随着汽车工业的发展,汽车越来越重,车速越来越高,这些变化除了对汽车的基础制动能力提出了更高要求外,也对车辆的稳定性提出了更高挑战。根据对汽车安全性研究显示,在道路交通事故中,大约10%的事故是由于车辆在制动瞬间偏离预定轨道或甩尾造成的。众所周知,完善底盘的制动性能是减少交通事故的重要措施,而对制动进行主动干预是完善制动性能的关键。

虽然对制动系统进行主动干预以提高车辆稳定性的理论研究很早就已经展开,但是真正落地却要依赖技术上的天时地利,液压制动替代传统的机械制动的广泛应用以及机电技术的发展给实现制动主动干预提供了技术基础,并为实现驱动主动干预甚至悬架主动干预提供了可能。自此,从最开始的制动防抱死系统 (Anti-lock Brake System, ABS)到今天的车辆动态控制系统 (Vehicle Dynamic Control, VDC),底盘电子稳定性系统开始了华丽的进化之路。

然而底盘电子稳定性系统的进化还没有停止。智能底盘新的E/E架构又给底盘电子稳定性系统带来了新的优化方向,比如在底盘域控制器的控制下各个子系统协同工作可以实现更快速的稳定性控制。智能底盘与电子稳定性系统这一话题正在成为主流主机厂和供应商的研究热点。

智能底盘与电子稳定性系统

在今天汽车电动化和智能化的浪潮之下,传统动力升级为三电系统,底盘系统上传统的机械零部件得到精简,电控程度越来越高;与此同时,随着辅助驾驶系统(如ACC、AEB等)的日益普及和自动驾驶系统的逐步落地,衍生出了越来越丰富的智能化场景的新需求。

另一方面,消费市场对汽车定位也在发生改变。终端消费者不再只将汽车视为运载工具,汽车变成了提高生活品质的载体和空间,这一消费趋势意味着行业在追求汽车智能的同时,也需要更进一步地提高汽车的舒适性和驾驶质量,为消费者提供更愉悦的用车体验。

在这一浪潮的驱动下,汽车对底盘系统也提出了更高的要求,更加智能的底盘才能适应汽车电动化和智能化的发展需要。对智能底盘的新要求可以概况为四类:

有个性: 根据客户驾驶习惯提供个性化定制

高性能: 系统响应更加精准和迅速

可成长: 系统具备自学习能力并支持OTA升级

高安全: 产品安全和信息安全多重安全保证

虽然从目前的市场表现看,底盘系统还处于机电混合时期,但是已经可以看到正在向智能底盘过渡的趋势。

首先是线控技术在汽车上的普及和进化。线控技术源于飞机控制系统,它将飞机驾驶员的操纵命令转换成电信号,通过电缆直接传输到自主式舵机。线控技术最大的优势是响应精准迅速,这一优势在汽车线控技术上得到继承。当前各个底盘控制子系统基本都已经实现线控。

随着自动驾驶的演变,驾驶员的角色得到弱化,方向盘和踏板的作用逐渐减弱。电控系统和驾驶员机械接口解耦,可以更加灵活地对底盘系统特性进行调节,从而满足不同客户的个性化需求,这是线控底盘的另一优势。

其次,智能驾驶系统E/E的变革也催生了智能底盘E/E的进化。在机电混合时期,底盘系统的E/E架构为简单的子系统ECU的叠加,虽然子系统间有合作,但是这些合作仅体现在信息共享层面,各个子系统依旧“各自为营”,功能控制受到彼此的制约,响应迟缓,没有体现出“1+1>2”的效果。

车辆动态控制系统 (Vehicle Dynamic Control, VDC) 的性能就受制于传统E/E架构的约束。VDC依赖转向系统和制动系统的状态输入来判断车辆是否有出现转向不足或转向过度的趋势,并通过对轮端制动力的修正进行横摆角速度控制使车辆重新回到稳定状态,虽然转向系统对车辆稳定性有直接影响,但是VDC并不直接干预转向系统的方向盘转角控制,因此,在这个过程中转向系统的表现会对稳定性调节的速度产生实时的影响, 但其影响只能让制动系统处于“补救调节”的循环中。换句话说,转向系统对稳定性控制无法起到“主动辅助”的作用。

在基于底盘域控制器的新E/E架构下,智能控制核心功能集中于域控制器内,实时对各个子系统进行协同控制,精准且快速响应,打破子系统间功能简单叠加的壁垒。

比如同样是VDC系统,域控制器可以综合各个子系统反馈的车辆状态,在车辆达到动态稳定性极限之前就及时介入控制,对制动和转向甚至悬架进行快速修正,和传统控制相比,由传统的“补救型控制”转变为“预防型控制”,不仅更安全,也让驾驶员更加舒适。

可以预见,随着智能底盘的演进,电子稳定性系统将会迎来革命性的进化, 进化的趋势主要是“协同合作”、“补救变预防”以及“快速精准”。与此同时,电子稳定性系统将不仅仅由某个供应商独立提供,而是变成一个涉及多方控制器的复杂系统,各个子系统协调配合的程度将直接决定电子稳定性系统的性能。

(信息来源:搜狐汽车)

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