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摘 要：汽车作为一个复杂的整体，在其行驶过程中，各个子系统之间相互影响、相互制约。每一个独立的控制子系统分别针对性的提高车辆某一项性能指标，而整车性能的提高则依赖于各个子系统的协调工作。随着现代汽车技术的飞速发展，人们对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性的要求也随之提高。因而，车辆SAS与EPS集成控制研究成为现代车辆动力学控制研究的热点。
关键词：SAS;EPS;集成控制
中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2019）16-264-02
Abstract： As a complex whole， the car interacts and restricts each other during its driving. Each independent control subsystem specifically improves a certain performance index of the vehicle， and the improvement of the overall vehicle performance depends on the coordination of each subsystem. With the rapid development of modern automobile technology， people"s requirements for the ride comfort and handling stability of the car have also increased. Therefore， the research on vehicle SAS and EPS integrated control has become a hot spot in modern vehicle dynamics control research.
Keywords： SAS; EPS; integrated control
CLC NO.： U462 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2019）16-264-02
1 研究背景及意义
控制技术在汽车上得以应用是在上个世纪70年代，其目的是为了使燃油经济性满足法规中对排放的限制。从那时起，控制技术开始广泛应用于汽车。伴随着现代汽车技术的高速发展，人们对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性的要求也随之提高。转向稳定性与转向和悬架系统密切相关，乘坐舒适性与悬架系统密切相关。近年来，随着对SAS与EPS进行的研究，汽车的乘坐舒适性和操纵性有了明显的提高。车辆性能的提高取决于各种子系统之间的协调。为了进一步提高乘坐舒适性和行驶稳定性，并获得良好的车辆性能，车辆SAS和EPS的集成控制已成为汽车工程行业的热点[1]。
在汽车的底盘系统中，如果任意一个子系统变得可控，这些子系统将对汽车的性能产生非常大的影响。当多个可控子系统共存时，一定存在彼此协调的问题，并且整体车辆性能的提高取决于每个子系统的协调。但是，当每个子系统针对不同的性能指标进行优化时，控制子系统的简单叠加不能实现良好的整体性能。另一方面，如果可以实现子系统之间的硬件，能量和信息的共享，则可以提高系统的管理效率，从而改善车辆的性能。电控集成底盘系统中有许多重要部件，其中就包括车辆SAS与EPS。它将有助于推动中国汽车底盘集成设计技术的发展，并在汽车电子技术知识的自主创新上，提高汽车产品的国际竞争力。具有十分重要的意义。这是一项以紧跟现代汽车发展为主题的科学和技术问题[2]。
2 集成控制发展趋势
随着汽车产业不断的发展与进步，中国的汽车底盘集成控制技术也有了很大的提高，但与国外相比仍处于发展阶段。并且在1987年国外就将底盘集成控制应用在了汽车上。其中，日本的T.Y.shimura和Y.Emoto教授建立转向工况下的汽车动力学模型，并且将悬架与转向采用模糊控制的方式进行了集成控制，提高了车辆的操纵稳定性与平顺性。汽车底盘集成控制的研究，可以提升汽车的操纵性，平顺性以及安全性，所以其必将成为现在及以后汽车行业主要的研究内容[3]。
3 集成控制工作原理
从图1中，可以深入了解集成控制的工作原理。在图1（a）中对各目标量采用集成控制，可以消除各目标量之间的干扰。使用各目标量的互补功能来实现最佳性能，将图中球的直径放大，相应的各目标量的性能也会随之提高;在图1（b）中从另一个角度说明了车辆集成控制的作用：控制系统A增大使汽车性能a随之增大，但性能b由于控制A的影响而略微减小。如果简单地叠加控制A和控制B变为联合控制（A+B），则性能a和b的效果可能不如单独控制。但是如果控制A和控制B成为集成控制（AB），则可以消除系统之间的不利干擾，可以利用其功能之间的互补性使汽车实现大于向量之和的性能。因此，考虑子系统之间的交互，避免子系统之间的冲突，合理控制通过资源和数据共享协调工作的子系统。使之能够达到汽车综合性能的最优化，成为当前汽车动力学控制需要解决的重点问题[4]。
4 集成控制分类
通过组合现有子控制系统的传感器和执行器来实现汽车集成控制，以实现更好的安全性、舒适性和操纵稳定性。汽车集成控制系统分为以下几种[5]。
4.1 并行式控制结构
对于车辆的各个子系统的联合控制，其优点在于传感器和执行器的集成以及信息之间的共享。
4.2 集中式控制结构
通过全局多目标优化算法统一控制所有信息并统一控制所有子系统执行器。
4.3 分层式控制结构
将下层控制器调整为可以实现子系统的最优功能，上层协调控制器根据子系统之间的相互关系，来完成对下层控制器的控制。
5 结语
如果可以实现子系统之间的硬件、能源和信息共享，则可以提高系统的管理效率。同时，提高了汽车的行驶安全性，乘坐舒适性和经济性。开展SAS与EPS的集成控制研究，将有助于推动我国汽车底盘集成设计技术的发展，对于提高我国汽车产品的国际竞争力具有十分重要的意义。
参考文献
[1] 邹庆，常玉林.汽车主动悬架与转向系统的集成控制[J].拖拉机与农用运输车，2008（01）：56-58.
[2] 袁传义.半主动悬架与电动助力转向系统自适应模糊集成控制及其优化设计[D].江苏大学，2007.
[3] 丁亚康.汽车底盘集成及其控制技术研究[D].武汉理工大学，2009.
[4] 朱茂飞.汽车底盘集成系统解耦控制方法及关键子系统时滞控制研究[D].合肥工业大学，2011.
[5] 陈无畏，王其东，肖寒松，赵林峰，朱茂飞.汽车系统动力学与集成控制[M].科学出版社，2014.