汽车底盘控制技术的研究

1、汽车底盘控制技技术的研究1 汽车底盘电电子控制的理理论基础和特特征汽车底盘最最主要的功能能就是让汽车车按驾驶员的的意愿作相应应的加速、减减速和转向运运动。由图11可见，驾驶驶员是通过汽汽车里的操纵纵元件(转向向盘、油门和和制动踏板)来表达其意意向，相应的的执行量是前前轮的转向角角及车轮上的的驱动力矩或或制动力矩，真真正起作用的的是轮胎的纵纵向力和侧向向力。汽车轮轮胎力的主要要影响因素是是路面的附着着系数、车轮轮的法向力、车车轮滑动（转转）率和车轮轮侧偏角。因因此，汽车底底盘控制的基基本思路和原原理就是在给给定的路面附附着系数和车车轮法向力的的情况下对车车轮滑动(转转)率和侧偏偏角进行适当当的影

2、响和控控制，来间接接调控轮胎的的纵向力和侧侧向力，最大大限度地利用用轮胎和路面面之间的附着着力，提高汽汽车的主动安安全性、机动动性和舒适性性。汽车底底盘的电子控控制是一个多多系统相互影影响，相互作作用的复杂系系统工程，具具有以下特征征。图1 驾驶员、轮轮胎力和汽车车运动的相互互关系(1)不同的控制制系统经常共共用同一传感感器、执行机机构、甚至电电子控制单元元。如轮速传传感器的信号号几乎被所有有。的底盘控控制系统所使使用。(2)同一个控制制目标可由不不同的控制系系统单独或者者共同来控制制。如汽车在在离散型路面面上制动时方方向稳定性可可通过ABSS、ESP、AAFS和RWWS来控制。(3)同一个控

3、制制系统可能会会对多个变量量同时进行控控制，并且拥拥有多个执行行机构。如TTCS的控制制变量有车轮轮的滑转率和和车轮的角加加速度，其执执行机构有发发动机节气门门开度的调节节器和轮缸里里制动液压的的调节装置。(4)同一个控制制变量同时受受不同的控制制系统所控制制。如车轮滑滑动率同时受受ABS和EESP的控制制。2 汽车底盘常常见的电子控控制系统21 汽车制制动和驱动的的电子控制系系统211 汽汽车防抱死制制动系统ABBS(anttilockk brakke sysstem)汽车在制动过程程中，当车轮轮滑动率在330左右时时，制动力系系数最大(见见图2)。此此时车轮能获获得的地面制制动力也最大大。

4、当制动力力矩进一步增增加，车轮滑滑动率将快速速增大，制动动力系数不但但不再增大了了，反而逐渐渐减小。显然然，车轮滑动动率在大于入入时，制动力力系数处于非非稳定区域。因因此希望将车车轮滑动率控控制在稳定区区域里。从侧侧向力系数和和滑动率的关关系曲线可以以看出，滑动动率越小，侧侧向力系数越越大。当车轮轮完全抱死时时，其侧向力力系数几乎为为零，完全失失去了承受侧侧向力的能力力。当这种现现象发生在前前轮时，汽车车失去转向能能力；如果发发生在后轮，汽汽车将发生后后轴侧滑，失失去稳定性。把把滑动率保持持在稳定区域域里就是ABBS的主要控控制目标。图2 制动力系系数B、侧向力系系数S，和滑动率率B的关系曲线

5、线ABSS基本上都是是由电子控制制单元(ECCU)、轮速速传感器和制制动压力调节节装置等组成成。轮速传传感器是ABBS十分重要要的部件。它它要向电子控控制单元(EECU)及时时地提供可靠靠、精确的车车轮转速。轮轮速传感器可可分为电磁式式、霍尔式和和磁阻式。其其中电磁式传传感器是一种种被动式轮速速传感器，因因为它不需要要外部电源就就能产生相应应的电信号。其其结构简单、成成本低。但是是，当车速很很低时，输出出信号太弱，AABS无法正正常工作。当当车速过高时时，传感器的的频率响应跟跟不上，容易易出现错误信信号。另外还还有抗电磁波波干扰能力较较差和不能识识别车轮的转转动方向等缺缺点。目前，AABS系统

