新能源汽车中线控技术进展和发展趋势.pptx
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1、新能源汽车中线控技术进展和发展趋势皮大伟南京理工大学车辆工程系主要内容主要内容1.1.线控技术的应用背景线控技术的应用背景2.典型线控系统典型线控系统线控转向系统线控转向系统线控制动系统线控制动系统throttle-by-wirethrottle-by-wire3.线控系统的关键技术线控系统的关键技术4.线控系统的发展趋势线控系统的发展趋势5.总结总结线控技术的应用背景线控技术的应用背景 l线控技术(线控技术(X-by-WireX-by-Wire)源于飞机控制系统源于飞机控制系统(Fly-by-WireFly-by-Wire),它将飞机驾驶员的操纵),它将飞机驾驶员的操纵命令转换成电信号,利用
2、计算机控制飞机命令转换成电信号,利用计算机控制飞机飞行。飞行。l这种控制方式引入到汽车驾驶上,就是将驾这种控制方式引入到汽车驾驶上,就是将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号,驶员的操作动作经过传感器转变成电信号,通过电信号网络传输到功率放大再推动执通过电信号网络传输到功率放大再推动执行机构。行机构。图图1 1 线控系统的组成框图线控系统的组成框图l线控技术就可理解为电控方式。这里的线控技术就可理解为电控方式。这里的“X X”代表着汽车中传统上由机械或液压控代表着汽车中传统上由机械或液压控制的各个功能部件,如:制动、转向、悬制的各个功能部件,如:制动、转向、悬架、油门、离合器、门锁等。架、油
3、门、离合器、门锁等。l典型的有线控转向(典型的有线控转向(Steer-by-WireSteer-by-Wire)、线)、线控制动(控制动(Brake-by-WireBrake-by-Wire)等。)等。线控技术的应用背景线控技术的应用背景 通用公司的通用公司的HY-WIREHY-WIRE概念车概念车线控技术的应用背景线控技术的应用背景 线控技术的应用背景线控技术的应用背景 线控技术的应用背景线控技术的应用背景 l线控技术得以逐渐在汽车上普遍应用的线控技术得以逐渐在汽车上普遍应用的技术背景是技术背景是微电子器件的成本降低、可靠性提高,如单微电子器件的成本降低、可靠性提高,如单片机,片机,DSP等
4、;等;电力电子装置的功能增强、成本降低,可靠电力电子装置的功能增强、成本降低,可靠性提高,如执行步进电机,伺服电机,传感性提高,如执行步进电机,伺服电机,传感器等等。器等等。线控技术的应用背景线控技术的应用背景 l安全、节能、环保安全、节能、环保l汽车电子化汽车电子化l助力转向、助力转向、ABSABS、ESPESP、主动转向、主动、主动转向、主动悬架悬架线控技术的应用背景线控技术的应用背景 线控转向系统线控转向系统Steer-by-Wire Steer-by-Wire l线控转向系统取消了传统的机械式转向线控转向系统取消了传统的机械式转向装置,转向器与转向柱间无机械连接。装置,转向器与转向柱间
5、无机械连接。l整个系统主要由转向盘位置传感器、力整个系统主要由转向盘位置传感器、力反馈电动机、转向执行机构、转向反馈电动机、转向执行机构、转向ECUECU、轮胎角度传感器、环境传感器组成。轮胎角度传感器、环境传感器组成。线控转向系统线控转向系统 线控转向系统原理图线控转向系统原理图线控转向系统线控转向系统 线控转向系统线控转向系统 线控转向系统在汽车中的布置线控转向系统在汽车中的布置线控转向系统线控转向系统 汽车线控转向的优势在于:汽车线控转向的优势在于:1.1.提高了整车设计自由度,提高了整车设计自由度,便于操控系统布置便于操控系统布置2.2.转动效率高,响应时间短转动效率高,响应时间短3.
