資料介紹
從目前底盤技術(shù)發(fā)展來看,越來越多的新電子控制設(shè)備被應(yīng)用于汽車上,其中許多新的底盤控制技術(shù)設(shè)備在汽車的安全性、動力性、操作穩(wěn)定性等方面起著重要的作用。它包括全電路制動系統(tǒng)(BBW,Brake-by-Wire)、汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)(RWS、ESPⅡ等)、汽車懸架控制系統(tǒng)(ADC、ARC等)以及現(xiàn)在發(fā)展起來的汽車底盤線控技術(shù)(線控換檔系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、油門系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等),再加上汽車CAN總線的應(yīng)用,42V電壓技術(shù)的研究,如今汽車底盤控制技術(shù)正向電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展。
全電路制動系統(tǒng)(BBW)
BBW是一種全新的制動模式,它采用嵌人式總線技術(shù),可以與防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)、電子穩(wěn)定性控制程序(ESP)、主動防撞系統(tǒng)(ACC)等汽車主動安全系統(tǒng)更加方便地協(xié)同工作,通過優(yōu)化微處理器中的控制算法,可以精確地調(diào)整制動系統(tǒng)的工作過程,提高車輛的制動效果,加強汽車的制動安全性能。BBW以電能作為能量來源,通過電機或電磁鐵驅(qū)動制動器。因此,BBW的結(jié)構(gòu)簡潔,更趨向于模塊化,安裝和維修更簡單方便。
控制單元是BBW的控制核心,它負責(zé)BBW信號的收集和處理,并對信號的推理判斷以及據(jù)此向制動器發(fā)出制動信號。此外,根據(jù)汽車智能化的發(fā)展趨勢,汽車底盤上的各種電子控制系統(tǒng)將與制動控制系統(tǒng)高度集成,同時在功能上趨于互補。BBW采用雙重閉環(huán)控制方式,首先在各個電能制動器中都有制動力矩傳感器,可以實時地監(jiān)控制動力矩的大小,實現(xiàn)制動力矩的閉環(huán)控制。其次在制動過程中,各車輪轉(zhuǎn)速傳感器時刻監(jiān)視著車輪的運轉(zhuǎn)過程,ABS根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器的信號判斷車輪的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
根據(jù)目前BBW的研究成果,投入使用還需要解決一系列問題,其中主要是電能制動器結(jié)構(gòu)和性能的改善。電能制動器要保證能夠獨立對車輛實施有效制動,必須能產(chǎn)生足夠大的制動力矩,對內(nèi)部的驅(qū)動電機(或驅(qū)動電磁鐵體)、驅(qū)動力矩的傳動系統(tǒng)、外部的供電系統(tǒng)提出了較高的要求?,F(xiàn)在比較成熟的想法是提高汽車的供電電壓,從原來的12V提高到42V,提高電壓可以有效地解決BBW的能源問題。
汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)
1、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(RWS)
RWS能主動讓汽車兩后輪的橫拉桿相對于車身作側(cè)向運動,使兩后輪產(chǎn)生一轉(zhuǎn)向角。RWS是由電子控制單元、傳感器和執(zhí)行機構(gòu)等組成,其執(zhí)行機構(gòu)有整體式和分離式兩種。整體式是指汽車兩后輪的橫拉桿由同一個執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié),而分離式則指汽車兩后輪的橫拉桿由兩個不同執(zhí)行機構(gòu)來調(diào)節(jié)。對于整體式RWS執(zhí)行機構(gòu),用一個橫拉桿位移傳感器就能確定兩后輪的轉(zhuǎn)向角,但分離式RWS執(zhí)行機構(gòu)需要至少兩個位移傳感器。由于分離式RWS執(zhí)行機構(gòu)的元件多,兩后輪的控制和協(xié)調(diào)比較復(fù)雜,現(xiàn)在研發(fā)更多的是整體式RWS執(zhí)行機構(gòu)。整體式RWS執(zhí)行機構(gòu)又分液壓式和機電式兩種,是由電動機、螺母螺桿驅(qū)動機構(gòu)和安全鎖止機構(gòu)等組成,為了提高系統(tǒng)的可靠性,執(zhí)行機構(gòu)里安裝了一個電機轉(zhuǎn)角傳感器和一個螺桿位移傳感器,當RWS出現(xiàn)故障時,電動機自動鎖止,兩后輪的轉(zhuǎn)向角不再發(fā)生變化,直到故障排除。
