导图社区 汽车线控底盘技术概述
线控底盘的相关概念,主要优势,各组成系统的基本构造、控制策略,线控底盘的工作过程,国家政策动态。介绍详细,描述全面,希望对感兴趣的小伙伴有所帮助!
编辑于2024-10-21 16:33:29深化产教融合需破解九大关键问题!徐守坤指出,从改进合作模式到提升能级、优化师资结构,再到构建动态平衡的校企生态,核心在于打破组织鸿沟,通过共建高能级平台推动技术创新与产业升级。关键在于建立监督评价机制,纳入质量管理体系,定期评估调整策略,确保合作可持续。高校需强化"双师型"师资建设,以人才集聚优势助力企业研发迭代,最终实现校企共生共荣的深度融合发展。
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汽车线控底盘技术概述
一、 线控底盘定义概念
线控技术(X-by-Wire)
是一种利用电子设备和软件来控制机械系统的技术,其中“X”代表被控制的系统(如驱动、制动、转向等)。在汽车领域,线控技术意味着通过电子信号来传递驾驶员的操作指令,而不是传统的机械连接。
线控底盘
线控底盘是指采用线控技术的汽车底盘系统,包括线控驱动、线控制动和线控转向三个核心部分。经操纵装置或驾驶自动化系统操控驾驶,有一定承载能力的底盘。它实现了汽车底盘系统的电子化、智能化和网络化,提高了汽车的操控性能、安全性和舒适性。
智能底盘
为自动驾驶系统、座舱系统、动力系统提供承载平台,具备认知、预判和控制车轮与地面间相互作用、管理自身运行状态的能力,实现车辆智能行驶任务的系统
滑板底盘(Skateboard chassis)
是底盘线控化与电动化高度集成的最新形态
二、 底盘技术发展路线
机械底盘
线控底盘
滑板底盘
线控底盘三大优势
1. 快速响应,支撑智能化
以电信号取代机械联结与机械能量传递,系统指令响应速度更快并减少能量传递损耗,是L3及以上自动驾驶汽车实现的基础保障
2. 精确控制,提升体验感
应用精确&敏感的传感器、控制单元及电磁机构,并通过底盘域多系统协调,实现更精准的车辆控制,提升车辆的安全性和操控性
3. 软硬件解耦,加速智能化转型
线控底盘取消大量机械、液压、气动等连接部件,底盘结构更紧凑、整备质量更轻,利于OTA升级和模块化,加速软硬件解耦
基于模块化一体化平台,可以大幅缩短开发周期,快速响应市场
三、 线控底盘系统组成
1. 线控驱动
布置方案
a. 集中式驱动
单电机
双电机
b. 中央传动驱动
双电机全轮驱动
c. 分布式驱动
轮边减速驱动
轮毂电机驱动
驱动控制策略
形式工况判断
自动起步
加速
滑行
制动
各工况控制策略
控制量目标值
正常模式
能量限制模式
达到目标值的过程
系统组成
1||| 电子控制单元(ECU)
2||| 功率转换器
3||| 驱动电机
4||| 机械传动系统
5||| 驱动轮
2. 线控制动
(1) 电子液压制动(EHB)系统
EHB系统是在传统液压制动系统的基础上发展而来的,用一个综合的制动模块(电机、泵、高压蓄能器等)来取代传统制动系统中的压力调节系统和ABS模块等,产生并储存制动压力,并可分别对四个轮胎的制动力矩进行单独调节
与传统的液压制动系统相比,EHB系统有了显著进步,其结构紧凑,改善了制动效能,控制方便可靠,制动噪声显著减小,不需要真空装置,有效减轻了制动踏板的打脚,提供了更好的踏板感觉
结构组成
液压控制模块
电机、电机泵、蓄能器、单向阀、溢流阀、四套结构相同的增/减压电磁阀等
踏板制动模块
制动踏板、踏板力传感器、踏板行程模拟器、主缸、电磁阀、储油杯等
控制单元HCU
制动器
(2) 电子机械制动(EMB) 系统
EMB系统完全摒弃了传统制动系统的制动液及液压管路等部件,由电机驱动制动器产生制动力,是真正意义上 的线控制动系统;系统内没有液压驱动和控制部分,机械连接只是存在于电机到制动钳的驱动部分,由导线传递能量,数据线 传递信号;
EMB系统的关键部件之一是电子机械制动器,按其结构特点和工作原理可以分为无自增力制动器和自增力制动器
结构组成
1||| 制动踏板模块
