智能網(wǎng)聯(lián)汽車裝配與調(diào)試課件：底盤線控系統(tǒng)的結構和工作原理

底盤線控系統(tǒng)裝配與調(diào)試《智能網(wǎng)聯(lián)汽車裝配與調(diào)試》目

錄Contents線控底盤的故障診斷與檢修底盤線控系統(tǒng)的結構和工作原理線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝配與故障檢修線控底盤CAN調(diào)測線控驅(qū)動系統(tǒng)裝配與故障檢修線控制動系統(tǒng)裝配與故障檢修030406050102底盤線控系統(tǒng)的結構和工作原理

線控制動系統(tǒng)的結構和工作原理線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理線控驅(qū)動系統(tǒng)的結構和工作原理底盤線控系統(tǒng)的結構和工作原理二

三一首先我們來了解一下什么是汽車線控技術？汽車線控技術就是將駕駛員的操縱動作經(jīng)過傳感器變成電信號，通過電纜直接傳輸

到執(zhí)行機構的一種系統(tǒng)。目前，線控技術包括線控換擋系統(tǒng)、線控制動系統(tǒng)、

線控懸架系統(tǒng)、線控增壓系統(tǒng)、線控油門系統(tǒng)及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。其中線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在高級轎車

、跑車及概念車上有廣泛的應用，他為自動駕

駛提供良好的平臺，將來隨著線控技術的成

熟和成本的降低及追求自動駕駛的影響，線

控技術將越來越多的應用于普通車輛。一、線控驅(qū)動系統(tǒng)的結構和工作原理線控技術源于飛機控制系統(tǒng)，飛機的新型控制系統(tǒng)是一種線控系統(tǒng)，

它將飛機駕駛員的操作命令轉(zhuǎn)化成電信號，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。線控轉(zhuǎn)向是自動駕駛汽車實現(xiàn)路徑跟蹤與避障避險必要的關鍵技術，其性能直接影響主動安全與駕乘體驗。下面我們從線控轉(zhuǎn)向技術定義、組成和工作原理兩個方面來學習。二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理線控驅(qū)動系統(tǒng)是將機械連接改為線束連接，通過ECn對傳感器采集的驅(qū)動踏板位置信息進行分析，然后控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，從而決定加速或減速。1.線控驅(qū)動系統(tǒng)的概念一、線控驅(qū)動系統(tǒng)的結構和工作原理智能網(wǎng)聯(lián)汽車的線控驅(qū)動系統(tǒng)由電機、電機控制器、油門踏板、換擋拉桿(或按鍵、旋鈕)和機械傳動裝置等構成。2.線控驅(qū)動系統(tǒng)的基本構成一、線控驅(qū)動系統(tǒng)的結構和工作原理圖線控驅(qū)動系統(tǒng)組成人工駕駛模式：VCU通過接收換擋拉桿(或按鍵、旋鈕)信號、驅(qū)動踏板上的傳感器信號等，判斷汽車行駛方向和行駛速度，然后通過CAN總線發(fā)送給電機控制器(MCU)，控制電機(M)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，并經(jīng)機械傳動裝置驅(qū)動車輪使車輛行駛。一、線控驅(qū)動系統(tǒng)的結構和工作原理圖電動汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)工作原理3.線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理自動駕駛模式：計算平臺通過接收的各環(huán)境傳感器反饋的信號，判斷汽車行駛方向、行駛速度等，通過CAN總線發(fā)送給VCU，VCU經(jīng)計算后再通過CAN總線發(fā)送給電機控制器，控制電機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，并經(jīng)機械傳動裝置帶動車輪使車輛行駛。其中，計算平臺替代了駕駛員的駕駛意圖，包括踩加速踏板、操縱換擋拉桿(或按鍵、旋鈕)等，實現(xiàn)了自動駕。3.線控驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理一、線控驅(qū)動系統(tǒng)的結構和工作原理圖智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)工作原理駛線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)由電信號控制，并向電機發(fā)送電信號指令，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。它消除了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中方向盤與轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構間的機械連接，使其與其他系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)，對提高汽車的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性、駕駛舒適性和主動安全性具有重要意義。1.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向盤模塊、前輪轉(zhuǎn)向模塊、主控制器(ECU)三個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成。2.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本構成二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理圖線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成前輪轉(zhuǎn)向模塊包括前輪位移傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機、

電機控制器和前輪轉(zhuǎn)向組件等。其功能是將測得的前輪轉(zhuǎn)角

信號反饋給主控制器，并接受主控制器的命令，控制轉(zhuǎn)向盤完成所要求的前輪轉(zhuǎn)角，人工駕駛模式時，實現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。主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)，向轉(zhuǎn)向盤路感電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機發(fā)送命令，控制兩個電機協(xié)調(diào)工作。人工駕駛模式時，主控制器還可以對駕駛員

的操作指令進行識別，判定在當前狀態(tài)下駕駛員的轉(zhuǎn)向操作是否合理。當汽車處于非穩(wěn)定狀態(tài)或駕駛員發(fā)出錯誤指令時，前輪線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將自動進行穩(wěn)定控制或?qū)Ⅰ{駛員錯誤的轉(zhuǎn)向操作屏

蔽，以合理的方式自動駕駛車輛，使汽車盡快恢復到穩(wěn)定

狀態(tài)。

二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理

1)前輪轉(zhuǎn)向

模塊2)主控制器轉(zhuǎn)向盤模塊包括轉(zhuǎn)向盤組件、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)

