汽车悬架控制方法及研究趋势

段辉

（武汉理工大学汽车工程学院 430070)

0 引言

悬架最主要的功能是将车轮与车架之间产生的力和力矩进行相互传递，并在汽车遇到不平路面时，缓冲由不平路面传递给车架或车身的冲击力。通过悬架系统中的减振器衰减由此引起的振动，以保证汽车具有良好的行驶平顺性。

1 悬架分类介绍

1.1 汽车悬架分为3种主流类型

非独立悬架与另外2种类型悬架最大的不同，在于它的左右车轮都安装在1根车轴上。这导致的后果是车辆行驶中，一侧车轮碾压过障碍物受到冲击时会引起相对应一侧车轮的垂直运动，从而使整个车身出现倾斜与振动。

独立悬架的左右两车轮则是通过两段不同的车轴安装，这使得左右车轮可以单独运动，互不影响，既一侧车轮的振动对另一侧车轮没有力的作用。

半独立悬架的不同之处在于悬架纵臂与扭转梁的连接点位置，连接点位置的不同会引起悬架的特性不同。连接点位置离车轮中心轴线越远，则悬架特性越接近于独立悬架，车辆此时的乘坐舒适性和行驶平顺性越优异，但随之而来的是车辆过弯时侧倾角度过大。

1.2 汽车悬架控制原理

传统的悬架控制为被动控制，即电控单元不需要对悬架系统输入任何能量。半主动悬架主要指电控单元通过执行器输入少量能量以调节阻尼参数的控制。主动控制则为电控单元通过控制机构给悬架系统施加一定的控制力，以达到改变悬架阻尼和刚度的目的。

2 汽车悬架控制系统的控制方法

2.1 自适应控制方法

自适应控制方法主要采用自校正控制策略。自校正控制策略在非线性车辆主动悬架系统上的运用，使得车辆能够适应在不同工况和不同载荷下悬架元件特性的变化，并及时反馈给电控单元以降低车身的振动频率和幅度。其关键之处在于电控单元根据实时输入信号，从设置好的存储器中自动匹配出最符合当前路况的控制参数。

2.2 预见控制方法

预见控制方法的主要原理为电控单元在对输入信号做出判断并准备发出控制指令时，不只是考虑系统当前所处的状态，它还要将系统未来可能出现的目标值或者其它方面的干扰考虑进来，然后进行综合评判之后对执行器发出最终控制指令。预见控制方法的广泛运用，大大的提升了控制单元的响应速度以及控制的灵敏性。

2.3 智能控制方法

目前，智能控制方法主要有神经网络控制和模糊控制。神经网络控制具有巨量并行性和可学习性的特点，当系统再次遇到类似信号时能做出快速与准确的反应，这也是其与传统控制方法的区别所在。模糊控制方法指在随机激励作用下，通过模糊推理分别构成主动和半主动控制规则，并使用此规则进行计算机模拟分析来控制车体的俯仰振动和垂直振动。

2.4 复合控制方法

汽车悬架的控制方法发展至今已经延伸出了很多种类，将各种不同的控制方法进行整合，相互补充取得最佳的悬架控制效果是当前研究工作的重点方向。复合控制方法的产生，不仅使悬架系统的建模与控制更加便捷高效，而且对于悬架整体性能的改进与提升也有显著的推动作用。

3 研究趋势

汽车悬架控制系统今后的研究方向以控制的精确性、有效性、低耗能与低成本为主。目前，各个单独的控制方法都较为成熟，而将其进行交叉融合就显得尤为重要，这也是汽车悬架控制系统有较大提升空间的一方面。所以应着重结合非线性控制理论与智能控制技术，不断完善和发展汽车悬架控制方法，以获得更加优异的悬架性能。

由于汽车悬架系统中采用了很多的I/O接口和控制单元等元器件，因此提高元器件的集成度以及可靠度，是设计师们要面对的问题。磁流变减振器是通过改变减振液粘性以达到调节阻尼的目的，由于此类减振器具有结构简单、成本较低、反应灵敏和无冲击等特点，已成为当下的研究热点，具有广阔的市场与前景。