【正文】 線控技術(shù)概述張竹林主要內(nèi)容1. 應用背景 2. 典型線控系統(tǒng)? 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)? 線控制動系統(tǒng)? 線控懸架系統(tǒng)? 線控油門 ? 線控離合3. 線控系統(tǒng)的關鍵技術(shù)4. 總結(jié)1 汽車線控技術(shù)的應用背景 ? 線控技術(shù)（ XbyWire） 源于飛機控制系統(tǒng)，飛機的新型飛行控制系統(tǒng)是一種線控系統(tǒng)（FlybyWire），它將飛機駕駛員的操縱命令轉(zhuǎn)換成電信號，利用計算機控制飛機飛行。? 這種控制方式引入到汽車駕駛上，就是將駕駛員的操作動作經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)變成電信號，通過電信號網(wǎng)絡傳輸?shù)焦ヂ史糯笤偻苿訄?zhí)行機構(gòu)。圖 1 線控系統(tǒng)的組成框圖? 其實質(zhì)就是在需要有機構(gòu)動作的地方不是應用液壓系統(tǒng)來傳遞操縱動作，而是利用弱電信號再控制強電執(zhí)行機構(gòu) 來完成。線控（電控）系統(tǒng)中弱電信號早期用模擬信號較多，目前多用數(shù)字信號。? 線控技術(shù)就可理解為電控方式。這里的“X”代表著汽車中傳統(tǒng)上由機械或液壓控制的各個功能部件，如：制動、轉(zhuǎn)向、懸架、油門、離合器、門鎖等。? 典型的有線控轉(zhuǎn)向（ SteerbyWire）、線控制動（ BrakebyWire）等。? 采用線控技術(shù)，可以 降低部件的復雜性，減少液壓與機械控制裝置，可以減少杠桿、軸承等金屬連接件，減輕質(zhì)量，降低油耗和制造成本，相應也提高了可靠性和安全性。? 由于電線走向布置的靈活性，因此汽車操縱部件的布置也具有靈活性，擴大了汽車設計的 自由空間 。? 目前所有大型汽車制造商都在開發(fā)線控系統(tǒng)雛形及其產(chǎn)品。? 美國 TRW公司開發(fā)的線控駕駛系統(tǒng)使得燃油經(jīng)濟性上升 5％； DELPHI汽車在電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也作了類似改進； BOSCH、VALEO公司和其他一些設備制造商已開發(fā)或正在開發(fā)線控技術(shù)和產(chǎn)品；? HONDA在新一代雅閣 V6轎車上采用線控油門技術(shù)。? 德國大眾也有線控的概念車。? 美國通用公司在 2023年研制的 HYWIRE概念車和 2023年研制的 Sequel概念車上都采用了線控轉(zhuǎn)向和線控制動技術(shù)。? 下為通用的 HYWIRE概念車，它采用氫動力和線傳控制，通過電機驅(qū)動實現(xiàn)汽車的啟動、轉(zhuǎn)向和制動等，是全新的一種概念車。? 下為它的車內(nèi)乘坐艙的照片。圖 1 通用公司的 HYWIRE概念車線控技術(shù)的應用背景 線控技術(shù)的應用背景 ? 線控技術(shù)得以逐漸在汽車上普遍應用的技術(shù)背景：– 微電子器件的成本降低、可靠性提高，如單片機， DSP等；– 電力電子裝置的功能增強、成本降低，可靠性提高，如執(zhí)行步進電機，伺服電機，傳感器等等。? 隨著汽車電子化的不斷深入，線控技術(shù)將在汽車上得到普遍應用，笨重、精確度低的機械系統(tǒng)將被精確、敏感的電子傳感器和執(zhí)行元件所代替，汽車傳統(tǒng)的操縱機構(gòu)、操縱方式、執(zhí)行機構(gòu)也將會發(fā)生根本性的變革。? 目前幾乎所以汽車上要操縱控制動作的地方都可以用電（線）控，下介紹汽車線控技術(shù)的幾個具體應用。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)SteerbyWire 常規(guī)轉(zhuǎn)向系? 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的機械式轉(zhuǎn)向裝置，轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向柱間無機械連接。? 整個系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向盤位置傳感器、力反饋電動機、轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)、轉(zhuǎn)向 ECU、輪胎角度傳感器、環(huán)境傳感器組成，結(jié)構(gòu)如圖 3所示。圖 3 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車中的布置線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由方向盤總成、控制器（ ECU）和轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成 3部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成。? 方向盤總成包括方向盤、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、方向盤回正力矩電機等，具功能主要是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖 (通過測量方向盤轉(zhuǎn)角 )轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳遞給控制器；同時接收控制器送來的力矩信號，產(chǎn)生方向盤回正力矩，以提供給駕駛員相應的路感信息。? 