矩傳感器、轉(zhuǎn)向盤路感電機。人工駕駛模式時，其主要功能

是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖(通過測量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞給主控制器，同時主控制器向轉(zhuǎn)向盤路感電機發(fā)送控制信號，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向盤的反饋力矩，以提供給駕駛員相應的路感信息。自動防故障系統(tǒng)是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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，以求最大限度的保持汽車的正常行駛。線控轉(zhuǎn)向技術采用嚴密的故障檢測和處理邏輯，以最大程度地提高汽車安全性能。二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理4)自動防故

障系統(tǒng)3)轉(zhuǎn)向盤模

塊5)電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)承擔著控制器、兩個執(zhí)行電機以及其他車用電器的供電任務，其中僅前輪轉(zhuǎn)角執(zhí)行電機的最大功率就有500W~800W，加上汽車上的其他電子設備，電源的負擔已經(jīng)相當沉重。所以要保證電網(wǎng)在大負荷下穩(wěn)定工作，電源的性能就顯得十分重要。二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理人工駕駛模式：當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器將測量到的駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號輸入到ECn，ECn控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)角度，通過機械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向位置，使汽車沿著駕駛員所期望的軌跡行駛。同時汽車行駛的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等信息通過位移傳感器轉(zhuǎn)換成電信號反饋給ECn，進而驅(qū)動路感電機，反饋給駕駛員一定的轉(zhuǎn)向盤力矩，來模擬路感。3.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理自動駕駛模式：駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的人工駕駛操作，將變?yōu)橛嬎闫脚_向

VCU發(fā)送轉(zhuǎn)向意圖的自動駕駛操作，即

計算平臺根據(jù)接收的環(huán)境感知傳感器的信號、預置的行駛軌跡等，判斷汽車的行駛方向，通過CAN總線發(fā)送給VCU，VCU經(jīng)計算再通過CAN總線發(fā)送給線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ECU，進而控制汽車進行轉(zhuǎn)向。3.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理

二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構和工作原理

圖電動汽車線控驅(qū)動系統(tǒng)工作原理汽車制動系統(tǒng)是指對汽車車輪施加一定的力，從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置。制動系統(tǒng)的功能是使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車，使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車，使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。線控制動系統(tǒng)的功能與傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)的功能一樣，也是保證能夠按照路況等進行強制減速甚至停車，只是在結構上有所改變，即輸入接口

(制動踏板)和執(zhí)行機構(制動執(zhí)行器)之間是通過線控

(電子信號)連接的，在它們之間沒有直接的液力或機械連接。

三、線控制動系統(tǒng)的結構和工作原理

1.線控制動系統(tǒng)的概念液壓式線控制動系統(tǒng)(EHB)主要由踏板模擬單元、ECU、執(zhí)行器機構等組成，機械式線控制動系統(tǒng)(EMB)主要由車輪制動模塊、中央電子控制單元和電子踏板模塊等組成。2.線控制動系統(tǒng)的基本構成三、線控制動系統(tǒng)的結構和工作原理傳統(tǒng)線控系統(tǒng)主要由真空助力器、主缸、儲液壺、輪缸、制動鼓或制動碟構成。當踩下剎車踏板時，儲液壺中的剎車油進入主缸，然后進入輪缸。輪缸兩端的活塞推動制動蹄向外運動進而使得摩擦片和剎車鼓發(fā)生摩擦，從而產(chǎn)生制動力。如圖所示為傳統(tǒng)制動系統(tǒng)原理圖。3.傳統(tǒng)制動系統(tǒng)工作原理三、線控制動系統(tǒng)的結構和工作原理圖為傳統(tǒng)制動系統(tǒng)原理圖液壓式線控制動系統(tǒng)是從傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)發(fā)展來的，但與傳統(tǒng)制動方式有很大的不同，EHB以電子元件替代了原有的部分機械元件，是一個先進的機電一體化系統(tǒng)，它將電子

系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)相結合。液壓式線控制動系統(tǒng)有兩種工作模式，分別為人工駕駛模式和自動駕駛模式。三、線控制動系統(tǒng)的結構和工作原理4.線控制動系統(tǒng)的工作原理液壓式線控制動系統(tǒng)

(EMB)人工駕駛模式：正常工作時，制動踏板與制動器之間的液壓連接斷開，備用閥處于關閉狀態(tài)。電子踏板配有踏板感覺模擬器和電子傳感器，ECU可以通過傳感器信號判斷駕駛員的制動意圖，并通過電機驅(qū)動液壓泵進行制動。電子系統(tǒng)發(fā)生故障時，備用閥打開，EHB變成傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)。備用系統(tǒng)增加了制動系統(tǒng)的安全性，使車輛在線控制動系統(tǒng)失效時還可以進行制動，但是由于備用系統(tǒng)中仍然包含復雜的制動液傳輸管路，使得EHB并不完全包含線控制動系統(tǒng)產(chǎn)品的優(yōu)點。三、線控制動系統(tǒng)的結構和工作原理4.線控制動系統(tǒng)的工作原理液壓式線控制動系統(tǒng)

(EMB)自動駕駛模式：駕駛員踩制動踏板的人工駕駛

操作，將變?yōu)橛嬎闫脚_向VCU發(fā)送制動意圖的自

動駕駛操作，即計算平臺根據(jù)環(huán)境傳感器反饋的路況等信息，向VCU發(fā)送請求制動信號，VCU經(jīng)

分析后將制動信號發(fā)送給EHB-ECU，ECU通過電機驅(qū)動液壓泵進行制動。4.線控制動系統(tǒng)的工作原理三、線控制動系統(tǒng)的結構和工作原理圖EHB工作原理機械式線控制動系統(tǒng)

(EMB)EMB與