汽車線控
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-23
汽車線控的實例教程
智能駕駛無疑是如今智能汽車主要的發展目標之一。而實現高階的智能駕駛能力，需要車輛更智能、響應更快、控制精度更高。
那么，這就要求汽車必須能更快速，準確的接受中央控制單元的電信號傳輸，獨立完成。比如轉向、制動、換擋......等等動作。
但是，傳統底盤，比如制動，需要傳統液壓系統，速度慢、精度低，且復雜成本高，很難實現更高階的智能駕駛。長城汽車推出的智慧線控底盤則改變了這一切。
智慧線控底盤
據介紹，長城汽車智慧線控底盤歷時兩年打造，在今年6月份，長城汽車智慧線控底盤迎來全球首次發布。
長城智慧線控底盤從設計之初，
就以L4級及以上自動駕駛的目標來搭建技術平臺，依托全新電子電氣架構，
從電子機械線控制動、轉向器、電機、模擬器、控制器等核心硬件到包括整個軟件系統，全部由長城自主完成設計，擁有全部自主知識產權。
據悉，到2025年，長城汽車高階自動駕駛前裝滲透率將達到40%。
目前，圍繞長城智慧線控底盤核心技術，長城汽車已申請專利100余項。
該技術將于2023年正式投入商業應用。
下面，我們就來具體看看：長城汽車智慧線控底盤，到底強在哪兒？
人車完全解耦
“傳統底盤離不開人的操作，它就像提線木偶一樣，拽一下抬腿，轉一下動胳膊。而線控底盤則是依靠中央處理器，會利用傳感器結合路面情況做整個協調。”
展開 2、線控驅動系統認知
一、線控驅動系統簡介
線控驅動系統（Drive By Wire，DBW），是智能網聯汽車實現的必要關鍵技術，為智能網聯汽車實現自主行駛提供了良好的硬件基礎，也稱為線控節氣門或者電控節氣門（Throttle by Wire）。
發動機通過線束代替拉索或者拉桿，在節氣門側安裝驅動電動機帶動節氣門改變開度，根據汽車的各種行駛信息，精確調節進入氣缸的油氣混合物，改善發動機的燃燒狀況，大大提高汽車的動力性和經濟性。
而且，線控驅動系統可以使汽車更為便捷的實現定速巡航、自適應巡航等功能。
二、線控驅動系統結構
線控油門系統主要由加速踏板、加速踏板位置傳感器、ECU、數據總線、伺服電動機和加速踏板執行機構組成。
該系統取消了加速踏板和節氣門之間的機械結構，通過加速踏板位置傳感器檢測加速踏板的絕對位移。
ECU計算得到最佳的節氣門開度后，輸出指令驅動電機控制節氣門保持最佳開度。
如下圖2-1所示。
圖2-1 線控驅動系統結構示意圖
三、線控驅動系統分類
目前，與智能網聯汽車的兩種主要類型相匹配，線控驅動系統分為傳統汽車線控驅動和電動汽車線控驅動兩種類型。
（1）傳統汽車線控驅動系統
對于傳統汽車而言，加速踏板的自動控制是實現線控驅動的關鍵，如圖2-2所示。
主要有以下兩種方式。
圖2-2 傳統汽車線控驅動系統控制原理圖
圖2-3傳統汽車線控驅動系統控制方式圖
（2）電動汽車線控驅動系統
如下圖2-4所示，由于電動汽車整車控制單元（VCU）的主要功能是通過接收車速信號、加速度信號以及加速踏板位移信號，實現扭矩需求的計算，然后發送轉矩指令給電機控制單元，進行電機轉矩的控制，所以通過整車控制單元VCU的速度控制接囗來實現線控驅動控制。
展開 引言
汽車線控轉向系統是以電子軟聯接取代傳統的機械連接的裝置。方向盤路感以及轉向輪轉動的驅動電機，是汽車上重要的能量消耗裝置之一，線控轉向系統的結構參數和力學特性以及系統能量消耗控制直接影響到汽車的轉向操縱動力學特性及燃油經濟性能，采納節能設計思維研究線控轉向裝置的傳動比設置還有動力學問題、路感模擬策略以及路感電機控制策略節能設計、轉向電機動態控制及節能策略設計等問題是一個新的研究方向，因此，線控轉向系統節能設計理論及方法必須深入研究。
1 國內外研究現狀及發展動態分析
1.1 國內外研究現狀及發展動態分析
隨著半導體技術的迅速發展，汽車線控轉向技術逐漸成為可能。奔馳公司在研究了后橋線控轉向以及多橋汽車的第三橋線控轉向系統之后，于1990年開始了對前輪轉向線控系統進行了深入的研究，并且，把它開發的線控轉向系統安裝在其概念車F400 Carving上。
本田汽車公司和東京大學在汽車線控轉向系統方面，做了一些理論研究和模擬器實驗。他們以人-車閉環系統特性為研究對象，理想化的系統傳動比，讓車輛的穩態增益不再跟隨車速變動，如此就線控轉向系統的特點可以充分被利用，最大限度的降低駕駛員的負擔，以駕駛員角控制特性和力控制特性對汽車主動安全性的影響最為重點研究對象。
在歐洲，Fiat、Daimler-Chrysler、Ford Europe和Volvo等汽車公司、Bosch等零部件廠商和Vienna、Chalmers等大學聯合開展“X-by-wire”計劃，對線控轉向系統的落實、安全性以及可靠性方面進行了研究。
展開 圖2-4 電動汽車線控驅動系統控制原理圖
學習小結
1. 線控驅動系統是智能網聯汽車實現的必要關鍵技術，為智能網聯汽車實現自主行駛提供了良好的硬件基礎，也稱為線控節氣門或者電控節氣門。
