線控汽車底盤控制技術研究進展及展望

劉曉冬

摘要：隨著汽車電子技術的不斷發展，線控技術將逐漸在汽車上得到普遍應用，笨重的機械/液壓系統將被精確的電子傳感器和電執行元件所代替，傳統汽車的操縱執行機構將發生根本性變化。目前汽車上幾乎所有操縱控制都可以采用線控技術，線控技術及線控汽車的研究已經成為各國研究的熱點。

關鍵詞：線控汽車底盤控制；分析；發展

線控汽車發展現狀，以及汽車線控轉向系統、線控制動系統、線控驅動系統和線控懸架系統的各系統組成、工作原理和控制方法及研究現狀進行了概述，總結了影響線控汽車發展的關鍵技術，并對信息傳輸、駕駛人意圖與工況辨識、故障診斷與容錯控制、底盤集成控制等技術的研究進展進行了綜述。

一、線控驅動系統分析

線控驅動系統主要的構成部分如下：驅動執行器、加速踏板總成、驅動控制器等。在加速踏板踩下的時候，駕駛人通過踏板位置的傳感器將相應的位置信號之后順利的完成驅動控制器的傳送。

1.傳統內燃機汽車線控驅動控制。汽車動力學控制跟經濟性控制的過程中，線控油門一般是在對節氣門的線控的基礎上實現的。如果是具備ESP的汽車，線控油門還可以發揮控制穩定性的作用，同時可以發揮驅動防滑的作用。傳統節氣門控制方法跟線控油門控制方法有著本質的區別，線控油門控制方法具有非常明顯的精確性。嚴格按照各種行駛信息來使用發動機的空燃比進行精確調節，促使發動機燃燒狀況實現進一步的改善，促使汽車經濟性以及動力性實現進一步的提升。

2.多輪獨立驅動電動汽車線控驅動控制分析。隨著社會的發展，電機技術取得了進一步更新發展，車輛動力學也一樣，取得了非常顯著的成績，電動汽車逐漸趨向多個電機獨立驅動多個車輪。電機相比傳統形式的內燃機來說，最為顯著的特征就是響應特性非常的好、響應的速度非常的快，控制精度非常的高。因為多輪的獨立的驅動電動汽車其每一個驅動車輪的轉矩都是獨立的，同時也是可以有效的控制控驅動控制分析。隨著社會的發展，電機技術取得了進一步更新發展，車輛動力學也一樣，取得了非常顯著的成績，電動汽車逐漸趨向多個電機獨立驅動多個車輪。電機相比傳統形式的內燃機來說，最為顯著的特征就是響應特性非常的好、響應的速度非常的快，控制精度非常的高。因為多輪的獨立的驅動電動汽車其每一個驅動車輪的轉矩都是獨立的，同時也是可以有效的控制的，所以，通過控制橫擺力矩以及控制驅動力分配，驅動控制系統可以促使車輛的經濟性以及穩定性得到進一步的改善。目前，我國研究的重點為輪轂電機電動汽車驅動控制工作，也是四輪獨立驅動的有效研究。

二、線控轉向系統分析

線控轉向系統的使用可以從根本上脫離方向盤跟轉向車輪兩者之間的機械連接需要，車輪轉向由電信號來有效的控制，可以完成汽車轉向系角傳遞特性的實現，同時可以完成汽車轉向系力傳遞特性的實現，可以完成其他大部分傳統轉向系統功能的有效發揮。線控轉向系統組成部分主要有以下幾個部分：路感模擬系統、線控轉向系統控制器、轉向執行總成等。在實際工作中，如果是傳統的方向盤，那么就能夠使用以下部件代替：開關、操縱桿、按鈕等。相應在實際工作中，最大程度降低駕駛人駕駛裝有線控轉向系統汽車所產生的不適感，目前很多的線控轉向系統，在設置方向盤的過程中，還是按照實際情況的需要適當的完成了方向盤組件的保留。因為線控轉向系統的實現，促使機械連接顯得多余，車輪轉向發生了本質上的轉變，例如：一開始為傳統的駕駛人控制轉變方向，最后使用該項系統之后，轉化成為電或液壓驅動系統來完成方向的控制。在實際工作中，我們重視系統的安全性，所以一部分線控轉向系統會擁有兩套驅動系統。例如：我們選擇使用電液復合硬件冗余控制系統可以促使兩套驅動系統中的一套驅動系統在運行過程中出現問題的時候就可以第一時間對其進行有效的處理干預，處理問題一般是選擇使用備份驅動系統，有利于為汽車基本轉向功能提供切實的保障。如果是四輪的獨立型的轉向電動車，那么我們可以在分析其實際性能的基礎上使用四個轉向電機，實現各個車輪轉向的獨立控制。線控轉向系統控制主要包括以下幾個部分的內容：路感模擬控制、主動轉向控制等，線控系統共性問題包括容錯控制策略。

