智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試

智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試

（一）線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能線控驅(qū)動系統(tǒng)（DriveByWire

，

DBW），是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)的必要關(guān)鍵技術(shù)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)自主行駛提供了良好的硬件基礎(chǔ)，也稱為線控節(jié)氣門或者電控節(jié)氣門（ThrottlebyWire）

。發(fā)動機(jī)通過線束代替拉索或者拉桿，在節(jié)氣門側(cè)安裝驅(qū)動電動機(jī)帶動節(jié)氣門改變開度，根據(jù)汽車的各種行駛信息，精確調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的油氣混合物，改善發(fā)動機(jī)的燃燒狀況，大大提高汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性；而且，線控驅(qū)動系統(tǒng)可以使汽車更為便捷的實(shí)現(xiàn)定速巡航、自適應(yīng)巡航等功能。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類電子節(jié)氣門02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試8（二）線控驅(qū)動系統(tǒng)的分類1.傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的線控節(jié)氣門對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，加速踏板與節(jié)氣門之間通過電信號進(jìn)行控制來取代原來的機(jī)械傳動，這種形式被稱為線控節(jié)氣門（Throttle-By-Wire，

DBW），

目前，市面上99%以

上的車型都配線控油門系統(tǒng)。線控節(jié)氣門主要由①線控油門、②線控?fù)Q檔、③節(jié)氣門驅(qū)動電機(jī)、④電控單元ECU等

構(gòu)成，如圖所示。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試10（1）線控油門線控油門是通過踏板位置傳感器采集踏板的位置信息

，將信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)油門深度計(jì)算好動力需求，再以此計(jì)算出需要的進(jìn)氣量和噴油量或電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，然后控制節(jié)氣門打開和噴油嘴噴油或轉(zhuǎn)矩，控制車輛的行駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的線控油門系統(tǒng)由油門踏板、踏板位置傳感器、控制器ECU、電子節(jié)氣門構(gòu)成，如圖所示。線控油門

實(shí)際上就是節(jié)氣門開度由電機(jī)控制，駕駛員的加速意圖將通過油門踏板的位置傳感器，傳給發(fā)動機(jī)或驅(qū)動電機(jī)控制器，同時(shí)電子節(jié)氣門開度傳感器將檢測出的開度信號反饋給ECU，

實(shí)現(xiàn)電子節(jié)氣門開度的閉環(huán)控制。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類線控油門結(jié)構(gòu)02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試11總結(jié)線控油門的特征

，主要包括：①響應(yīng)速度快：線控油門系統(tǒng)通過電子信號控制油門開度

，可以實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)速度

，提高

了車輛的加速性能和操控性。②精準(zhǔn)控制：線控油門系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的油門控制

，提高了車輛的經(jīng)濟(jì)性。③安全可靠：線控油門系統(tǒng)可以避免傳統(tǒng)油門系統(tǒng)中機(jī)械部件的故障和磨損

，提高了系統(tǒng)的

可靠性和安全性。④智能化：線控油門系統(tǒng)可以與車輛的其他電子系統(tǒng)集成

，實(shí)現(xiàn)更加智能化的控制和管理，

例如自適應(yīng)巡航控制、

自動泊車等功能。⑤可編程性：線控油門系統(tǒng)可以通過編程實(shí)現(xiàn)不同的油門控制策略

，適應(yīng)不同的駕駛模式和

路況

，提高了車輛的適應(yīng)性和靈活性。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試12（2）線控?fù)Q擋線控?fù)Q檔系統(tǒng)是一種電子換檔系統(tǒng)，它通過電子信號控制換檔器的操作，而不是傳統(tǒng)的機(jī)械換檔機(jī)構(gòu)。線控?fù)Q檔系統(tǒng)主要由換檔桿、傳感器、控制器、執(zhí)行器、變速箱組成。換檔桿通常位于駕駛員座位旁邊，用于選擇不同的檔位；傳感器用于檢測換檔桿的位置和操作，并將這些信息轉(zhuǎn)換為電子信號；控制器是線控?fù)Q檔系統(tǒng)的核心部分，它接收傳感器發(fā)送的信號，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序和算法來控制變速箱的換檔操作；執(zhí)行器是用于控制變速箱換檔的機(jī)械裝置，它接收控制器發(fā)送的電子信號，并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械動作，從而實(shí)現(xiàn)換檔操作；變速箱是線控?fù)Q檔系統(tǒng)的最終執(zhí)行部分，它根據(jù)執(zhí)行器的動作來完成換檔操作。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試13目前，市場上主要的線控?fù)Q檔操縱機(jī)構(gòu)形式有4種：旋鈕式、按鍵式、懷擋