6、越越来越多地使使用霍尔式或或磁阻式主动动轮速传感器器，从而消除除了电磁式轮轮速传感器的的不足。电子控控制单元(EECU)是AABS系统的的控制中心。它它由硬件和软软件两部分组组成。其硬件件部分包括输输入电路、运运算电路、电电磁阀及电动动液压泵控制制电路和安全全保护电路等等。ECU软软件具有运算算控制和系统统监测两大功功能。当系统统的各组成部部分都运行正正常时，ECCU接收传感感器的输入信信号，然后按按一定的控制制策略和运算算逻辑进行处处理和计算，从从而形成相应应的控制指令令，对制动压压力调节装置置进行控制。当当ECU监测测到系统工作作不正常时，会会自动终止AABS系统工工作，同时点点亮ABS警

7、警示灯。此时时传统的制动动系统照常工工作，不受任任何影响。新型的的ABS基本本上都使用由由2位2通道道电磁阀、低低压储液室、电电动泵组成的的压力调节装装置(图3)。根据不同同工况阶段，压压力调节装置置可进入4种种不同的压力力调节模式：普通制动、保保压制动、减减压制动和增增压制动。图3 ABS制制动压力调节节装置ABSS是在传统的的制动系统里里串联进去了了制动压力调调节装置，传传统的制动系系统不需改动动。即使ABBS发生故障障，传统制动动性能照常工工作。ABSS的另一特点点是不依赖于于其他系统。AABS是电子子控制在汽车车应用中最成成功的范例之之一。212 牵牵引力控制系系统TCS(tractt

8、ion ccontroo lsysstem)当汽车驱驱动轮的驱动动力矩过大时时，驱动轮会会相对地面作作滑转运动。一一般希望驱动动轮的滑转率率不要超过220，这样样不仅能获得得最大的地面面驱动力，而而且驱动轮还还能承受一定定的侧向力。这这种对驱动轮轮滑转率进行行控制的系统统称为TCSS系统。它是是在ABS的的基础上发展展起来的。它它不仅要对AABS的制动动压力调节装装置进行扩展展，而且还需需要发动机电电子管理系统统(EMS)的有机配合合。在绝大大多数汽车里里，TCS同同ABS共用用同一个ECCU。只是在在软件部分增增加了TCSS的运算、监监测和控制模模块。TCSS的ECU根根据传感器的的输入信号

9、，来来识别和判断断汽车的行驶驶状况。如发发现汽车驱动动轮的滑转率率超出相应的的门限值，TTCS系统将将对执行机构构发出相应的的控制调节指指令。其执行行机构分为发发动机节气门门调节机构和和驱动轮制动动压力调节装装置两部分。发动机机节气门调节节机构是对汽汽车的2个驱驱动轮进行对对称式的控制制和调节。要要求发动机输输出转矩减少少的控制称为为ASR控制制；而对发动动机输出转矩矩增大的控制制则称为MSSR控制。当当2个驱动轮轮的滑转率都都超出相应的的门限值，这这时需要减小小发动机的输输出转矩。对对发动机的节节气门进行相相应的调节，同同步减小2个个驱动轮的驱驱动力矩，获获得所期望的的驱动轮滑转转率。当汽车

10、车在低附着路路面上作怠速速行驶时，发发动机的输出出力矩为负值值，驱动轮在在发动机的制制动力矩作用用下会产生一一定的滑转率率。当驱动轮轮的滑转率过过大时，汽车车将失去其方方向稳定性。此此时TCS系系统将通过EEMS来增大大发动机输出出转矩，从而而减小驱动轮轮的滑转率。由由此可见，TTCS的正常常工作离不开开EMS的有有机配合。TTCS系统是是通过CANN从EMS获获得有关信号号，并将控制制指令通告给给EMS。因因此TCS系系统已实现了了最初的汽车车动力学控制制的电子化、智智能化和网络络化。驱动轮轮制动压力调调节装置是对对汽车的2个个驱动轮进行行非对称式的的控制和调节节。当左右驱驱动轮的滑转转率相

