盤點(diǎn)五種底盤控制技術(shù)設(shè)備

從目前底盤技術(shù)發(fā)展來(lái)看，越來(lái)越多的新電子控制設(shè)備被應(yīng)用于汽車上，其中許多新的底盤控制技術(shù)設(shè)備在汽車的安全性、動(dòng)力性、操作穩(wěn)定性等方面起著重要的作用。它包括全電路制動(dòng)系統(tǒng)（BBW，Brake-by-Wire）、汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)（RWS、ESPⅡ等）、汽車懸架控制系統(tǒng)（ADC、ARC等）以及現(xiàn)在發(fā)展起來(lái)的汽車底盤線控技術(shù)（線控?fù)Q檔系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、油門系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等），再加上汽車CAN總線的應(yīng)用，42V電壓技術(shù)的研究，如今汽車底盤控制技術(shù)正向電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展。
　　全電路制動(dòng)系統(tǒng)（BBW）
　　BBW是一種全新的制動(dòng)模式，它采用嵌人式總線技術(shù)，可以與防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）、電子穩(wěn)定性控制程序（ESP）、主動(dòng)防撞系統(tǒng)（ACC）等汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)更加方便地協(xié)同工作，通過(guò)優(yōu)化微處理器中的控制算法，可以精確地調(diào)整制動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程，提高車輛的制動(dòng)效果，加強(qiáng)汽車的制動(dòng)安全性能。BBW以電能作為能量來(lái)源，通過(guò)電機(jī)或電磁鐵驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器。因此，BBW的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，更趨向于模塊化，安裝和維修更簡(jiǎn)單方便。
　　控制單元是BBW的控制核心，它負(fù)責(zé)BBW信號(hào)的收集和處理，并對(duì)信號(hào)的推理判斷以及據(jù)此向制動(dòng)器發(fā)出制動(dòng)信號(hào)。此外，根據(jù)汽車智能化的發(fā)展趨勢(shì)，汽車底盤上的各種電子控制系統(tǒng)將與制動(dòng)控制系統(tǒng)高度集成，同時(shí)在功能上趨于互補(bǔ)。BBW采用雙重閉環(huán)控制方式，首先在各個(gè)電能制動(dòng)器中都有制動(dòng)力矩傳感器，可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控制動(dòng)力矩的大小，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力矩的閉環(huán)控制。其次在制動(dòng)過(guò)程中，各車輪轉(zhuǎn)速傳感器時(shí)刻監(jiān)視著車輪的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，ABS根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)判斷車輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
　　根據(jù)目前BBW的研究成果，投入使用還需要解決一系列問(wèn)題，其中主要是電能制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和性能的改善。電能制動(dòng)器要保證能夠獨(dú)立對(duì)車輛實(shí)施有效制動(dòng)，必須能產(chǎn)生足夠大的制動(dòng)力矩，對(duì)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)（或驅(qū)動(dòng)電磁鐵體）、驅(qū)動(dòng)力矩的傳動(dòng)系統(tǒng)、外部的供電系統(tǒng)提出了較高的要求?，F(xiàn)在比較成熟的想法是提高汽車的供電電壓，從原來(lái)的12V提高到42V，提高電壓可以有效地解決BBW的能源問(wèn)題。
　　汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)
　　1、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（RWS）
　　RWS能主動(dòng)讓汽車兩后輪的橫拉桿相對(duì)于車身作側(cè)向運(yùn)動(dòng)，使兩后輪產(chǎn)生一轉(zhuǎn)向角。RWS是由電子控制單元、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有整體式和分離式兩種。整體式是指汽車兩后輪的橫拉桿由同一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)，而分離式則指汽車兩后輪的橫拉桿由兩個(gè)不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)。對(duì)于整體式RWS執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用一個(gè)橫拉桿位移傳感器就能確定兩后輪的轉(zhuǎn)向角，但分離式RWS執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要至少兩個(gè)位移傳感器。由于分離式RWS執(zhí)行機(jī)構(gòu)的元件多，兩后輪的控制和協(xié)調(diào)比較復(fù)雜，現(xiàn)在研發(fā)更多的是整體式RWS執(zhí)行機(jī)構(gòu)。整體式RWS執(zhí)行機(jī)構(gòu)又分液壓式和機(jī)電式兩種，是由電動(dòng)機(jī)、螺母螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和安全鎖止機(jī)構(gòu)等組成，為了提高系統(tǒng)的可靠性，執(zhí)行機(jī)構(gòu)里安裝了一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器和一個(gè)螺桿位移傳感器，當(dāng)RWS出現(xiàn)故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)鎖止，兩后輪的轉(zhuǎn)向角不再發(fā)生變化，直到故障排除。
　　正常工作時(shí)，后輪的轉(zhuǎn)向角是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角和汽車行駛速度的函數(shù)，汽車低速行駛時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤的執(zhí)行機(jī)構(gòu)給后輪一個(gè)相應(yīng)方向相反的轉(zhuǎn)向角，從而使汽車在低速拐彎或停車時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑變小，使汽車轉(zhuǎn)向和停車更方便快速、舒適。當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，給后輪一個(gè)與前輪轉(zhuǎn)向角方向一致的轉(zhuǎn)向角，汽車的前后輪同時(shí)向同一方向轉(zhuǎn)向，可提高汽車的方向穩(wěn)定性，特別是汽車在高速行駛換道時(shí)，汽車不必要的橫擺運(yùn)動(dòng)會(huì)大大減小，從而增強(qiáng)了汽車的方向穩(wěn)定性。當(dāng)汽車在路面制動(dòng)時(shí)，同系統(tǒng)相配合，可及時(shí)通過(guò)主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向角來(lái)平衡制動(dòng)力所產(chǎn)生的橫擺力矩，既能保持汽車的方向穩(wěn)定性，又能最大限度地利用前輪的制動(dòng)力，改進(jìn)汽車的制動(dòng)性能。
　　2、ESPⅡ（或者ESPplus）
　　由于ESP系統(tǒng)在對(duì)轎車的行駛狀態(tài)進(jìn)行干涉時(shí)，只是通過(guò)對(duì)單個(gè)車輪施加制動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)轎車的行駛穩(wěn)定性，這時(shí)由脈沖制動(dòng)力引起的轎車振動(dòng)，乘員能夠感覺到。ESPⅡ能夠識(shí)別轉(zhuǎn)向輪與地面之間的附著系數(shù)，如果汽車在路面兩側(cè)附著系數(shù)不同的對(duì)開路面上制動(dòng)時(shí)，它朝著路面附著系數(shù)較大的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，即出現(xiàn)所謂的“制動(dòng)器拉動(dòng)”現(xiàn)象，在這種情況下，ESPⅡ能夠通過(guò)轉(zhuǎn)向輪朝路面附著系數(shù)較小的一側(cè)作些適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，以平衡“制動(dòng)器拉動(dòng)”的趨勢(shì)。
　　ESPⅡ?qū)⑵滢D(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向柱設(shè)計(jì)成兩部分，其中一部分含有一個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)中的電動(dòng)馬達(dá)對(duì)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角施加影響。ESPⅡ?qū)ζ囍苿?dòng)和轉(zhuǎn)向的干涉，是利用ESP的控制裝置基于一個(gè)擴(kuò)展的軟件來(lái)操控。