对汽车动力学控制系统的深入研究

摘要

所谓汽车动力学控制系统，就是使汽车行驶时无限地趋于稳定，进而使其在掌控之中。对汽车动力学控制系统进行深入研究，能够为智能汽车的稳定操纵提供有力的技术支撑，随着我国经济的飞跃发展，交通基础设施日益完善，高速公路、城市道路、国道、省道修建的规模越来越大，道路可谓是四通八达；人们生活水平日益提升，对生活质量的要求越来越高，汽车已经走进千家万户，成为家庭出行的重要工具，基于此，汽车厂家越来越重视汽车动力的研究与实践，很多汽车都具有强劲的动力系统，车速很容易就能达到每小时100-140公里，甚至更高。虽然驾驶者绝大部分都通过了专业驾驶考试，持有驾驶证，但不可否认的是，一部分驾驶者就是“二把刀”，驾驶能力不合格、驾驶经验不丰富，稍有不慎，就不能平稳、安全地驾驶汽车，甚至会威胁到其他人或车辆的安全。车流量较大、车速较快、驾驶者素质长短不一，这些因素导致汽车动力学稳定性控制系统的研究是十分必要的，汽车企业也认识到了这一点，已经开始深入研究此系统，虽然各企业使用的名称有差异，但其技术源流、设计理念和性能上都是一样的，对于汽车平稳运行的有效帮助也是相同的。

　关键词：汽车动力学；控制系统；设计理念

1汽车动力学控制系统的研究原理

要想汽车稳定行驶，就要控制汽车长期处于这种稳定状态，这也是汽车动力学控制系统的研究内容。当汽车稳定行驶时，我们发现，轮胎最大限度地附着路面，这种附着力与车轮产生的侧向力十分接近，车速方向与纵轴夹角相对较大，此时方向盘可以在一定程度上控制汽车的稳定行驶，但是把方向盘当作唯一的控制途径显然是不明智的，也极有可能达不到最佳效果，那么我们就要考虑横摆力矩进行有效控制。横摆力矩的英文简称是DYC，它利用底盘控制主动增强了汽车运行的安全性，在车辆运行时，首先，用传感器检测横摆角速度的大小，以此来判定汽车转向是不足还是过多，记录侧偏角的数值来判定转向轨迹是正常还是偏离；其次，当DYC察觉到驾驶者细致的转向想法时，要有针对性地分配轮胎纵向力，使汽车在横摆过程中自动调整转向缺陷，这样不管是车速较高的转向状态下，还是轮胎与路面的附着力不高的情况下，横摆力矩都能有效地控制汽车转向情况，为汽车平稳行驶创造条件。要想开展汽车动力学控制系统的实践测试，先要建立一个动力学控制系统的精准模型，起到模拟、推演的作用。我们知道，汽车前轮转向容易产生摆尾，进而发生侧滑，很可能造成危险事故，而四轮转向则在前轮转向的基础上增加了后轮转向，更灵活、更具机动性，可控性更强。目前二自由度模型和四自由度模型在动力学研究中都有应用，但二自由度模型更关注运动控制，因此研究应用更广泛，尤其是加入了算量、参数之后，多种算法更能满足研究需要。但是落实到仿真分析的具体环节，四自由度汽车模型更符合研究需求，因而使用更广泛。

　2汽车行驶中动力控制的具体策略

为了让智能汽车更安全、更平稳地行驶在路上，必须要对汽车的动力性进行深入研究，确保其对汽车安全产生积极保障。众所周知，汽车行驶过程中转向是经常发生且不可避免的，而转向时的误判、误操作极有可能产生摆尾、侧滑进而出现意外事故，因而做好动力控制无疑是给汽车平稳行驶加了一层“保险”。通过上文的阐述，我们明白横摆力矩对于车辆操纵稳定性的重要影响，因而动力控制的具体策略可以从两方面着手：

一是降低驱动力，车轮侧向力愈发加大，轮胎与地面的附着系数也随之增大，虽然转向产生了较强的侧向力，但是因为驱动力的减小，汽车对于转向侧向力的抗衡能力也得到增强。

二是利用横摆力矩增强稳定性。在驱动力控制效果不明显的前提下，我们就要采用制动力控制方式，即驱动时在驱动轮上增加制动力，或是在制动时降低制动力，以便带来更明显的稳定效果。例如在转向时，横摆力矩通过采集驾驶员的转动方向盘的角度来确定其转向的具体大小，如果智能系统分析转向不足，则要在内后轮上增加制动力，如果转向过度，则要在外前轮上施加制动力，其目的是调节汽车的横摆运动。但是如果转向缺陷较大，制动力随之增大则会让驾驶员产生“咯噔”感，车速迅速下降或顿挫，愉悦的驾驶体验随之而散，因而需要通过对角车轮同时制动或驱动来调节汽车的横摆力矩，同时，要确保横摆力矩施加在每一个具体车轮上，如果纵向力数值过高，则分散施加于同侧车轮，使车轮滑移率不超过标准范围、处于最佳状态内。目前，以宝马为首的汽车巨头将动力稳定性控制简称为DSC，主要针对于车辆转弯时的横向稳定性的保持，已经发挥了显而易见的重要作用。

　3结语

综上所述，随着汽车在中国家庭的普及程度不断加深，消费者对汽车的关注点已经转移到安全性、稳定性上，为了满足消费者的消费需求，汽车企业就要加大对智能汽车及动力学控制系统的研究力度，不断提升自身的理论水准和研发能力，发展具有本国特色的自主技术和自主产品，为提升人工智能的发展水平和汽车行业的健康发展贡献自己的力量，为将来的智能交通形式奠定基础。

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