11、差悬殊殊时，对滑转转率较大的驱驱动轮进行制制动力的控制制来减小2个个驱动轮的轮轮速差。TCCS系统的这这种控制模式式也叫做BTTCS。主要要应用于汽车车在Spliit路面以及及汽车在弯路路上的加速行行驶。在有些些情况下TCCS需要同时时进行ASRR和BTCSS控制，才能能获得最佳的的驱动力和汽汽车的方向稳稳定性。TCSS制动压力调调节装置(图图4)是在AABS制动压压力调节装置置的基础上，对对每个制动回回路增加2个个电磁阀(隔隔离阀和低压压阀)。在进进行BTCSS控制时，隔隔离阀断开，低低压阀连通，低低压油从制动动主缸由电动动泵输送到驱驱动轮制动轮轮缸里，产生生所需要的轮轮制动压力。图4 TC

12、S/ESP制动动压力调节装装置工作原理理图213 汽汽车动力学电电子稳定控制制系统ESPP(elecc-tronnic sttabiliity prrogramm)ESSP是通过调调节车轮纵向向力大小及匹匹配来控制汽汽车的横摆运运动，使汽车车具有良好的的操纵性和方方向稳定性的的主动安全控控制系统。EESP的基本本原理是通过过传感器和运运算逻辑来识识别驾驶员对对汽车的期望望运动状态，同同时测量和估估算出汽车的的实际运动状状态。当两者者之间的差大大于给定的门门限值时，按按一定的控制制逻辑对车轮轮的纵向力大大小进行相应应的控制和调调节，使作用用在汽车上的的横摆力矩发发生变化。附附加的横摆力力矩迫使汽

13、车车作相应的横横摆运动，让让汽车的实际际运动状态更更接近驾驶员员对汽车的期期望运动状态态。为了识识别驾驶员对对汽车的期望望和得知汽车车的实际运动动状态，ESSP系统需要要比ABS和和TCS更多多的传感器。它它们是转向盘盘转角传感器器、汽车横摆摆角速度传感感器、横向加加速度传感器器和制动主缸缸的液压传感感器。ESPP和TCS系系统使用相同同的执行机构构。当汽车车在弯道行驶驶时，如果汽汽车行驶轨道道和驾驶员所所期望的轨道道不一致(图图5)，ESSP系统会通通过制动压力力的干预或者者发动机输出出转矩的调节节，来改变汽汽车的运动。当当汽车的实际际运动曲线半半径小于驾驶驶员所期望的的轨道半径时时，汽车有

14、过过度转向的特特征。此时，EESP在汽车车的前外轮施施加一个制动动力。一方面面，制动力对对汽车产生一一个横摆回正正力矩；另一一方面，由于于制动力的增增加，作用在在此车轮上的的侧向力会相相应减小，从从而产生另一一个横摆回正正力矩。汽车车在这两个附附加回正力矩矩的作用下会会返回到驾驶驶员所期望的的轨道上来。当当汽车有不足足转向时，EESP有两种种干预方法。其其一是在汽车车的后内轮施施加一个制动动力，使汽车车的横摆运动动加剧，让汽汽车返回到驾驾驶员所期望望的轨道上来来；另一种是是减小发动机机输出转矩，相相应的驱动力力也随之减小小，汽车将作作减速运动。此此时，前轴的的法向力增大大，后轴的法法向力减小。