包括制动踏板、 踏板模拟器、位移/压力传感器
2||| 车轮制动模块
制动执行器、 制动控制器、机械传动机构、传感器等
3||| 中央控制单元
4||| 通信网络
5||| 电源
(3) 混合线控制动(HBBW)系统
HBBW)系统的主流布置方式为前轴采用电子液压制动 (EHB)系统、后轴采用电子机械制 动(EMB)系统;
前轴采用EHB系统可以实现前轮单轮制动力调节,同时靠装于前轴的EHB 实现制动失效备份以满足安全可靠要 求;后轴采用EMB系统,一方面可以缩减制动管路的长度,消除压力控制过程中由于管路过长带来的不确定性; 另一方面能够使电子驻车制动系统 (EPB)更加方便快捷。
3. 线控转向
系统图示
系统组成
1||| 转向盘模块
方向盘转矩
转角传感器
路感电机及其减速器
2||| 转向执行模块
直线位移传感器
转角传感器
转向电机及其减速机构
3||| 中央控制单元(ECU)
4||| 电源
转向盘模块
方向盘,用于接收驾驶员的转向操纵;方向盘转矩 传感器和转角传感器,分别用于采集驾驶员通过方向盘输入的转 矩、转角和转速;路感电机及其减速器,为驾驶员提供路感信息, 输出方向盘的回正力矩
转向执行模块
直线位移传感器,采集转向执行器直线位移信号, 将其转换为前轮转角信号;转角传感器,采集转向车轮的转角信 息;转向电机及其减速机构,用于克服转向阻力,带动转向系统 转过相应的角度;齿轮齿条转向器,接受并放大转向执行电机输 出转矩,驱动转向车轮转向;
转向控制器
转向盘模块控制器,其采集转向盘模块相关信号, 接受目标回正力矩信号,向路感电机发送控制信号;转向执行模 块控制器,其采集转向执行模块相关信号,接受目标转向车轮转 角信号,向转向电机发送控制信号;
四、 工作原理及控制过程
感知层
高清摄像头
毫米雷达波
激光雷达
超声波雷达
组合惯导、4G/5G定位
ADAS/高精度地图
决策层
自动驾驶域控制器ADC
感知融合、导航定位、决策、规划、控制
底盘域控制器 CDCU
集成转向、制动、悬架等横、纵、垂向控制算法
执行层
线控驱动
纵向速度、加速度控制、动力源、储能
线控制动
转向角度、角速度控制实现行驶方向改变
线控转向
纵向减速度控制
线控悬架
增加电控系统,支撑底盘与车轮缓冲和吸振
线控换挡
直接用电信号传递给ECU,完成换挡操作
五、 国家政策动态
2020.10
国务院《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》:提出“攻关纯电动汽车底盘一体化设计”……“以新能源汽车为智能网联技术率先应用的载体,突破线控执行系统等核心技术和产品”。
2023.6
工信部等五部门《制造业可靠性提升实施意见》:汽车行业重点聚焦线控转向、线控制动、自动换挡、电子油门、悬架系统等线控底盘系统,通过多层推进、多方协同,深入推进相关产品可靠性水平持续提升。
2023.11
工信部等四部委《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》:国家层面正式允许自动驾驶汽车的合规生产与合规上路试点,将极大推动线控底盘技术及其零部件应用导入。
2023.12
国家发改委《产业结构调整指导目录(2024年本)》:鼓励类包括“电动助力转向系统,线控转向系统,怠速启停系统,高效高可靠性机电耦合系统;电制动、电动转向及其关键零部件;电子稳定控制系统(ESC);线控底盘系统”,自2024年2月1日起施行。
2024.1
工信部等五部委《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》:鼓励在限定区域内开展车路协同自动 驾驶规模化示范应用,包括部署不少于200辆智慧乘用车试点、不少于50辆城市物流配送车试点、不少于200辆的低速无人车试点,将进一步推动线控底盘系统的规模化应用。
2024.6
工信部《2024年汽车标准化工作要点》:推进线控转向、线控制动等标准研究,……积极参与联合国U N /WP. 2 9线控底盘(EMB)等技术法规修订。