正常工作時,后輪的轉(zhuǎn)向角是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角和汽車行駛速度的函數(shù),汽車低速行駛時,當轉(zhuǎn)向盤的執(zhí)行機構(gòu)給后輪一個相應(yīng)方向相反的轉(zhuǎn)向角,從而使汽車在低速拐彎或停車時,轉(zhuǎn)彎半徑變小,使汽車轉(zhuǎn)向和停車更方便快速、舒適。當汽車高速行駛時,給后輪一個與前輪轉(zhuǎn)向角方向一致的轉(zhuǎn)向角,汽車的前后輪同時向同一方向轉(zhuǎn)向,可提高汽車的方向穩(wěn)定性,特別是汽車在高速行駛換道時,汽車不必要的橫擺運動會大大減小,從而增強了汽車的方向穩(wěn)定性。當汽車在路面制動時,同系統(tǒng)相配合,可及時通過主動后輪轉(zhuǎn)向角來平衡制動力所產(chǎn)生的橫擺力矩,既能保持汽車的方向穩(wěn)定性,又能最大限度地利用前輪的制動力,改進汽車的制動性能。
2、ESPⅡ(或者ESPplus)
由于ESP系統(tǒng)在對轎車的行駛狀態(tài)進行干涉時,只是通過對單個車輪施加制動來調(diào)節(jié)轎車的行駛穩(wěn)定性,這時由脈沖制動力引起的轎車振動,乘員能夠感覺到。ESPⅡ能夠識別轉(zhuǎn)向輪與地面之間的附著系數(shù),如果汽車在路面兩側(cè)附著系數(shù)不同的對開路面上制動時,它朝著路面附著系數(shù)較大的一側(cè)轉(zhuǎn)動的趨勢,即出現(xiàn)所謂的“制動器拉動”現(xiàn)象,在這種情況下,ESPⅡ能夠通過轉(zhuǎn)向輪朝路面附著系數(shù)較小的一側(cè)作些適當?shù)霓D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動,以平衡“制動器拉動”的趨勢。
ESPⅡ?qū)⑵滢D(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向柱設(shè)計成兩部分,其中一部分含有一個齒輪傳動機構(gòu),通過該齒輪傳動機構(gòu),系統(tǒng)中的電動馬達對轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角施加影響。ESPⅡ?qū)ζ囍苿雍娃D(zhuǎn)向的干涉,是利用ESP的控制裝置基于一個擴展的軟件來操控。
全電路制動系統(tǒng)(BBW)
BBW是一種全新的制動模式,它采用嵌人式總線技術(shù),可以與防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)、電子穩(wěn)定性控制程序(ESP)、主動防撞系統(tǒng)(ACC)等汽車主動安全系統(tǒng)更加方便地協(xié)同工作,通過優(yōu)化微處理器中的控制算法,可以精確地調(diào)整制動系統(tǒng)的工作過程,提高車輛的制動效果,加強汽車的制動安全性能。BBW以電能作為能量來源,通過電機或電磁鐵驅(qū)動制動器。因此,BBW的結(jié)構(gòu)簡潔,更趨向于模塊化,安裝和維修更簡單方便。
控制單元是BBW的控制核心,它負責(zé)BBW信號的收集和處理,并對信號的推理判斷以及據(jù)此向制動器發(fā)出制動信號。此外,根據(jù)汽車智能化的發(fā)展趨勢,汽車底盤上的各種電子控制系統(tǒng)將與制動控制系統(tǒng)高度集成,同時在功能上趨于互補。BBW采用雙重閉環(huán)控制方式,首先在各個電能制動器中都有制動力矩傳感器,可以實時地監(jiān)控制動力矩的大小,實現(xiàn)制動力矩的閉環(huán)控制。其次在制動過程中,各車輪轉(zhuǎn)速傳感器時刻監(jiān)視著車輪的運轉(zhuǎn)過程,ABS根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器的信號判斷車輪的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