15、相相应的前轴侧侧向力增大，后后轴侧向力减减小，从而加加剧汽车的横横摆运动，使使汽车的实际际运动状态更更接近驾驶员员的期望值，提提高了汽车的的方向稳定性性。图5 ESP对对汽车运动的的控制效应22 汽车转转向系统的电电子控制汽车转向系系统的电子控控制是通过对对车轮转向角角的电子控制制来实现的。常常见的系统有有主动前轮助助力转向系统统(EPS)、主动前轮轮叠加转向系系统(AFSS)和主动后后轮转向系统统(RWS)。221 主主动前轮电动动助力转向系系统EPS2(ellectriic powwer stteerinng) 传统的动力力转向能使驾驾驶员操纵轻轻便，减小路路面对转向盘盘的冲击，同同时能让

16、转向向盘具有自动动回正的能力力。EPS能能更好地满足足以上要求。特特别是在使驾驾驶员操纵轻轻便方面，电电动助力转向向系统可根据据汽车的行驶驶速度，灵活活地调节助力力大小。在低低速停车时，所所需要的转向向力矩最大。此此时EPS能能相应地加大大助力强度，提提高汽车驾驶驶的舒适性。在在装有停车辅辅助系统的汽汽车里，EPPS在停车时时能自动回正正转向盘。 EPSS主要有3种种不同的安装装方案：(11)安装在转转向轴上；(2)安装在在转向器的齿齿条上；(33)安装在转转向器的横拉拉杆上。但EEPS的结构构和工作原理理都大同小异异。在此仅对对第1种安装装方案的EPPS作简单介介绍。此方案案已用于新型型的宝

17、马BMMWZ4车。EPSS由电子控制制器、电动机机及运动传动动机构、电动动机转速传感感器、转向盘盘转角传感器器和转向盘力力矩传感器等等部分组成(图6)。由由于EPS可可按需要给转转向盘施加一一个额外力矩矩，这一力矩矩可用于对驾驾驶员的提提示信号，实实现转向建议议功能DSRR(drivver stteerinng reccommenndatioon)。让EEPS系统和和ESP系统统相互结合，来来识别和判断断驾驶员的意意向以及汽车车的运动状况况。一旦发现现汽车过度转转向或当汽车车在Spliit路面制动动时，DSRR可及时地提提示和建议驾驾驶员作出快快速和正确的的反应，从而而提高汽车的的安全性。图6

18、 EPS的的主要组成部部分222 主主动前轮叠加加转向系统AAFS3(actiive frront ssteeriing)AFS系统统能在驾驶员员通过转向盘盘施加给前轮轮的转向角的的基础上，通通过AFS的的执行机构给给前轮叠加一一个额外的转转向角。此额额外的转向角角由电子控制制单元根据转转向盘转角和和汽车的一些些运动变量计计算。AFSS的执行机构构由电动机、自自锁式蜗轮蜗蜗杆机构、行行星齿轮机构构等组成。AAFS一般串串联在转向盘盘和转向器之之间(图7)。转向器的的输入角V由转向盘转转角S和电动机转转角M。线性叠叠加而成。为为了得知和控控制前轮转向向角，需要安安装一电机转转角传感器。AAFS电

19、子控控制单元通过过CAN获得得转向盘转向向角，汽车行行驶速度等信信息。同时将将转向器的输输入角V及转向器的的输入角速度度传递给CAAN网络。由由于前轮转向向系统增加了了一个运动自自由度，通过过合适的前轮轮转向角叠加加能实现一些些传统转向系系统无法实现现的新功能。其其中最主要的的功能是转向向系统的变传传动比和对前前轮转向角的的动态干预和和调节，来影影响汽车的动动态性能，从从而使汽车的的舒适性、机机动性和稳定定性得到一定定的改善。AAFS转向系系统的传动比比是根据汽车车行驶速度来来变化的。当当汽车低速行行驶时，AFFS的执行电电动机叠加一一个与转向盘盘转角S同向的电机机转角M，使转向盘盘转角与前轮