1.路感模擬控制分析。因為取消了機械連接，線控轉向系統需要模擬生成路感。線控轉向系統實質上指的就是方向盤力感，這對于駕駛汽車的駕駛人來說是非常重要的一個信息來源，通過信息判斷做出正確的選擇。路感反映的實際內容包括以下幾個方面：首先是路面的實際變化情況，其次是汽車的實際運動狀態。主要在方向盤施加執行機構，主要有電動元件、彈簧元件等，執行機構的使用促使其在駕駛人轉向的過程中產生一定程度的方向盤力矩。目前分析相關文獻以及研究結果的基礎上得到一共有2種線控轉向系統路感模擬方法。第一種是在路感的基礎上，產生動力學原理的基礎上，完成設計計算。第二種方法是嚴重按照那部分傳統經驗完成設計。

2.主動轉向控制。汽車轉向由線控技術控制其具備最為顯著的特點就是可以完成自由的設計，設計的內容為轉向車輪到方向盤的轉向角傳動比大小。目前來說，存在很多的系統主動轉向控制措施，同時也存在大量的設計方法，一般情況下，會按照汽車的穩定性以及汽車的操縱性劃分主動轉向控制措施劃分為以下兩個部分：首先是制定相應的主動轉向控制策略，促使汽車穩定性得到最大程度的提升；其次制定相應的主動轉向控制策略，促使汽車操縱性得到最大程度的提升。

三、線控汽車發展展望

線控汽車相對于傳統汽車在控制方面具有非常顯著的優勢，但傳統汽車由于采用機械和液壓系統對汽車進行操縱控制，相對于線控技術成熟、穩定、安全。不同于飛機，汽車行駛環境復雜，因此線控技術要想在汽車上完全應用需要充分考慮安全性和穩定性問題。線控技術主要通過電池、電機、傳感器、信號線、電線等電氣部件實現，而電池蓄能、電機功率和扭矩特性、傳感器精度、電線和信號線的行駛安全等問題都是汽車線控技術應用急需解決的問題。隨著汽車電子的發展，高性能的電池、電機和傳感器的不斷出現，更為成熟有效的安全保障技術將為線控汽車的普及奠定良好基礎。線控技術的發展將使傳統汽車各個系統逐漸由線控系統取代，線控底盤集成控制將成為車輛未來發展趨勢，汽車設計終將發生根本性變革，因此在2004年世界工程師汽車論壇上，人們就汽車線控技術的發展前景提出了未來的汽車將會是4個輪子加1個計算機的設計思想?；诰€控技術，通過智能控制方法，變人適應車的現狀為車適應人，最終實現自適應車輛的安全、智能駕駛。目前新能源電動汽車是應用線控技術的一個理想載體。迫于能源與環境的壓力，隨著線控技術、高速車載網絡的發展和傳感器、處理器性能的提高，車輛集成控制與線控、多傳感器信息融合系統的有機結合，能夠實現個性化特性設計、節能與環保的全線控電動汽車將成為線控汽車研究與發展的重要方向。

總之，線控技術的使用，一般都是通過以下幾個方面的電氣部件來實現的：電機、傳感器、電池、信號線等。促使線控技術得到進一步的發展，促使線控系統逐漸取代傳統汽車各個系統，發揮非常顯著的現實意義，未來車輛的發展趨勢將會趨向線控底盤集成控制。

參考文獻：

[1]李宏宇，何澤星.淺談線控汽車底盤控制技術研究進展及展望.2017.

[2]趙起強.探討汽車底盤線控技術的應用與發展.2017.

[3]張寶峰，許海燕.淺析線控汽車底盤控制技術研究進展及展望.2017.