根據(jù)目前BBW的研究成果,投入使用還需要解決一系列問題,其中主要是電能制動器結(jié)構(gòu)和性能的改善。電能制動器要保證能夠獨立對車輛實施有效制動,必須能產(chǎn)生足夠大的制動力矩,對內(nèi)部的驅(qū)動電機(或驅(qū)動電磁鐵體)、驅(qū)動力矩的傳動系統(tǒng)、外部的供電系統(tǒng)提出了較高的要求?,F(xiàn)在比較成熟的想法是提高汽車的供電電壓,從原來的12V提高到42V,提高電壓可以有效地解決BBW的能源問題。
汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)
1、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(RWS)
RWS能主動讓汽車兩后輪的橫拉桿相對于車身作側(cè)向運動,使兩后輪產(chǎn)生一轉(zhuǎn)向角。RWS是由電子控制單元、傳感器和執(zhí)行機構(gòu)等組成,其執(zhí)行機構(gòu)有整體式和分離式兩種。整體式是指汽車兩后輪的橫拉桿由同一個執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié),而分離式則指汽車兩后輪的橫拉桿由兩個不同執(zhí)行機構(gòu)來調(diào)節(jié)。對于整體式RWS執(zhí)行機構(gòu),用一個橫拉桿位移傳感器就能確定兩后輪的轉(zhuǎn)向角,但分離式RWS執(zhí)行機構(gòu)需要至少兩個位移傳感器。由于分離式RWS執(zhí)行機構(gòu)的元件多,兩后輪的控制和協(xié)調(diào)比較復(fù)雜,現(xiàn)在研發(fā)更多的是整體式RWS執(zhí)行機構(gòu)。整體式RWS執(zhí)行機構(gòu)又分液壓式和機電式兩種,是由電動機、螺母螺桿驅(qū)動機構(gòu)和安全鎖止機構(gòu)等組成,為了提高系統(tǒng)的可靠性,執(zhí)行機構(gòu)里安裝了一個電機轉(zhuǎn)角傳感器和一個螺桿位移傳感器,當RWS出現(xiàn)故障時,電動機自動鎖止,兩后輪的轉(zhuǎn)向角不再發(fā)生變化,直到故障排除。
正常工作時,后輪的轉(zhuǎn)向角是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角和汽車行駛速度的函數(shù),汽車低速行駛時,當轉(zhuǎn)向盤的執(zhí)行機構(gòu)給后輪一個相應(yīng)方向相反的轉(zhuǎn)向角,從而使汽車在低速拐彎或停車時,轉(zhuǎn)彎半徑變小,使汽車轉(zhuǎn)向和停車更方便快速、舒適。當汽車高速行駛時,給后輪一個與前輪轉(zhuǎn)向角方向一致的轉(zhuǎn)向角,汽車的前后輪同時向同一方向轉(zhuǎn)向,可提高汽車的方向穩(wěn)定性,特別是汽車在高速行駛換道時,汽車不必要的橫擺運動會大大減小,從而增強了汽車的方向穩(wěn)定性。當汽車在路面制動時,同系統(tǒng)相配合,可及時通過主動后輪轉(zhuǎn)向角來平衡制動力所產(chǎn)生的橫擺力矩,既能保持汽車的方向穩(wěn)定性,又能最大限度地利用前輪的制動力,改進汽車的制動性能。
2、ESPⅡ(或者ESPplus)
由于ESP系統(tǒng)在對轎車的行駛狀態(tài)進行干涉時,只是通過對單個車輪施加制動來調(diào)節(jié)轎車的行駛穩(wěn)定性,這時由脈沖制動力引起的轎車振動,乘員能夠感覺到。ESPⅡ能夠識別轉(zhuǎn)向輪與地面之間的附著系數(shù),如果汽車在路面兩側(cè)附著系數(shù)不同的對開路面上制動時,它朝著路面附著系數(shù)較大的一側(cè)轉(zhuǎn)動的趨勢,即出現(xiàn)所謂的“制動器拉動”現(xiàn)象,在這種情況下,ESPⅡ能夠通過轉(zhuǎn)向輪朝路面附著系數(shù)較小的一側(cè)作些適當?shù)霓D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動,以平衡“制動器拉動”的趨勢。
ESPⅡ?qū)⑵滢D(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向柱設(shè)計成兩部分,其中一部分含有一個齒輪傳動機構(gòu),通過該齒輪傳動機構(gòu),系統(tǒng)中的電動馬達對轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角施加影響。ESPⅡ?qū)ζ囍苿雍娃D(zhuǎn)向的干涉,是利用ESP的控制裝置基于一個擴展的軟件來操控。
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