控制器對采集的信號進行分析處理，判別汽車的運動狀態(tài)，向方向盤回正力矩電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機發(fā)送指令。 保證各種工況下都具有理想的車輛響應。? 轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成包括前輪轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機等。 它接受控制器的命令，由轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機控制轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角，實現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。? 自動防故障系統(tǒng) 是線控轉(zhuǎn)向系的重要模塊，它包括一系列的監(jiān)控和實施算法，針對不同的故障形式和故障等級做出相應的處理，以求最大限度地保持汽車的正常行駛。它采用嚴密的故障檢測和處理邏輯，以保證汽車的安全性能。汽車線控轉(zhuǎn)向的優(yōu)勢在于：1. 提高了整車設計自由度， 便于操控系統(tǒng)布置。例如沒有了機械連接，可以很容易把左舵駕駛換為右舵駕駛。2. 轉(zhuǎn)動效率高，響應時間短?？刂茊卧邮崭鞣N數(shù)據(jù)，可以在瞬時轉(zhuǎn)向條件下， 立刻提供轉(zhuǎn)向動力，轉(zhuǎn)動車輪。3. 改善駕駛特性， 增強操縱性?；谲囁?、牽引力控制以及其它相關參數(shù)基礎上的轉(zhuǎn)向比率（轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角的比值）不斷變化。? 低速行駛時，轉(zhuǎn)向比率低，可以減少轉(zhuǎn)彎或停車時轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的角度；? 高速行駛時，轉(zhuǎn)向比率變大，能夠獲得更好的直線行駛條件。4. 取消轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器后，有利于提高汽車碰撞安全性和整車主動安全性。5. 有利于整合底盤技術(shù)? 目前越來越多的主動安全控制系統(tǒng)投入車輛的應用。? 如 DYC、 ESP等是通過對車輪縱向力進行控制，以補償由車輛橫向加速度或橫擺角速度變化引起的行駛方向失控和車身姿態(tài)不穩(wěn)，增加車輛道路保持性能并改善操縱穩(wěn)定性能，采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后有利于整合底盤技術(shù)，綜合利用主動懸架、 ASR、 DYC或 ESP等系統(tǒng)的傳感器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。同時對于控制軟件方面，可以綜合考慮車輛彎道行駛和車身橫向穩(wěn)定性控制，進一步提高車輛操縱穩(wěn)定性和安全性。6. 降低底盤綜合開發(fā)成本? 采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后，在底盤開發(fā)過程中就不必考慮左側(cè)駕駛和右側(cè)駕駛車輛的區(qū)別，可降低公司的底盤開發(fā)成本。? 今后線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最終發(fā)展趨勢是使用操縱桿的 x— by— wire系統(tǒng)，它取消了轉(zhuǎn)向柱、皮帶輪和皮帶等部件，給發(fā)動機艙節(jié)省了空間，方便了底盤總布置的設計。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過修改部分參數(shù)就可以應用于其它車型，為新車型的設計開發(fā)節(jié)省了大量的時間，有利于廠家在競爭日益激烈的汽車業(yè)中盡快發(fā)布新車型，搶得市場先機。關鍵技術(shù)? 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最為顯著的特點是駕駛員的轉(zhuǎn)向操作和車輪轉(zhuǎn)向?qū)嵤┲g通過 ECU進行協(xié)調(diào)處理，從而實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一系列優(yōu)點。因此線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設汁中的關鍵技術(shù)包括：– 合理的轉(zhuǎn)向控制策略，能正確執(zhí)行駕駛員轉(zhuǎn)向意圖；– 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，具有高的容錯性；– 符合人們當前的駕駛習慣，準確地向駕駛員反饋車輛行駛狀態(tài)信息。1 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)理想