式、檔桿式，如圖所示。旋鈕換檔的代表車型有：捷豹、路虎極光、蒙迪歐、北汽EV200等；按鍵換檔的代表車型有林肯MKZ、本田冠道，

阿斯頓馬丁等；懷擋換檔代表車型有：奔馳E級、奔馳C級、寶馬E56等；檔桿換檔代表車型有：

大眾邁騰、寶馬5系、奧迪A4/A6等。旋鈕換擋

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試14懷擋式檔桿式按鍵式駕駛?cè)送ㄟ^操作換檔桿，傳感器將換檔信號傳遞給換檔控制器，控制器處

理信號后將指令發(fā)送給執(zhí)行器，執(zhí)行器轉(zhuǎn)換為機(jī)械動作操縱變速箱完成前進(jìn)檔、

空擋、倒車擋、駐車檔的切換。智能網(wǎng)聯(lián)汽車換檔是接受智能駕駛控制器的指

令，實(shí)現(xiàn)檔位的切換。優(yōu)點(diǎn)主要是能使換檔更加平穩(wěn)、快速，減少換檔時(shí)的沖

擊和噪音；可以實(shí)現(xiàn)更加智能化的換檔控制，例如自動換檔、自適應(yīng)換檔等；可以提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能；可以減少機(jī)械部件的磨損和故障，提高系統(tǒng)的可靠性和耐久性。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試15總結(jié)線控?fù)Q檔的特征

，主要包括：①更輕便：線控?fù)Q檔系統(tǒng)不需要機(jī)械連接，

因此它比傳統(tǒng)的換檔桿更輕便

，更容易操作。②更靈活：線控?fù)Q檔系統(tǒng)可以根據(jù)駕駛員的需求進(jìn)行定制

，例如可以設(shè)置不同的換檔模式，

以適應(yīng)不同的駕駛條件。③更安全：線控?fù)Q檔系統(tǒng)可以避免駕駛員在換檔時(shí)的誤操作

，從而提高了駕駛的安全性。④更高效：線控?fù)Q檔系統(tǒng)可以更快地進(jìn)行換檔操作

，從而提高了車輛的加速性能和燃油經(jīng)濟(jì)

性。⑤更智能：線控?fù)Q檔系統(tǒng)可以與車輛的其他系統(tǒng)進(jìn)行集成

，例如與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、制動系

統(tǒng)等進(jìn)行協(xié)調(diào)

，從而提高了車輛的整體性能。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試16（3）節(jié)氣門驅(qū)動電機(jī)節(jié)氣門驅(qū)動電機(jī)一般為步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)

，兩者的控制方式也有所不同。驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)

的控制單元通過發(fā)出的

脈沖個(gè)數(shù)、頻率與方向控制電平對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。電平的高低控制

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的方向

，脈沖個(gè)數(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度，

即發(fā)出一個(gè)脈沖信號

，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動

一個(gè)步進(jìn)角

，脈沖頻率控制電機(jī)轉(zhuǎn)速

，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。

因此

，通過對上述三個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)精確定位與調(diào)速?？刂浦绷麟姍C(jī)采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)

，其特點(diǎn)有頻率高、效率高、功率密度高與

可靠性高。控制單元通過調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號的占空比

，來控制直流電機(jī)的速度。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類【注意】

占空比是脈沖處于較高電壓的時(shí)間占整個(gè)脈沖周期的百分比。02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試17（4）