20、轮转向角的比比值变小。其其转向更直接接、快速、舒舒适。当汽车车高速行驶时时，AFS叠叠加一个与转转向盘转角S反向的电机机转角M，使转向盘盘转角与前轮轮转向角的比比值变大。其其转向变得更更为间接，所所需要的转向向盘转角变大大，能提高汽汽车高速行驶驶的转向精确确度，从而改改善汽车的操操纵性。同EESP系统相相配合，AFFS能在一定定范围内进行行汽车的横摆摆角控制。特特别是当汽车车在Spliit路面制动动时，AFSS能通过主动动的前轮转向向角来平衡制制动力所产生生的横摆力矩矩，使汽车的的操纵稳定性性得到改进。由由于转向盘和和汽车前轮仍仍然保持着机机械式连接，其其安全自保性性能好。当AAFS出现故故障

21、时，电动动机自动锁止止，传统的转转向系统仍然然照常工作。图7 主动前轮轮叠加转向系系统(AFSS)结构简图图223 后后轮转向系统统RWS(rrear wwheel steerring)RWS能能主动让汽车车两后轮的横横拉杆相对对于车身作侧侧向运动，使使两后轮产生生一转向角。RRWS也是由由电子控制单单元、传感器器和执行机构构等组成。其其执行机构有有整体式和分分离式两种。整整体式是指汽汽车两后轮的的横拉杆由同同一个执行机机构所调节；而分离式则则指汽车两后后轮的横拉杆杆由两个不同同执行机构来来调节。对于于整体式RWWS执行机构构，用一个横横拉杆位移传传感器就能确确定两后轮的的转向角。但但分离式R

22、WWS执行机构构需要至少两两个位移传感感器。由于分分离式RWSS执行机构的的元件多，两两后轮的控制制和协调比较较复杂，现在在研发更多的的是整体式RRWS执行机机构。整体式式RWS执行行机构又分液液压式和机电电式两种类型型。图8所示示是机电式RRWS执行机机构，由电动动机、螺母螺螺杆驱动机构构和安全锁止止机构等组成成。为了提高高系统的可靠靠性，执行机机构里安装了了一个电机转转角传感器和和一个螺杆位位移传感器。当当RWS出现现故障时，电电动机自动锁锁止，两后轮轮的转向角不不再发生变化化，直到故障障排除。图8 整体式主主动后轮转向向系统(RWWS) 当RRWS正常工工作时，后轮轮的转向角是是转向盘转

23、向向角和汽车行行驶速度的函函数。汽车低低速行驶时，当当驾驶员转动动转向盘，RRWS的执行行机构给后轮轮一个相应的的方向相反的的转向角。从从而使汽车在在低速拐弯或或停车时，转转弯半径变小小，使汽车转转向和停车更更方便、快速速、舒适。当当汽车高速行行驶时，RWWS给后轮一一个与前轮转转向角方向一一致的转向角角。汽车的前前后轮同时向向同一个方向向转向，可提提高汽车的方方向稳定性。特特别是汽车在在高速行驶换换车道时，汽汽车不必要的的横摆运动会会大大减小，从从而增强了汽汽车的方向稳稳定性。当汽汽车在Spliit路面制动动时，RWSS同ESP系系统相配合，可可及时地通过过主动后轮转转向角来平衡衡制动力所产

24、产生的横摆力力矩，既能保保持汽车的方方向稳定性，又又能最大限度度地利用前轮轮的制动力，改改进汽车的制制动性能。23 汽车悬悬挂系统的电电子控制悬挂系统的的控制是通过过对汽车悬挂挂元件特性进进行主动干预预和调节来实实现的汽车动动力学控制。在在此仅对2种种常见的系统统ADC和AARC作简单单介绍。231 主主动悬挂阻尼尼器控制系统统ADC44(acttive ddampinng conntr01)ADCC系统(有时时也称为连续续性阻尼控制制系统CDCC)由电子控控制单元、CCAN、4个个车轮垂直加加速度传感器器、4个车身身垂直加速度度传感器和44个阻尼器比比例阀组成。根根据汽车的运运动状况及传传感

