面向主动安全的汽车底盘集成控制措施探析

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年3月第8期   作者:韦建平
[导读] 科技创新带动了现代化发展,在实际应用中不仅提高了人们的生活水平,
        摘  要:科技创新带动了现代化发展,在实际应用中不仅提高了人们的生活水平,还为人们的生活带来了便利性。汽车作为当前科技的产物,现已走进了千家万户,但就目前情况来看,汽车在为群众带来便捷的同时也存在着各类安全问题。本文对主动安全的汽车底盘集成控制措施进行探析,对汽车主动安全进行概述,提出了汽车底盘集成控制的具体措施,并对汽车底盘集成控制进行了测试,仅供参考。
        关键词:主动安全;汽车底盘;集成控制;措施

前  言:
        汽车在当前社会愈发普及,使得汽车安全问题成为了当前的热点话题。传统的被动安全已经不足以满足当前汽车驾驶的要求,因此提对主动安全进行研究已经成为汽车安全领域的主流。目前汽车企业对于主动安全的研究尚处于起步阶段,技术应用还不够成熟,因此需要将主动安全运用于汽车底盘的集成控制之中,从而改善汽车的制动与转向,以汽车底盘的集成控制提高汽车的安全系数,从而优化汽车控制系统。
1 汽车主动安全概述
1.2汽车安全发展概述
        汽车被动安全系统包括汽车安全带、汽车安全气囊、汽车ABS等,汽车在行驶过程中出现异常情况,被动安全系统便会发挥其保护作用。被动安全是当前汽车内人员主要的保护形势,在实际应用中可以有效避免事故发生时人员受到伤害,但却无法降低事故的发生概率。而主动安全系统则侧重于提高汽车的整体性能,如汽车动力、汽车转向等系统,在减少子系统兼容问题的同时,提高汽车的可操作性,从而使汽车在行驶过程中更加安全,降低事故发生的概率[1]。
1.2汽车主动安全概述
        汽车安全系统划分所有不同,如被动安全系统主要用于对人的防护,而主动安全系统主要用于对车的控制。被动安全是保障车内人员安全的一措施,而主动保护则是从汽车主体上进行调控,从而提高汽车的安全性和稳定性,降低汽车在行驶过程中事故的发生概率。主动安全现已成为汽车安全领域的热点话题,其不仅关系着群众的生命财产安全,更关系着我国是否能够实现可持续发展。
2 汽车底盘集成控制措施
        汽车底盘集成控制系统是汽车主动安全的重要保障,主要包括了电子、传感、网络等技术,且在实际应用中能够形成纵向、垂向和侧向控制,提高汽车的可操作性性。当前时代的汽车技术领域及汽车安全领域也在朝着这一方向发展,下面将结合汽车底盘集成控制提出具体的措施,以供参考。
2.1制动与转向的集成控制
        制动与转向的集成控制是汽车底盘集成系统的重要组成部分,其可以实现制动与转向的集成,但是这一控制方法在实际应用过程中需要精确的控制模型,而汽车又是复杂的非线性系统,因此导致制动与转向的集成控制难以把控。当前集成控制已经成为了汽车领域的一项重要技术,但制动与转向集成控制系统在实际应用过程中难以实现最优化,其原因在于汽车工程需要对模型进行简化处理,导致模型的精确度难以得到保证[2]。
        汽车在形式过程中一直出于运动状态,在此过程中汽车的参数、性能都会出现变化,且在运行中也会受到环境、路况等外界因素的影响,因此整体状态难以把握,最优化控制也无法时刻保持“最优化”。基于此,可以在汽车实际运行的过程中运用模型预测控制(MPC)方法,实现 ESC系统和AFS系统的集成,以此克服模型误差的影响,该方法已经成为了未来汽车安全领域及汽车技术领域的重点之一,转向及制动可以有效提高汽车的运行效率。
2.2主动悬架控制
        汽车底盘集成控制还需要融入主动悬架控制,以此形成独立的集成控制系统。