6、3.改善驾驶特性,改善驾驶特性,增强操纵性增强操纵性4.4.取消转向柱、转向器后,有利于提高汽车碰取消转向柱、转向器后,有利于提高汽车碰撞安全性和整车主动安全性撞安全性和整车主动安全性5.5.有利于整合底盘技术有利于整合底盘技术6.6.降低开发成本降低开发成本线控转向系统线控转向系统 l线控转向系统关键技术包括:线控转向系统关键技术包括:合理的转向控制策略,能正确执行驾驶员转合理的转向控制策略,能正确执行驾驶员转向意图;(转向系统理想传动比)向意图;(转向系统理想传动比)系统稳定可靠,具有高的容错性;(液压转系统稳定可靠,具有高的容错性;(液压转向系统、双套线控转向系统、机械转向系统)向系统、
7、双套线控转向系统、机械转向系统)符合人们当前的驾驶习惯,准确地向驾驶员符合人们当前的驾驶习惯,准确地向驾驶员反馈车辆行驶状态信息(路感、转向轻便性)反馈车辆行驶状态信息(路感、转向轻便性)线控转向系统线控转向系统 Steer-by-wireSteer-by-wire的前景的前景l围绕汽车开发的节能、环保和安全主题,未围绕汽车开发的节能、环保和安全主题,未来汽车的主体将是零排放汽车。混合动力来汽车的主体将是零排放汽车。混合动力电动汽车(电动汽车(HEVHEV)、燃料电池电动汽车)、燃料电池电动汽车(FCEVFCEV)等新型电动汽车,它们的逐步推)等新型电动汽车,它们的逐步推广应用为线控电动转向系
8、统的应用带来了广应用为线控电动转向系统的应用带来了非常广阔的前景。非常广阔的前景。线控转向系统线控转向系统 线控制动系统线控制动系统Brake-by-Wire Brake-by-Wire 线控制动系统线控制动系统 线控制动系统线控制动系统 线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统线控制动系统主要由线控制动系统主要由3 3部分组成:部分组成:接收单元。包括制动踏板、踏板行程传感器接收单元。包括制动踏板、踏板行程传感器等。等。制动控制器(制动控制器(ECUECU)。)。ECUECU接收制动踏板发出接收制动踏板发出的信号
9、,控制制动器制动;接收驻车制动信的信号,控制制动器制动;接收驻车制动信号,控制驻车制动;接收车轮传感器信号,号,控制驻车制动;接收车轮传感器信号,识别车轮是否抱死、打滑等;控制车轮制动识别车轮是否抱死、打滑等;控制车轮制动力,实现防抱死和驱动防滑,并兼顾其它系力,实现防抱死和驱动防滑,并兼顾其它系统的控制。统的控制。执行单元。包括电制动器或液压制动器等。执行单元。包括电制动器或液压制动器等。线控制动系统线控制动系统lEMBEMB系统中的执行机构是与制动盘直接相系统中的执行机构是与制动盘直接相连的部分,是连的部分,是EMBEMB与液压制动系统差别最与液压制动系统差别最大的部分。一个典型的执行机构
10、应该:大的部分。一个典型的执行机构应该:结构紧凑、体积小巧;结构紧凑、体积小巧;有提供驱动力的力矩电机;有提供驱动力的力矩电机;具有把圆周运动转化为直线运动的机构;具有把圆周运动转化为直线运动的机构;具有力的放大机构;具有力的放大机构;为保证更可靠的性能,最好在内部设有力或为保证更可靠的性能,最好在内部设有力或位移等传感器。位移等传感器。线控制动系统线控制动系统 相对传统的液压制动系统,相对传统的液压制动系统,EMBEMB具有以具有以下主要优点下主要优点:1.1.机械连接少,没有制动管路,结构简洁,机械连接少,没有制动管路,结构简洁,体积小。体积小。2.2.载荷传递平稳、柔和,制动性能稳定。载
11、荷传递平稳、柔和,制动性能稳定。3.3.采用机械和电气连接,信号传递迅速,采用机械和电气连接,信号传递迅速,反应灵敏,反应灵敏,“路感路感”好。好。线控制动系统线控制动系统4.4.传动效率高,节省能源。传动效率高,节省能源。5.5.电子智能控制功能强大,可以通过修改电子智能控制功能强大,可以通过修改ECUECU中的软件,配置相关的参数来改进中的软件,配置相关的参数来改进制动性能,易于实现制动性能,易于实现ABSABS、TCSTCS、ESPESP、ACCACC等功能。等功能。6.6.模块式结构更加整体化,装配简单,维模块式结构更加整体化,装配简单,维修方便。修方便。7.7.利于环保,没有液压制动
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