段輝

（武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院 430070)

0 引言

懸架最主要的功能是將車輪與車架之間產(chǎn)生的力和力矩進(jìn)行相互傳遞，并在汽車遇到不平路面時(shí)，緩沖由不平路面?zhèn)鬟f給車架或車身的沖擊力。通過懸架系統(tǒng)中的減振器衰減由此引起的振動，以保證汽車具有良好的行駛平順性。

1 懸架分類介紹

1.1 汽車懸架分為3種主流類型

非獨(dú)立懸架與另外2種類型懸架最大的不同，在于它的左右車輪都安裝在1根車軸上。這導(dǎo)致的后果是車輛行駛中，一側(cè)車輪碾壓過障礙物受到?jīng)_擊時(shí)會引起相對應(yīng)一側(cè)車輪的垂直運(yùn)動，從而使整個車身出現(xiàn)傾斜與振動。

獨(dú)立懸架的左右兩車輪則是通過兩段不同的車軸安裝，這使得左右車輪可以單獨(dú)運(yùn)動，互不影響，既一側(cè)車輪的振動對另一側(cè)車輪沒有力的作用。

半獨(dú)立懸架的不同之處在于懸架縱臂與扭轉(zhuǎn)梁的連接點(diǎn)位置，連接點(diǎn)位置的不同會引起懸架的特性不同。連接點(diǎn)位置離車輪中心軸線越遠(yuǎn)，則懸架特性越接近于獨(dú)立懸架，車輛此時(shí)的乘坐舒適性和行駛平順性越優(yōu)異，但隨之而來的是車輛過彎時(shí)側(cè)傾角度過大。

1.2 汽車懸架控制原理

傳統(tǒng)的懸架控制為被動控制，即電控單元不需要對懸架系統(tǒng)輸入任何能量。半主動懸架主要指電控單元通過執(zhí)行器輸入少量能量以調(diào)節(jié)阻尼參數(shù)的控制。主動控制則為電控單元通過控制機(jī)構(gòu)給懸架系統(tǒng)施加一定的控制力，以達(dá)到改變懸架阻尼和剛度的目的。

2 汽車懸架控制系統(tǒng)的控制方法

2.1 自適應(yīng)控制方法

自適應(yīng)控制方法主要采用自校正控制策略。自校正控制策略在非線性車輛主動懸架系統(tǒng)上的運(yùn)用，使得車輛能夠適應(yīng)在不同工況和不同載荷下懸架元件特性的變化，并及時(shí)反饋給電控單元以降低車身的振動頻率和幅度。其關(guān)鍵之處在于電控單元根據(jù)實(shí)時(shí)輸入信號，從設(shè)置好的存儲器中自動匹配出最符合當(dāng)前路況的控制參數(shù)。

2.2 預(yù)見控制方法

預(yù)見控制方法的主要原理為電控單元在對輸入信號做出判斷并準(zhǔn)備發(fā)出控制指令時(shí)，不只是考慮系統(tǒng)當(dāng)前所處的狀態(tài)，它還要將系統(tǒng)未來可能出現(xiàn)的目標(biāo)值或者其它方面的干擾考慮進(jìn)來，然后進(jìn)行綜合評判之后對執(zhí)行器發(fā)出最終控制指令。預(yù)見控制方法的廣泛運(yùn)用，大大的提升了控制單元的響應(yīng)速度以及控制的靈敏性。

2.3 智能控制方法

目前，智能控制方法主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有巨量并行性和可學(xué)習(xí)性的特點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)再次遇到類似信號時(shí)能做出快速與準(zhǔn)確的反應(yīng)，這也是其與傳統(tǒng)控制方法的區(qū)別所在。模糊控制方法指在隨機(jī)激勵作用下，通過模糊推理分別構(gòu)成主動和半主動控制規(guī)則，并使用此規(guī)則進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析來控制車體的俯仰振動和垂直振動。

2.4 復(fù)合控制方法

汽車懸架的控制方法發(fā)展至今已經(jīng)延伸出了很多種類，將各種不同的控制方法進(jìn)行整合，相互補(bǔ)充取得最佳的懸架控制效果是當(dāng)前研究工作的重點(diǎn)方向。復(fù)合控制方法的產(chǎn)生，不僅使懸架系統(tǒng)的建模與控制更加便捷高效，而且對于懸架整體性能的改進(jìn)與提升也有顯著的推動作用。

3 研究趨勢

汽車懸架控制系統(tǒng)今后的研究方向以控制的精確性、有效性、低耗能與低成本為主。目前，各個單獨(dú)的控制方法都較為成熟，而將其進(jìn)行交叉融合就顯得尤為重要，這也是汽車懸架控制系統(tǒng)有較大提升空間的一方面。所以應(yīng)著重結(jié)合非線性控制理論與智能控制技術(shù)，不斷完善和發(fā)展汽車懸架控制方法，以獲得更加優(yōu)異的懸架性能。

由于汽車懸架系統(tǒng)中采用了很多的I/O接口和控制單元等元器件，因此提高元器件的集成度以及可靠度，是設(shè)計(jì)師們要面對的問題。磁流變減振器是通過改變減振液粘性以達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼的目的，由于此類減振器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、反應(yīng)靈敏和無沖擊等特點(diǎn)，已成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)，具有廣闊的市場與前景。