汽车底盘任务：闭环控制系统与驾驶人辅助系统的结合

起着道路与汽车之间连接件作用的底盘在汽车行驶动力学和行驶舒适性方面起着重要作用。此外，它还影响空间利用、重量、空气动力学和成本。

在汽车的所有系统中，对底盘的重要要求是基于下述各点：

1）调整好的行驶动力学汽车可减轻驾驶人的操纵。它可以将驾驶人设定的控制参数直接和精确转换并得到安全性的感觉直至安全性的满足。这个亲身经历的印象，像在专业出版物中对汽车行驶动力学的评价那样，是许多用户购置汽车的重要的、决定性的标准。

2）良好的汽车行驶动力学性能可使驾驶人避免或控制危险的行驶状况。在德国，约1/3的在交通事故中的死亡人数是由于汽车偏离车道以及在碰撞中约1/5交通事故是与迎面汽车相撞而引起的（图7.1-1）。高重心汽车经常出现倾翻交通事故。美国国家公路交通安全局（NHTSA-National Highway Traffic Safety Administration）实施一项“鱼钩（fish hook）”试验，以评定汽车倾翻安全性^[1]。不对交通事故过程进行深入分析（参见2.4节），只通过进一步优化汽车行驶性能和优化使用行驶动力学闭环控制系统是不可能定量地说明提高安全性的潜力。甚至将交通事故的很大责任（影响因素）归咎于驾驶人，则似乎可明显降低由于汽车偏离车道和与迎面汽车相撞而造成交通事故的人员死亡。

未来可以这样设想，将底盘闭环控制系统与驾驶人辅助系统结合起来，不仅可以通过驾驶人提高汽车的操控性，而且可减轻交通事故后果。如在相互碰撞不可避免时自动采取全制动，但需要很好地识别和了解周围环境和对自己的汽车和交通参与者的另一汽车的碰撞过程作出可靠的预测。

图7.1-1 交通事故中受伤和死亡人员分布与事故发生状况有关(www.xing528.com)

（数据来自2002年德国联邦政府统计局）

3）配备闭环控制系统的底盘是实现帮助驾驶人执行行驶任务的驾驶人辅助系统的前提，它同样也是实现汽车部分行驶功能自动化的前提。当前已实现了行驶距离自动控制，它也能担当在交通拥堵时的停车和起步。还正考虑有限地应用全自动行驶。

4）高的行驶舒适性不只是主观上的愉悦感觉和作为汽车竞争的一项准则，而且是行驶舒适性对驾驶人的身体和心理上的工作能力有确定性的影响，以及由此对安全性的影响^[2]。但要考虑到较高的行驶舒适性与较好的行驶动力学和安全性是矛盾的。这个目标冲突可采用自适应系统予以解决。但要注意，由驾驶人主观评价行驶舒适性是与汽车有关的驾驶人的期盼，并与他的反应有关。

底盘不只对行驶动力学和行驶舒适性有决定性作用，而且对汽车的整体参数，如重心高度、轴载分布、惯性半径（回转半径）、轴距、轮距以及在较高行驶速度范围的气动性能有同等程度的作用。由于需要降低对全球变暖的温室效应气体的排放与日益短缺和昂贵的燃料，需要采用较贵的、结构空间大的驱动系动。同样，为回收储存能量和为能选用低体积能量密度的能量载体也需要增大结构空间。因为驱动系统的结构空间要求，所以底盘在汽车中占有最大的结构空间。在未来，应在小的结构空间中实现所希望的各种功能，在必要时要考虑汽车的新的总体结构。

还要提出的是，如在这里汇集经常出现的各种符号和概念，将使以下介绍的内容大为膨胀。为此可参阅文献，如参考文献[3]。