電控單元ECU控制單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心，

由信息處理模塊和電機(jī)驅(qū)動電路模塊兩部分

組成。信息處理模塊

接受來自加速踏板位置傳感器的電壓信號

，經(jīng)過處理后得

到節(jié)氣門的最佳開度，

并把相應(yīng)的電壓信號發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動電路模塊。電機(jī)驅(qū)

動電路模塊

接收來自信息處理模塊的信號

，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度

，使節(jié)氣

門達(dá)到或保持相應(yīng)的開度。此外

，控制單元還對系統(tǒng)的功能進(jìn)行監(jiān)控

，如果發(fā)

現(xiàn)故障

，將點(diǎn)亮系統(tǒng)故障指示燈

，提醒駕駛員系統(tǒng)有故障。

線控驅(qū)動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試18（一）線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理1.驅(qū)動電機(jī)的工作原理智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)采用的是永磁同步驅(qū)動電機(jī)，它是驅(qū)動控制系統(tǒng)的

執(zhí)行單元，其結(jié)構(gòu)主要分為4個(gè)部分，如所示。主要是：定子、轉(zhuǎn)子、電機(jī)軸和其他部件。

永磁同步驅(qū)動電機(jī)的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試6（1）電機(jī)普通直流電機(jī)常采用在電機(jī)繞組內(nèi)通以電流的方式來產(chǎn)生磁場，而永磁同步電機(jī)則采用在轉(zhuǎn)子上添加永磁體的方式產(chǎn)生磁場，一種是無刷直流電機(jī)BLDC

，另一種是正弦波永磁同步電機(jī)PMSM。本課程以正弦波永磁同步電機(jī)為主進(jìn)行講解。

正弦波永磁同步電機(jī)（PMSM）無刷直流電機(jī)（BLDC）學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試71）結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子構(gòu)成，如圖所示。定子采用疊片結(jié)構(gòu)以減小電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的損耗；轉(zhuǎn)子鐵芯大多采用硅鋼疊片疊成，不做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，主要原因是為了減少渦流及其他

損耗，避免高速時(shí)轉(zhuǎn)矩降低。

如圖所示是永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，左側(cè)是永磁同步電

機(jī)的定子，右圖是永磁同步電機(jī)

的轉(zhuǎn)子。學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試8一般常用A、

B、C來分別表示三相電機(jī)的三個(gè)定子繞組；在實(shí)物上，則習(xí)慣用U、V、W來分別表示。①定子定子是電動機(jī)靜止不動的部分，

由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座三部分組成。其主要作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相電機(jī)的定子繞組有三個(gè)，通常稱為三相繞組。這三相繞組一共有六個(gè)出線

端，把它們做一定方式的連接后才能由三

相電源供電。一般有兩種連接方法：即星形（Y）連接和三角形(△)連接。

學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試9星形（Y）連接：把三個(gè)繞組的某三個(gè)同名端（都是首端或都是尾端）連接成一端，另三個(gè)同

名端接到三相電源上，形似星形，如圖所示，

這時(shí)，每相繞組承受的是電源的相電壓（220伏）。采用星形繞組具有以下特點(diǎn)：

電流小，發(fā)熱量小，運(yùn)行穩(wěn)定；

效率明顯優(yōu)于采用三角形連接

繞組；平均轉(zhuǎn)矩要大于三角形

連接繞組的平均轉(zhuǎn)矩；總損耗

小于三角形連接繞組的總損耗。

所以在電動汽車電機(jī)設(shè)計(jì)中基

本采用星形連接繞組。

學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試10三角形(△)連接：如圖所示，三個(gè)端點(diǎn)接到三相電源上，這時(shí)，每相繞組承受的是電源的線電壓（380伏）。在三角連接中，三次