25、器的信号号，电子控制制单元计算出出每个车轮悬悬挂阻尼器的的最优阻尼系系数，然后对对阻尼器比例例阀(图9)进行相应的的调节，获得得所期望的振振动性能(图图10)，使使汽车的悬挂挂系统能提供供更好的汽车车舒适性、安安全性和稳定定性。为此，让让汽车车轮的的动载振幅和和车身垂直加加速度尽可能能小。图9 CDC减减振器结构图图图10 CDCC减振器特性性曲线232 主主动横向稳定定器ARC(activve rolll conntrol)当汽车车进行弯道行行驶时，离心心力会对汽车车车身产生一一个侧倾力矩矩。这个侧倾倾力矩一方面面引起车身侧侧倾，另一方方面使车轮的的载质量发生生由内轮向外外轮的转移。对对被动

26、横向稳稳定杆的汽车车来说，车轮轮的载质量在在前后轴上转转移的分配比比例是由前后后轴的侧倾刚刚度决定的。而而主动横向稳稳定杆则可以以根据具体情情况对每个横横向稳定杆施施加一个可连连续变化的初初始侧倾角或或者初始侧倾倾力矩。主动动侧倾稳定杆杆有2种不同同的结构形式式。第1种(图11)是是将被动侧倾倾稳定杆从中中间分开，通通过一个旋转转马达把稳定定杆的左右两两部分连接起起来。旋转马马达能让左右右两部分进行行相对转动，旋旋转马达的转转矩可以调节节。第2种(图12)是是在被动稳定定杆其中一端端安装一个差差动液压缸机机构。差动液液压缸机构一一端与稳定杆杆连接，另一一端与同车轮轮的横向摆臂臂连接。差动动液压

27、缸机构构两端的距离离是可以调节节的。图11 旋转马马达式主动横横向稳定器图12 差动液液压缸式主动动横向稳定器器ARCC的工作原理理是主动地让让稳定杆的左左右两端作垂垂直方向的相相对位移，来来平衡车身的的侧倾力矩，使使车身的侧倾倾角接近零。这这样减小了车车身侧倾运动动，提高了舒舒适性。由于于汽车前后两两个主动稳定定杆可调节车车身的侧倾力力矩的分配比比例，从而可可调节汽车的的动力特性，提提高了汽车安安全性和机动动性。新型的的宝马BMWW7系列轿车车装有液压旋旋转马达式的的ARC系统统5。其执执行机构由电电动液压泵、电电磁调控阀体体和液压旋转转马达等组成成。液压旋转转马达的调节节和控制主要要基于汽

28、车的的行驶速度、汽汽车的横向加加速度、转向向盘转角和横横摆角速度等等。3 底盘电子控控制网络化和和全局协调化化的发展趋势势汽车底底盘各控制系系统之间的相相互联系、相相互依赖、相相互影响越来来越大。为了了优化控制效效果，节约资资源，提高控控制系统的可可靠性，用高高速局域网络络CAN将两两个或多个底底盘电子控制制系统结合起起来，对底盘盘实现多层面面控制，已成成了现代汽车车底盘技术的的发展趋势。在在此基础上出出现了第二代代ESP系统统、GCC系系统6和AUUTOSARR研发工程7。31 第二二代ESP系系统(ESPP 或者ESPP pluss)要获获得汽车的转转向稳定性，可可以通过对车车轮制动力的的

29、控制，也可可以通过主动动转向系统的的控制，还可可以通过对发发动机的输出出转矩控制来来实现。如果果让3个控制制系统独立工工作，很可能能相互约束，相相互干扰，事事倍功半。第第二代ESPP系统用网络络让这3个控控制系统有机机地结合起来来，相互配合合，相互补充充，达到最佳佳的控制效果果。ESPIII的主要组组成部分如图图13所示。为为实现这3个个控制系统和和谐有效地工工作，ESPPII系统设设立了更高一一级的控制层层。此控制层层的计算软件件在ESP电电子控制单元元上运行，但但通过网络拥拥有AFS、AABS、TCCS和ESPP的所有信息息，并能通过过网络向AFFS、ABSS、TCS和和ESP传达达控制指

