线控汽车底盘控制技术研究进展及展望

刘晓冬

摘要：随着汽车电子技术的不断发展，线控技术将逐渐在汽车上得到普遍应用，笨重的机械/液压系统将被精确的电子传感器和电执行元件所代替，传统汽车的操纵执行机构将发生根本性变化。目前汽车上几乎所有操纵控制都可以采用线控技术，线控技术及线控汽车的研究已经成为各国研究的热点。

关键词：线控汽车底盘控制；分析；发展

线控汽車发展现状，以及汽车线控转向系统、线控制动系统、线控驱动系统和线控悬架系统的各系统组成、工作原理和控制方法及研究现状进行了概述，总结了影响线控汽车发展的关键技术，并对信息传输、驾驶人意图与工况辨识、故障诊断与容错控制、底盘集成控制等技术的研究进展进行了综述。

一、线控驱动系统分析

线控驱动系统主要的构成部分如下：驱动执行器、加速踏板总成、驱动控制器等。在加速踏板踩下的时候，驾驶人通过踏板位置的传感器将相应的位置信号之后顺利的完成驱动控制器的传送。

1.传统内燃机汽车线控驱动控制。汽车动力学控制跟经济性控制的过程中，线控油门一般是在对节气门的线控的基础上实现的。如果是具备ESP的汽车，线控油门还可以发挥控制稳定性的作用，同时可以发挥驱动防滑的作用。传统节气门控制方法跟线控油门控制方法有着本质的区别，线控油门控制方法具有非常明显的精确性。严格按照各种行驶信息来使用发动机的空燃比进行精确调节，促使发动机燃烧状况实现进一步的改善，促使汽车经济性以及动力性实现进一步的提升。

2.多轮独立驱动电动汽车线控驱动控制分析。随着社会的发展，电机技术取得了进一步更新发展，车辆动力学也一样，取得了非常显著的成绩，电动汽车逐渐趋向多个电机独立驱动多个车轮。电机相比传统形式的内燃机来说，最为显著的特征就是响应特性非常的好、响应的速度非常的快，控制精度非常的高。因为多轮的独立的驱动电动汽车其每一个驱动车轮的转矩都是独立的，同时也是可以有效的控制控驱动控制分析。随着社会的发展，电机技术取得了进一步更新发展，车辆动力学也一样，取得了非常显著的成绩，电动汽车逐渐趋向多个电机独立驱动多个车轮。电机相比传统形式的内燃机来说，最为显著的特征就是响应特性非常的好、响应的速度非常的快，控制精度非常的高。因为多轮的独立的驱动电动汽车其每一个驱动车轮的转矩都是独立的，同时也是可以有效的控制的，所以，通过控制横摆力矩以及控制驱动力分配，驱动控制系统可以促使车辆的经济性以及稳定性得到进一步的改善。目前，我国研究的重点为轮毂电机电动汽车驱动控制工作，也是四轮独立驱动的有效研究。

二、线控转向系统分析

线控转向系统的使用可以从根本上脱离方向盘跟转向车轮两者之间的机械连接需要，车轮转向由电信号来有效的控制，可以完成汽车转向系角传递特性的实现，同时可以完成汽车转向系力传递特性的实现，可以完成其他大部分传统转向系统功能的有效发挥。线控转向系统组成部分主要有以下几个部分：路感模拟系统、线控转向系统控制器、转向执行总成等。在实际工作中，如果是传统的方向盘，那么就能够使用以下部件代替：开关、操纵杆、按钮等。相应在实际工作中，最大程度降低驾驶人驾驶装有线控转向系统汽车所产生的不适感，目前很多的线控转向系统，在设置方向盘的过程中，还是按照实际情况的需要适当的完成了方向盘组件的保留。因为线控转向系统的实现，促使机械连接显得多余，车轮转向发生了本质上的转变，例如：一开始为传统的驾驶人控制转变方向，最后使用该项系统之后，转化成为电或液压驱动系统来完成方向的控制。在实际工作中，我们重视系统的安全性，所以一部分线控转向系统会拥有两套驱动系统。例如：我们选择使用电液复合硬件冗余控制系统可以促使两套驱动系统中的一套驱动系统在运行过程中出现问题的时候就可以第一时间对其进行有效的处理干预，处理问题一般是选择使用备份驱动系统，有利于为汽车基本转向功能提供切实的保障。如果是四轮的独立型的转向电动车，那么我们可以在分析其实际性能的基础上使用四个转向电机，实现各个车轮转向的独立控制。线控转向系统控制主要包括以下几个部分的内容：路感模拟控制、主动转向控制等，线控系统共性问题包括容错控制策略。