諧波環(huán)流所產(chǎn)生的損耗會使電機(jī)效率下降、溫升增高

，所以電動汽車電機(jī)繞組一般不采用三角形連接，本課程不做過多講述。

學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試11②轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子主要由軸、軸承、轉(zhuǎn)子鐵芯及永磁體擋板等，如圖所示。根據(jù)電動機(jī)的制造工藝，轉(zhuǎn)子一般可分為表面式（凸裝式）和內(nèi)置式兩種結(jié)構(gòu)類型。表面式（凸裝式）：這種永磁體磁極安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯圓周表面上，也稱為凸裝式永磁轉(zhuǎn)子。內(nèi)置式：這種永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，每個(gè)永磁體都被鐵芯包圍。

學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試12表面式（凸裝式）：這種永磁體磁極安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯圓周表面上，也稱為凸裝式永磁轉(zhuǎn)子。磁極的極性與磁通走向如圖所示，根據(jù)磁阻最小原理，也就是磁通總是沿磁阻

最小的路徑閉合，利用磁引力拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，于是永磁轉(zhuǎn)子就會跟隨定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)的制造工藝簡單、成本低、應(yīng)用較廣泛，尤其適宜用于矩形波永磁

同步電機(jī)。

電動機(jī)表面式（凸裝式）轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試13徑向式切向式混合式內(nèi)置式：這種永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，每個(gè)永磁體都被鐵芯包圍，如圖所示，

相比其他結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其磁路結(jié)構(gòu)主要分為三

種：徑向式、切向式、混合式。

電動機(jī)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)17線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試14（一）傳統(tǒng)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)測試1.加速踏板位置傳感器的檢測（1）外線路檢查：用萬用表的電阻擋

，分別測量加速踏板位置傳感器各端子與對應(yīng)的

ECU端子之間的電阻值

，來判斷外線路是否存在短路及斷路故障。（2）傳感器電壓值測量：關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)

，拔下加速踏板位置傳感器插頭；點(diǎn)火開關(guān)置

于ON，測量線束側(cè)插頭端子與搭鐵之間電壓值是否符合維修手冊的要求。（3）傳感器電阻值測量：關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)

，拔下加速踏板位置傳感器插頭

，測量傳感器

側(cè)端子之間電阻是否符合維修手冊的要求。

學(xué)習(xí)任務(wù)18線控驅(qū)動系統(tǒng)的性能測試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試6（4）數(shù)據(jù)流檢測：用故障診斷儀讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

，涉及加速踏板位置傳感器的數(shù)據(jù)流有

3個(gè)：加速踏板1電位計(jì)電壓值、加速踏板2電位計(jì)電壓值、濾波前的加速踏板開度。

不踩動加速踏板時(shí)

，加速踏板1電位計(jì)電壓值應(yīng)為0.7V左右

，加速踏板2電位計(jì)電阻值為

0.35V左右

，濾波前的加速踏板開度應(yīng)為0%。緩慢踩下加速踏板

，上述3個(gè)數(shù)據(jù)流應(yīng)同時(shí)變化

，其變化規(guī)律如下：濾波前的加速踏板開度數(shù)值應(yīng)逐漸增加至100%；加速踏板1電位計(jì)電壓值與加速踏板2電位計(jì)電壓值應(yīng)同時(shí)增加

，但是前者的瞬時(shí)數(shù)值等于后者數(shù)值的2倍。

學(xué)習(xí)任務(wù)18線控驅(qū)動系統(tǒng)的性能測試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試72.控制模式測試目前，對加速踏板位置傳感器信號（APPS）進(jìn)行精確控制，主要由踏板機(jī)器人控制和

線控兩種方式。踏板機(jī)器人控制：是通過機(jī)器人根據(jù)速度的變化持續(xù)對踏板開度進(jìn)行控制，從而達(dá)到控

制車輛加速踏板深度的目的。線控：是指模擬車輛加速踏板位置傳感器信號，將信號傳輸?shù)絍CU，讓VCU根據(jù)模擬信號對車輛的速度進(jìn)行控制，優(yōu)勢是設(shè)備成本低，安裝簡單，只要是裝備電子節(jié)氣門的車輛能

夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)氣門開度的精確控制，達(dá)到對車速、轉(zhuǎn)速、加速度等的精確控制，劣勢是沒有裝備電節(jié)氣門的車輛無法使用線控。

