng)的被動(dòng)安全研究基礎(chǔ)上引入主動(dòng)安全研究，通過對汽車行駛過程中的控制進(jìn)行優(yōu)化，以提高汽車的可操控性及穩(wěn)定性。因此基于主動(dòng)安全研究，對汽車底盤集成控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，對轉(zhuǎn)向及制動(dòng)過程實(shí)現(xiàn)集成控制減少二者配合問題，引入主動(dòng)懸架控制，都可以有效改善汽車的安全性，避免事故發(fā)生。

[1]陳林,別玉娟.面向主動(dòng)安全的汽車底盤集成控制策略研究[J].河北農(nóng)機(jī),2015(1):52-53.

[2]張鐵軍.汽車底盤主動(dòng)安全集成控制技術(shù)研究[J].工程技術(shù):引文版,2016(3):00235-00235.