30、令。最最基础的控制制功能如制动动防抱死，驱驱动防滑转及及转向系统的的变传动比仍仍然分别由低低层面的ABBS、TCSS和AFS独独立完成。汽汽车的转向稳稳定性功能则则由ESPIII的高级控控制层面统一一管理，综合合协调，从而而使汽车更安安全、更机动动、更舒适，弯弯道行驶稳定定性更好。通通过对ESPP、TCS和和AFS的网网络化，ESSPII扩展展和改进了EESP的功能能。图13 ESPPII的组成成部分32 全方位位底盘控制GGCC(glloba llchasssis coontroll)GCCC的基本构构思是设立一一个更高层面面的底盘控制制单元，即GGCC控制单单元如图144所示。利用用CAN

31、网络络将驾驶员的的操纵指令同同汽车动态特特征有关的所所有传感器的的信息都传递递给GCC控控制单元。同同时GCC控控制单元同所所有的其它汽汽车底盘子控控制系统通过过CAN网络络联接起来。底底盘最高层的的控制策略和和控制逻辑在在GCC控制制单元中运行行。它要对驾驾驶员的意向向进行识别，对对底盘控制子子系统进行监监督和检测，对对汽车的运动动状况进行观观测。当汽车车的运动状况况偏离驾驶员员的意向时或或者汽车出现现了危险的运运动状况，GGCC控制单单元将进行综综合平衡，全全面协调，对对汽车底盘各各子控制系统统进行合理分分工，用最佳佳的方法来完完成汽车的动动态控制和稳稳定。一旦其其中某一个子子控制系统发发

32、生故障，GGCC控制单单元会自动地地对汽车底盘盘各子控制系系统的分工进进行及时调整整，以达到最最佳的控制效效果。图14 汽车底底盘全方位控控制(GCCC)的基本结结构由于GGCC控制单单元能全面了了解驾驶员的的意向、汽车车的运动状况况和汽车底盘盘各子控制系系统的运行状状况，因此能能合理地分配配各控制系统统的任务，使使他们更和谐谐、更有效、更更及时地相互互配合，相互互补充。不仅仅使汽车的主主动安全性、舒舒适性和机动动性更好，而而且系统的可可靠性也得到到了提高。33 汽车开开放性系统构构架AUTOOSAR(aautomootive ope nnsysteems arrchiteecturee)要实

33、实现全方位底底盘控制，就就必须让GCCC控制单元元能够快速、可可靠和正确地地同汽车底盘盘所有子控制制系统交换信信息。到目前前为止，汽车车底盘各个系系统和相应的的控制单元来来自不同的生生产厂家。他他们有各自的的标准体系，有有各自的技术术保密措施和和对外信息封封锁措施。要要实现GCCC，必须要对对所有的汽车车生产厂家和和汽配生产厂厂家制定统一一的标准体系系和系统接口口。为此，全全球范围内的的汽车行业正正在研究和探探讨建立汽车车开放性系统统构架。其目目的是要对系系统和应用软软件的接口制制定统一的标标准体系，使使汽车系统和和控制软件具具有开放性、标标准化、模块块化、再用性性能好、互换换性好、维护护性好

34、等特征征。全球范围围内50多个个汽车生产厂厂家和汽车配配件生产厂家家参与这一工工程。其中核核心成员是宝宝马、奔驰、大大众、欧宝、标标致、丰田、福福特、博世、大大陆和西门子子等10家公公司。4 汽车底盘线线控技术(XXbywire)的研发和实实践41 汽车底盘线线控技术的特特征(11)操纵机构构和执行机构构没有机械联联结和机械能能量的传递。(2)驾驶员操纵指令由传感元件感知，以电信号的形式由网络传递给电子控制器及执行机构。(3)执行机构使用外来能源完成操纵指令及相应的任务，其执行过程和结果受电子控制器的监测和控制。 X-by-wiire的关键键是线控转向向和线控制动动系统。图115是线控转转向系