學(xué)習(xí)任務(wù)18線控驅(qū)動系統(tǒng)的性能測試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試8（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)性能測試在下頁圖中，目標(biāo)車速通過加速踏板位置傳感器等傳感元件輸送給整車控制器VCU

，整車控制器對包括加速踏板位置傳感器信號等所有輸入信號進(jìn)行分析處理，并將電機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息發(fā)送給整車控制器。根據(jù)輸入的加速踏板和制動踏板的信號向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，采用PWM信號通過改變?nèi)嘟涣魃甑碾妷汉皖l率，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化，對電機(jī)進(jìn)行啟動、加速、減速、制動控制從而實(shí)現(xiàn)汽車在不同目標(biāo)速度下安全行駛。在純電動汽車減速和下坡滑行時(shí)，整車控制器配合電源系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電回饋，使動力蓄電池反向充電。

學(xué)習(xí)任務(wù)18線控驅(qū)動系統(tǒng)的性能測試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試9線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用于控制汽車的行駛方向，線控制動系統(tǒng)用于控制汽車的減速和制動線控

驅(qū)動系統(tǒng)用于控制汽車的行駛速度?；陔妱悠囬_發(fā)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，汽車的動力來源于動力電池，動力電池由動力電池控制器BMS控制，人工駕駛模式時(shí)，通過上位機(jī)發(fā)送調(diào)試指令。為避免與VCU當(dāng)前指令沖突，需斷開VCU的CAN總線，但VCU的CAN總線斷開會導(dǎo)致BMS失去使能喚醒信號，或主正/負(fù)繼電器不吸合等故障，造成動力電池的高壓電不向外輸出，從而使線控驅(qū)動系統(tǒng)中的

驅(qū)動電機(jī)控制器不工作，汽車無法行駛。在此，人工駕駛的調(diào)試只介紹通信原理，實(shí)操中一般通過自動駕駛模式進(jìn)行調(diào)試，即線控系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試6（一）人工駕駛模式下的線控驅(qū)動系統(tǒng)通信原理人工駕駛模式下，線控驅(qū)動系統(tǒng)的通信主要存在于VCU與

MCU之間，

包括VCU向MCU發(fā)送的驅(qū)動指令以及MCU向VCU發(fā)送的電機(jī)狀態(tài)、電機(jī)控制器狀態(tài)等反饋信息。VCU與

MCU之間的通信波特率為

500kbits，報(bào)文采用

Motorola格式，

幀格式為標(biāo)準(zhǔn)幀。

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試7【復(fù)習(xí)一刻】CAN報(bào)文編碼格式包括兩種：

Intel格式和Motorola格式。Intel格式：起始地址為最低位，最后地址為最高位。（小端）Motorola格式：起始地址為最高位，最后地址為最低位。（大端）【Intel格式】【Motorola格式】

最低位

數(shù)值最高位數(shù)值最高位

數(shù)值

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試最低位

數(shù)值80x0x字節(jié)定義格式Byte0bit0電機(jī)控制器工作使能bit0=0時(shí)，未觸發(fā)工作使能信號；bit0=1時(shí)，觸發(fā)工作使能信號bit1電機(jī)控制器放電使能bit1=0時(shí)，未觸發(fā)放電使能信號；bit1=1時(shí)，觸發(fā)放電使能信號bit2～bit3電機(jī)控制器的控制模式bit2~bit3=0時(shí)，為轉(zhuǎn)速控制模式bit2~bit3=1時(shí)，為轉(zhuǎn)矩控制模式bit2~bit3=2時(shí)，為無效信號bit4～bit7預(yù)留bit4～bit7=0（默認(rèn)）Byte1預(yù)留Byte1=0x00（默認(rèn)）Byte2低字節(jié)踏板開度有效值：0～1000，精度0.1%，物理量0%～