传统的汽车底盘集成控制系统主要通过侧向、纵向力改变汽车操控,这样的操控模式极其容易出现失控现象,而悬架控制则可以增加垂直力,通过改变车轮垂直力载荷来影响侧向力和纵向力,实际应用可以使汽车操控更加稳定。主动悬架控制可以改变前后轴的等效侧偏刚度,因此可以通过设计综合滑模变结构控制和轮胎力,以最优分配算法的制动克服系统参数变化和外部扰动。同时,也可以通过非线性控制算法改变滑模变结构控制,实现转向和悬架集成控制,这该方法非常适用于汽车复杂的系统动力学控制。引入主动悬架控制,可以有效改善汽车的安全性,避免事故发生。
2.3传动控制系统
        随着技术的进步,现代化技术越来越多的应用在了汽车安全领域中,如电子传感技术及网络技术,将其应用在传动控制系统中能够优化汽车的整体控制。发动机横置特点是发动机曲轴轴线与车轮轴线平行,主减速器可以采用圆柱齿轮传动,如应用主动安全传动控制系统则可以优化发动机曲轴轴线与车轮轴线,使减速、变速、倒车、中断动力更加灵敏,进而提高汽车在正常行驶下的安全系数。
2.4底盘轮胎控制
        为了控制集成系统中轮胎控制与其他设备之间的冲突,需要将耦合作用合理应用,以此强化和完善系统功能,在此基础上还需要进行深度研究,以此提高汽车整体的安全性能。实现集成控制的过程中可以为一个轮胎安装高灵敏度的传感器,在行车状态下实时监视轮胎的各种数据,通过无线方式发射到接收器,并集成系统中显示各种数据,如轮胎漏气、温度升高等现象系统会自动发出警报,以此确保汽车行驶中的安全,延长轮胎的使用寿命。同时,也可以通过汽车ABS的轮速传感器对比转速差异,以此达到监视轮胎压力的目的。
3 汽车底盘集成控制的测试
3.1汽车底盘制动与转向集成测试
        面向主动安全研究的汽车底盘集成控制系统优化,可以有效地提升汽车的安全性,避免事故的发生。汽车的行驶状态会随着外界因素的影响而不断变化,因此需要对汽车底盘集成进行测试,加强传感器的灵敏度,以便及时准确地收集汽车行驶参数。在此过程中,可以利用MPC技术实现系统集成,以此对转向及制动系统进行分别控制,使两者在汽车实际运行过程中更加协调,满足汽车主动安全的要求。
3.2汽车底盘悬架控制集成测试
        除了需要对汽车转向及制动控制系统进行测试外,还需要测试集成系统的悬架控制。传统的汽车控制迟滞问题一直未能得到有效解决,这养的问题严重影响了汽车在运行时的安全性。因此,在现代化技术的应用过程中,需要对悬架控制集成系统进行测试,在测试的过程中需要修正当前存在的问题,以此进一步提升汽车的安全性。由于悬架控制是非线性的,在实际测试过程中也可以利用SMVSC算法来进行。
3.3汽车底盘集成系统测试
        汽车底盘集成控制系统的优化需要进一步总结和探索,对于改进是否有效还需要通过系统测试进行验证,且在实际测试中需要具备较高标准的条件。具体的汽车底盘集成系统测试平台搭建如下:
(1)基于PC Target 技术设置汽车底盘集成控制试验台,在试验台中模拟系统运行,满足实验的实际需求。
(2)围绕集成控制结构在测试台中开展模拟测试。
(3)结合 ISO 标准,运用集成控制算法进行测试和验证。
        通过最终实验的结果表明,汽车底盘集成控制系统可以有效提高汽车在行驶过程中的稳定性,由此可以看出上述措施具有重要的意义和作用,有效应用可以为汽车领域的深化发展奠定基础。
结束语:
        我国科学技术带动了汽车领域的发展,但安全问题也日益凸显。因此,需要对汽车的安全系统不断优化,利用现代化技术提高汽车的可操控性及稳定性,将汽车控制进行优化,使主动安全切实发挥出实际作用。
参考文献:
[1]陈林,别玉娟.面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究[J].河北农机,2015,000(001):52-53.
[2]邓林.基于面向主动安全研究汽车底盘集成控制策略[J].汽车与驾驶维修:维修版,2018,000(001):124-124.
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