35、统和线线控制动系统统的构架图，它它们由两套控控制系统所组组成。一套是是对操纵机构构的控制，即即对转向盘力力矩或者制动动踏板力的控控制。另一套套是对执行机机构的控制，即即对前轮转向向角或者车轮轮制动力的控控制。这两套套控制系统都都使用外来能能源电能，他他们之间只有有不断的信息息交换，但没没有机械运动动和机械能量量的传递。 图15 线控转转向系统和线线控制动系统统的构架图42 线控转转向系统(ssteer by wiire)按欧洲现有有的法规，线线控转向系统统的汽车还不不允许在公共共交通道路上上使用，所以以线控转向系系统还处于研研制阶段。系系统般由转向盘盘和转向盘力力矩模拟电机机、转向盘转转角传感

36、器、控控制器单元(ECU)、电电能供给系统统、电能和信信息管理系统统以及车轮转转向执行机构构等部分组成成。由于它对对汽车驾驶安安全的特殊性性，因此所有有元件都是重重复的，包括括信息网络电电路、能源供供给电路、执执行电机、转转向盘转角传传感器和控制制器单元。当当驾驶员操纵纵转向盘转向向时，一方面面执行电机要要根据驾驶员员的意向对前前轮的转角进进行相应的调调节和控制；另方面转向向盘力矩模拟拟电机要根据据汽车的运动动状况计算出出转向盘的回回正力矩，为为驾驶员模拟拟相应的路感感。43 线控制制动系统(bbrake by wiire)汽车线控制制动系统根据据车轮制动压压力系统的不不同可分为EEHB(el

37、lectriic hyddrauliic braake)和EEMB(e-lectrro-mecchanicc brakke)8两大类。电电液制动系统统(EHB)由电子制动动踏板模块、电电制单元(EECU)、液液压控制单元元(HCU)、传感器和和信息网络(CAN)等等部分组成。EEHB是在EESP成功地地产品化之后后开始研发的的，其HCUU的结构和原原理同ESPP有许多相似似之处。各车车轮的制动力力矩仍然靠轮轮缸里的液压压产生，轮缸缸与EHB的的HCU相连连通。液压控控制单元的能能量来源不再再是驾驶员，而而是由电动液液压泵所产生生的高压油。为为此，HCUU有一个高压压储油室。当当驾驶员踩制制动踏

38、板时，制制动踏板力和和行程由传感感元件所测量量，将其结果果传递给ECCU，然后EECU对HCCU中不同的的电磁阀门进进行相应的控控制来调节各各轮缸的压力力。EHB集集成了ESPP、TCS、AABS和EBBA的功能，但但性能更优越越：能优化制制动踏板特性性，消除ABBS工作时踏踏板振动。EEHB需要EESP所有的的传感器。另另外，制动踏踏板模块装有有2个独立的的角位移传感感器和1个压压力传感器。HHCU中装有有5个压力传传感器，分别别测量4个轮轮缸和高压储储油室的液压压。第一批安安装EHB系系统的是奔驰驰E级轿车。 同EHHB系统相比比，电制动系系统(EMBB)的执行机机构也发生了了质的变化。它它的车轮制动动压力不再由由液压产生，而而是来源机电电一体式制动动器。4个独独立的高性能能机电一体式式制动器在每每个车轮上产产生制动力。EEMB系统由由电子制动踏踏板模块、中中心电子控制制单元(ECCU)、4个个包含电控模模块(WCUU)的机电一一体式制动器器、多种传感感器和网络(CAN)等等部分组成。刹刹车时，电子子制动踏板模模块感知驾驶驶员的指令，通通过网络(CCAN)同时时向ECU和和4个WCUU发出信号。中中心ECU计计算出各个车车轮期望制动动力，并将执执行指令传递递给4个WCCU