100.0%Byte3高字節(jié)Byte4低字節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速命令電機(jī)轉(zhuǎn)速命令值=踏板有效值×2.7Byte5高字節(jié)Byte6檔位狀態(tài)Byte6=0x00時(shí)，表示掛駐車檔（P）Byte6=0x01時(shí)，表示掛倒車檔（R）Byte6=0x02時(shí)，表示掛空檔（N）Byte6=0x03時(shí)，表示掛前進(jìn)檔（D）Byte7預(yù)留Byte7=0x00（默認(rèn)）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試表1VCU向MCU發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x301，周期：

100ms）02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試9故障碼故障故障碼故障0x00無故障0x01U相過流0x02V相過流0x03W相過流0x04硬件過流0x05功率模塊故障0x06母線過流0x07母線過壓0x08母線欠壓0x09電機(jī)超速0x0A電機(jī)過載0x0B控制器過載0xC電機(jī)過熱0xD控制器過熱0x0E電機(jī)溫度傳感器故障0x0F控制器溫度傳感器故障0x10電機(jī)編碼器故障0x11電機(jī)堵轉(zhuǎn)故障0x14實(shí)時(shí)故障10x15相電流傳感器故障0x16母線電流傳感器故障0x17電機(jī)失控0x1C轉(zhuǎn)向信號故障0x1D通信故障0x28實(shí)時(shí)故障20x29實(shí)時(shí)故障3附表1

Byte6驅(qū)動電機(jī)故障代碼表（ID：0x310，周期：

200ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試18字節(jié)定義格式Byte0低字節(jié)驅(qū)動電機(jī)

轉(zhuǎn)速有效值范圍：

0~65531，數(shù)值偏移量-20000，表示-20000r/min~45531r/min最小計(jì)量單元：

1r/min

，

0xFF,0xFE表示異常，

0xFF,0xFF表示無效Byte1高字節(jié)Byte2低字節(jié)驅(qū)動電機(jī)

轉(zhuǎn)矩有效值范圍：

0~65531，數(shù)值偏移量-20000，表示-2000N·m~4553.1N·m最小計(jì)量單元：

0.1N·m

，

0xFF,0xFE表示異常，

0xFF,0xFF表示無效備注：前進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)矩為正值，倒車時(shí)轉(zhuǎn)矩為負(fù)值Byte3高字節(jié)Byte4電機(jī)旋轉(zhuǎn)

狀態(tài)0x01：電機(jī)反轉(zhuǎn)（R擋）；

0x02：電機(jī)無轉(zhuǎn)速（N擋）；

0x03：電機(jī)正轉(zhuǎn)（D擋）Byte5bit0預(yù)留\bit1控制模式0：轉(zhuǎn)速模式（默認(rèn)為轉(zhuǎn)速模式）；

1：轉(zhuǎn)矩模式bit2-bit5預(yù)留功能升級中，值未定義bit6-bit7預(yù)留\Byte6~Byte7預(yù)留\

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試表3

MCU向VCU發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x311，周期：

200ms）02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試19字節(jié)定義格式Byte0低字節(jié)電機(jī)控制器輸入

電壓有效值范圍：0~60000，表示0V~6000V最小計(jì)量單元：0.1V0xFF

，0xFE表示異常；0xFF

，0xFF表示無效Byte1高字節(jié)Byte2低字節(jié)電機(jī)控制器直線

母線電流有效值范圍：0~20000，數(shù)值偏移量-10000，

表示-1000A~+1000A最小計(jì)量單元：0.1A0xFF

，0xFE表示異常；0xFF

，0xFF表示無效Byte3高字節(jié)Byte4~Byte7預(yù)留\表4

MCU向VCU發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x312，周期：

200ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試23字節(jié)定義格式Byte0bit0輪廓燈0：關(guān)閉；

1：打開bit1近光燈0：關(guān)閉；

1：打開bit2遠(yuǎn)光燈0：關(guān)閉；

1：打開bit3喇叭0：關(guān)閉；

1：打開bit4保留\bit5使能信號0：未使能；

1：使能bit6-bit7擋位0x00：P擋；0x01：R擋；0x02：N檔；0x03：D檔Byte1低字節(jié)目標(biāo)車速有效值范圍：0~2200（表示0km/h~220km/h）最小計(jì)量單元：0.1km/h