2. 線控驅動系統主要由加速踏板、加速踏板位置傳感器、ECU、數據總線、伺服電動機和加速踏板執行機構組成。
3. 根據汽車類型的不同，線控驅動系統分為傳統汽車線控驅動和電動汽車線控驅動兩種類型。
展開 5.適用于智能駕駛輔助系統
隨著汽車智能化技術的發展，制動系統的另一個發展趨勢就是應能夠與ESC、ACC等汽車智能輔助駕駛匹配，能夠作為智能駕駛輔助系統的重要底層執行器。這就要求制動系統擁有更強的主動制動能力以及更快的響應速度和更精確的制動壓力控制。
6.人機共駕
隨著執行控制層面人機共駕技術的發展，要求制動系統具有能夠個性化定制踏板感覺和制動特性的能力，車輛匹配各種不同的駕駛風格和駕駛模式。
7.具備更平順的“軟”停車功能、更好的
NVH性能這要求制動系統響應必須足夠精確、迅速和舒適。例如當車輛開啟ACC自適應巡航時，博世的iBooster可以確保車輛在制動直到停駛過程中的制動舒適性，在此過程中幾乎不產生任何振動和噪聲。
8.系統線控
汽車底盤電動化，而線控制動是底盤線控化的最大障礙，目前市場上沒有成熟可靠的量產解決方案。域控制等都離不開線控制動系統。
隨著汽車技術向低碳化、智能化發展，制動系統未來的研究方向將沿著這八大趨勢進行，即未來的制動系統將向更節能、更開放、更精確、更快速、更智能、更安全、更舒適的方向發展。
制動行業正在變革， 未來將是線控制動系統蓬勃發展的時期，線控制動是電動化、智能化的必然選擇，電動化和智能化趨勢共同指向一個方向：汽車制動系統將與踏板解耦，向電子化、線控化轉變。
文章來源 | 智能汽車電子電氣技術漫談
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隨著汽車電動化、智能化的發展，制動系統迎來新一輪變革。在新能源車型尤其是新能源智能汽車中，智能底盤系統在底盤融合控制、整車安全方面重要性越來越高，線控制動屬于智能底盤的重要部分，憑借著快速響應和精確執行的優勢，正成為推動汽車電動化、智能化升級的關鍵因素。據華經產業研究院預測，2026年全球線控制動滲透率將達到30%，整體市場規模高達574.7億元人民幣，這意味著線控制動將正式進入主流市場
作為自動駕駛汽車控制單元，線控底盤包括線控轉向、線控制動、線控驅動、線控懸架，其中轉向和制動則是面向自動駕駛執行端方向最核心的產品，線控制動技術難度最高，而線控驅動、線控懸架的技術相對成熟，但最關鍵的轉向和制動系統當前適用于L4級以上自動駕駛的穩定的量產產品還較少。
現在汽車上的線控制動還是集中在EHB，而且還沒有對傳統制動系統構成威脅。
隨著汽車電動化、智能化的發展，制動系統迎來新一輪變革。在新能源車型尤其是新能源智能汽車中，智能底盤系統在底盤融合控制、整車安全方面重要性越來越高，線控制動屬于智能底盤的重要部分，憑借著快速響應和精確執行的優勢，正成為推動汽車電動化、智能化升級的關鍵因素。2021年全球和我國線控制動產品的市場規模分別為86、45億元，預計2025年增加至575、194億元，年復合增速為46%、44%；
EHB 系統與 EMB 系統比較
線控制動是汽車技術門檻較高的領域，全球主要的線控制動廠家是博世、大陸、采埃孚等零部件企業。EHB 國外廠商技術發展已經比較成熟，但嚴格意義講還不適應于 L4 自動駕駛，國內此項技術在努力追趕；EMB 還處在研究階段，目前看較難有突破。其中，博世的 iBooster 是典型的直接型 EHB。
而且，長城汽車說自己的線控轉向系統是全國首個支持L4級以上自動駕駛的線控轉向技術，徹底擯棄了轉向器與轉向管柱之間的轉向傳動軸，改為由私有CANFD完成系統內信號傳遞。
所以，車企不放手，自己研發而不是外包采購，滑板底盤的供應商也就很難攻下城池。滑板底盤終究還是很難切入乘用車市場。
新能源汽車尤其是純電動汽車的發展給線控技術在汽車上的普及帶來了轉機。由于發動機被電機代替，依賴發動機產生真空源的真空助力器的使用受到了限制。另一方面，由于驅動電池的存在，傳統的制動系統通過摩擦將動能轉化為熱能消耗掉的方式顯得很不節能，制動系統需要探索將動能轉化成化學能存儲于電池中以便對能源進行循環利用的方式。
在整個過程中，電動汽車采用線控技術，沒有燃油車的前后傳動軸，因此電機可以安裝在距離車輪更近的地方，換句話說，對應的高低壓線束的安裝可更加緊湊。
3.制動系統差異
燃油車上采用發動機和真空泵組合來提供真空助力的制動模塊，但由于電動車沒有發電機和啟動機，也就沒了真空來源，因此，電動汽車的制動系統由電動真空泵給真空制動助力器提供助力。
圖3 博世的48V供電系統
未來發展趨勢
根據以上的關鍵技術解讀，我們不難發現，線控系統的未來發展趨勢主要有以下幾點：
一是線控系統的智能化，各個線控子系統及汽車的其他電控單元高度集成，實現控制一體化。
比如，線控轉向系統和線控懸架的有機結合，實現汽車的運動協調統一控制，向綜合控制方向發展。
年全球及中國汽車線束行業研究報告》
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