1.路感模拟控制分析。因为取消了机械连接，线控转向系统需要模拟生成路感。线控转向系统实质上指的就是方向盘力感，这对于驾驶汽车的驾驶人来说是非常重要的一个信息来源，通过信息判断做出正确的选择。路感反映的实际内容包括以下几个方面：首先是路面的实际变化情况，其次是汽车的实际运动状态。主要在方向盘施加执行机构，主要有电动元件、弹簧元件等，执行机构的使用促使其在驾驶人转向的过程中产生一定程度的方向盘力矩。目前分析相关文献以及研究结果的基础上得到一共有2种线控转向系统路感模拟方法。第一种是在路感的基础上，产生动力学原理的基础上，完成设计计算。第二种方法是严重按照那部分传统经验完成设计。

2.主动转向控制。汽车转向由线控技术控制其具备最为显著的特点就是可以完成自由的设计，设计的内容为转向车轮到方向盘的转向角传动比大小。目前来说，存在很多的系统主动转向控制措施，同时也存在大量的设计方法，一般情况下，会按照汽车的稳定性以及汽车的操纵性划分主动转向控制措施划分为以下两个部分：首先是制定相应的主动转向控制策略，促使汽车稳定性得到最大程度的提升；其次制定相应的主动转向控制策略，促使汽车操纵性得到最大程度的提升。

三、线控汽车发展展望

线控汽车相对于传统汽车在控制方面具有非常显著的优势，但传统汽车由于采用机械和液压系统对汽车进行操纵控制，相对于线控技术成熟、稳定、安全。不同于飞机，汽车行驶环境复杂，因此线控技术要想在汽车上完全应用需要充分考虑安全性和稳定性问题。线控技术主要通过电池、电机、传感器、信号线、电线等电气部件实现，而电池蓄能、电机功率和扭矩特性、传感器精度、电线和信号线的行驶安全等问题都是汽车线控技术应用急需解决的问题。随着汽车电子的发展，高性能的电池、电机和传感器的不断出现，更为成熟有效的安全保障技术将为线控汽车的普及奠定良好基础。线控技术的发展将使传统汽车各个系统逐渐由线控系统取代，线控底盘集成控制将成为车辆未来发展趋势，汽车设计终将发生根本性变革，因此在2004年世界工程师汽车论坛上，人们就汽车线控技术的发展前景提出了未来的汽车将会是4个轮子加1个计算机的设计思想。基于线控技术，通过智能控制方法，变人适应车的现状为车适应人，最终实现自适应车辆的安全、智能驾驶。目前新能源电动汽车是应用线控技术的一个理想载体。迫于能源与环境的压力，随着线控技术、高速车载网络的发展和传感器、处理器性能的提高，车辆集成控制与线控、多传感器信息融合系统的有机结合，能够实现个性化特性设计、节能与环保的全线控电动汽车将成为线控汽车研究与发展的重要方向。

总之，线控技术的使用，一般都是通过以下几个方面的电气部件来实现的：电机、传感器、电池、信号线等。促使线控技术得到进一步的发展，促使线控系统逐渐取代传统汽车各个系统，发挥非常显著的现实意义，未来车辆的发展趋势将会趋向线控底盘集成控制。

参考文献：

[1]李宏宇，何泽星.浅谈线控汽车底盘控制技术研究进展及展望.2017.

[2]赵起强.探讨汽车底盘线控技术的应用与发展.2017.

[3]张宝峰，许海燕.浅析线控汽车底盘控制技术研究进展及展望.2017.