，0xFF,0xFE表示異常，0xFF,0xFF表示無效Byte2高字節(jié)Byte3預(yù)留\表5計(jì)算平臺向VCU發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x110，周期：

100ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試28字節(jié)定義格式Byte4低字節(jié)轉(zhuǎn)向角度角度旋轉(zhuǎn)到當(dāng)前數(shù)值對應(yīng)的角度（-720°~+720

°

)

,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為負(fù)，0

°為對應(yīng)中點(diǎn)位置Byte5高字節(jié)Byte6bit0制動使能1：使能剎車；0：不使能剎車bit1-bit7制動壓力請求壓力行程請求，最大行程點(diǎn)125，最小行程點(diǎn)為0，單位為個(gè)（當(dāng)前將行程分成125個(gè)點(diǎn)）Byte7預(yù)留\續(xù)表5計(jì)算平臺向VCU發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x110，周期：

100ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試29字節(jié)定義格式Byte0bit0-bit1駕駛模式0：手動控制模式（油門踏板+擋位）；1：自動模式（線控）；2：遙控器調(diào)試模式bit2-bit4擋位0x00：P擋；0x01：R擋；0x02：N檔；0x03：D檔bit5-bit6車輛狀態(tài)0x00：正常；0x01：一級報(bào)警；0x02：二級報(bào)警；0x03：三級報(bào)警bit7預(yù)留/Byte1低字節(jié)當(dāng)前角度角度旋轉(zhuǎn)到當(dāng)前數(shù)值對應(yīng)的角度(-720°~+720

°)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為負(fù)，0

°為對應(yīng)中點(diǎn)位置Byte2高字節(jié)Byte3驅(qū)動電機(jī)

狀態(tài)0x01：耗電；0x02發(fā)電；0x03關(guān)閉狀態(tài)；0x04準(zhǔn)備狀態(tài)；

0xFE表示異常，0xFF表示無效表6VCU向計(jì)算平臺發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x101，周期：

100ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試35字節(jié)定義格式Byte4低字節(jié)車速有效值范圍：0~2200（表示0km/h~220km/h），最小計(jì)量單元：0.

1km/h0xFF

，0xFE表示異常

，0xFF

，0xFF表示無效Byte5高字節(jié)Byte6低字節(jié)驅(qū)動電機(jī)

轉(zhuǎn)矩有效值范圍：0~65531

，數(shù)值偏移量-20000，表示-2000N·m~4553.

1N·m最小計(jì)量單元：0.

1N·m0xFF

，0xFE表示異常

，0xFF

，0xFF表示無效備注：前進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)矩為正值

，倒車時(shí)轉(zhuǎn)矩為負(fù)值Byte7高字節(jié)續(xù)表6VCU向計(jì)算平臺發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x101，周期：

100ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試36字節(jié)定義格式Byte0故障代碼1Byte1故障代碼2Byte2故障代碼3Byte3故障代碼4Byte4最低字節(jié)累計(jì)里程有效值范圍：0~9999999

，表示0km~999999.9km最小計(jì)量單元：0.

1km。0xFF

，0xFF

，0xFF

，0xFE表示異常0xFF

，0xFF

，0xFF

，0xFF表示無效Byte5次低字節(jié)Byte6次高字節(jié)Byte7最高字節(jié)表7VCU向計(jì)算平臺發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x102，周期：

100ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試41字節(jié)定義格式Byte0制動壓力采樣值精度為0.05MPa

，偏移量為0

，范圍為0~

10MPaByte1Byte2預(yù)留\Byte3預(yù)留\Byte4預(yù)留\Byte5預(yù)留\Byte6SOC有效值范圍：0~

100

，表示0%~

100%最小計(jì)量單元：

1%0xFE表示異常

，0xFF表示無效。Byte7預(yù)留\表8VCU向計(jì)算平臺發(fā)送CAN報(bào)文協(xié)議（ID：0x103，周期：

100ms）

學(xué)習(xí)任務(wù)19線控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試42（一）典型車型線控驅(qū)動系統(tǒng)工作原理1.典型車型線控驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成本課程采用北京中汽恒泰教育科技有限公司設(shè)計(jì)的線控驅(qū)動系統(tǒng)臺架設(shè)備，線控底盤試驗(yàn)平臺的線控驅(qū)動系統(tǒng)包含整車控制VCU、換檔控制、驅(qū)動電機(jī)及控制MCU、充電管理、儀表顯示、

DC-DC控制等組成。

學(xué)習(xí)任務(wù)20線控驅(qū)動系統(tǒng)典型車型控制原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試6找一找：在下圖中找到整車控制VCU、換檔控制、驅(qū)動電機(jī)及控制MCU、充電管理、儀表顯示、

DC-DC。

學(xué)習(xí)任務(wù)20線控驅(qū)動系統(tǒng)典型車型控制原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試7（1）整車控制器VCU①接收、處理主動（自動）和被

動（駕駛員）的駕駛操作指令；②向各個(gè)部件控制器發(fā)送控制指令，使車輛按期望的速度、軌跡行駛；③與驅(qū)動電機(jī)控制器MCU、動力電池管理系統(tǒng)BMS等進(jìn)行可

靠通信；④對整車具有保護(hù)功能，視故障的類別對整車進(jìn)行分級保護(hù)，緊急情況下可以關(guān)掉驅(qū)動電機(jī)及切斷母線高壓電。表1線控底盤試驗(yàn)平臺的整車控制器VCU的功能

學(xué)習(xí)任務(wù)20線控驅(qū)動系統(tǒng)典型車型控制原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試8序號功能序號功能1控制意圖解析2驅(qū)動控制3制動能量回收控制4整車能量優(yōu)化管理5充電過程控制6高低壓上下電控制7車輛狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測與

顯示8行車控制分級9故障診斷與處理10DC-DC控制11整車系統(tǒng)CAN總線

網(wǎng)絡(luò)化管理12檔位控制（1）整車控制器VCU線控底盤試驗(yàn)平臺的整車控制器VCU根據(jù)車輛運(yùn)行的不同情況，包括檔位、車速、電池SOC、轉(zhuǎn)矩信息、制動信息、溫度等值來決定電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩、

功率及旋轉(zhuǎn)方向。同時(shí)根據(jù)輔助

電氣信息及充電狀態(tài)信息來控制

車輛運(yùn)行，功能如表1所示。表1線控底盤試驗(yàn)平臺的整車控制器VCU的功能

學(xué)習(xí)任務(wù)20線控驅(qū)動系統(tǒng)典型車型控制原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試9（2）換檔機(jī)構(gòu)檔位機(jī)構(gòu)關(guān)系車輛的安全

，正確理解車輛運(yùn)行的意圖，以及正確識別車輛的檔位，在基于模型開發(fā)的檔位管理模塊中得到很好的優(yōu)化。能在出現(xiàn)故障時(shí)做出相應(yīng)處理保證整車安全，在系統(tǒng)出現(xiàn)檔位誤操作時(shí)通過儀表等提示，使駕駛員能迅速做出糾正。

換擋控制結(jié)構(gòu)圖學(xué)習(xí)任務(wù)20線控驅(qū)動系統(tǒng)典型車型控制原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試10（3）驅(qū)動電機(jī)及控制MCU綜合位置傳感器、溫度傳感

器、電流傳感器所提供的電機(jī)轉(zhuǎn)

子位置、溫度、速度和電流等反

饋信息及外部輸入的命令、信息，通過程序進(jìn)行分析處理，決定控

制方式及故障保護(hù)等，向逆變器

（功率變換器）發(fā)出執(zhí)行命令，控制驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行。

驅(qū)動電機(jī)及控制MCU結(jié)構(gòu)圖學(xué)習(xí)任務(wù)20線控驅(qū)動系統(tǒng)典型車型控制原理02新知講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)裝調(diào)與測試底盤線控系統(tǒng)裝調(diào)與測試11（4）充電系統(tǒng)整車控制器VCU與蓄電池管理系統(tǒng)共同完成充電過程中的充電功率控制。