資料介紹
從目前底盤技術發展來看,越來越多的新電子控制設備被應用于汽車上,其中許多新的底盤控制技術設備在汽車的安全性、動力性、操作穩定性等方面起著重要的作用。它包括全電路制動系統(BBW,Brake-by-Wire)、汽車轉向控制系統(RWS、ESPⅡ等)、汽車懸架控制系統(ADC、ARC等)以及現在發展起來的汽車底盤線控技術(線控換檔系統、制動系統、懸架系統、增壓系統、油門系統和轉向系統等),再加上汽車CAN總線的應用,42V電壓技術的研究,如今汽車底盤控制技術正向電子化、信息化、網絡化、集成化方向發展。
全電路制動系統(BBW)
BBW是一種全新的制動模式,它采用嵌人式總線技術,可以與防抱死制動系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)、電子穩定性控制程序(ESP)、主動防撞系統(ACC)等汽車主動安全系統更加方便地協同工作,通過優化微處理器中的控制算法,可以精確地調整制動系統的工作過程,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動制動器。因此,BBW的結構簡潔,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BBW信號的收集和處理,并對信號的推理判斷以及據此向制動器發出制動信號。此外,根據汽車智能化的發展趨勢,汽車底盤上的各種電子控制系統將與制動控制系統高度集成,同時在功能上趨于互補。BBW采用雙重閉環控制方式,首先在各個電能制動器中都有制動力矩傳感器,可以實時地監控制動力矩的大小,實現制動力矩的閉環控制。其次在制動過程中,各車輪轉速傳感器時刻監視著車輪的運轉過程,ABS根據車輪轉速傳感器的信號判斷車輪的運轉狀態。
根據目前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構和性能的改善。電能制動器要保證能夠獨立對車輛實施有效制動,必須能產生足夠大的制動力矩,對內部的驅動電機(或驅動電磁鐵體)、驅動力矩的傳動系統、外部的供電系統提出了較高的要求。現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。
汽車轉向控制系統
1、后輪轉向系統(RWS)
RWS能主動讓汽車兩后輪的橫拉桿相對于車身作側向運動,使兩后輪產生一轉向角。RWS是由電子控制單元、傳感器和執行機構等組成,其執行機構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行機構調節,而分離式則指汽車兩后輪的橫拉桿由兩個不同執行機構來調節。對于整體式RWS執行機構,用一個橫拉桿位移傳感器就能確定兩后輪的轉向角,但分離式RWS執行機構需要至少兩個位移傳感器。由于分離式RWS執行機構的元件多,兩后輪的控制和協調比較復雜,現在研發更多的是整體式RWS執行機構。整體式RWS執行機構又分液壓式和機電式兩種,是由電動機、螺母螺桿驅動機構和安全鎖止機構等組成,為了提高系統的可靠性,執行機構里安裝了一個電機轉角傳感器和一個螺桿位移傳感器,當RWS出現故障時,電動機自動鎖止,兩后輪的轉向角不再發生變化,直到故障排除。
正常工作時,后輪的轉向角是轉向盤轉向角和汽車行駛速度的函數,汽車低速行駛時,當轉向盤的執行機構給后輪一個相應方向相反的轉向角,從而使汽車在低速拐彎或停車時,轉彎半徑變小,使汽車轉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向角方向一致的轉向角,汽車的前后輪同時向同一方向轉向,可提高汽車的方向穩定性,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定性。當汽車在路面制動時,同系統相配合,可及時通過主動后輪轉向角來平衡制動力所產生的橫擺力矩,既能保持汽車的方向穩定性,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系統在對轎車的行駛狀態進行干涉時,只是通過對單個車輪施加制動來調節轎車的行駛穩定性,這時由脈沖制動力引起的轎車振動,乘員能夠感覺到。ESPⅡ能夠識別轉向輪與地面之間的附著系數,如果汽車在路面兩側附著系數不同的對開路面上制動時,它朝著路面附著系數較大的一側轉動的趨勢,即出現所謂的“制動器拉動”現象,在這種情況下,ESPⅡ能夠通過轉向輪朝路面附著系數較小的一側作些適當的轉向轉動,以平衡“制動器拉動”的趨勢。
ESPⅡ將其轉向盤轉向柱設計成兩部分,其中一部分含有一個齒輪傳動機構,通過該齒輪傳動機構,系統中的電動馬達對轉向輪的轉角施加影響。ESPⅡ對汽車制動和轉向的干涉,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(BBW)
BBW是一種全新的制動模式,它采用嵌人式總線技術,可以與防抱死制動系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)、電子穩定性控制程序(ESP)、主動防撞系統(ACC)等汽車主動安全系統更加方便地協同工作,通過優化微處理器中的控制算法,可以精確地調整制動系統的工作過程,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動制動器。因此,BBW的結構簡潔,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BBW信號的收集和處理,并對信號的推理判斷以及據此向制動器發出制動信號。此外,根據汽車智能化的發展趨勢,汽車底盤上的各種電子控制系統將與制動控制系統高度集成,同時在功能上趨于互補。BBW采用雙重閉環控制方式,首先在各個電能制動器中都有制動力矩傳感器,可以實時地監控制動力矩的大小,實現制動力矩的閉環控制。其次在制動過程中,各車輪轉速傳感器時刻監視著車輪的運轉過程,ABS根據車輪轉速傳感器的信號判斷車輪的運轉狀態。
根據目前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構和性能的改善。電能制動器要保證能夠獨立對車輛實施有效制動,必須能產生足夠大的制動力矩,對內部的驅動電機(或驅動電磁鐵體)、驅動力矩的傳動系統、外部的供電系統提出了較高的要求。現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。
汽車轉向控制系統
1、后輪轉向系統(RWS)
RWS能主動讓汽車兩后輪的橫拉桿相對于車身作側向運動,使兩后輪產生一轉向角。RWS是由電子控制單元、傳感器和執行機構等組成,其執行機構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行機構調節,而分離式則指汽車兩后輪的橫拉桿由兩個不同執行機構來調節。對于整體式RWS執行機構,用一個橫拉桿位移傳感器就能確定兩后輪的轉向角,但分離式RWS執行機構需要至少兩個位移傳感器。由于分離式RWS執行機構的元件多,兩后輪的控制和協調比較復雜,現在研發更多的是整體式RWS執行機構。整體式RWS執行機構又分液壓式和機電式兩種,是由電動機、螺母螺桿驅動機構和安全鎖止機構等組成,為了提高系統的可靠性,執行機構里安裝了一個電機轉角傳感器和一個螺桿位移傳感器,當RWS出現故障時,電動機自動鎖止,兩后輪的轉向角不再發生變化,直到故障排除。
正常工作時,后輪的轉向角是轉向盤轉向角和汽車行駛速度的函數,汽車低速行駛時,當轉向盤的執行機構給后輪一個相應方向相反的轉向角,從而使汽車在低速拐彎或停車時,轉彎半徑變小,使汽車轉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向角方向一致的轉向角,汽車的前后輪同時向同一方向轉向,可提高汽車的方向穩定性,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定性。當汽車在路面制動時,同系統相配合,可及時通過主動后輪轉向角來平衡制動力所產生的橫擺力矩,既能保持汽車的方向穩定性,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系統在對轎車的行駛狀態進行干涉時,只是通過對單個車輪施加制動來調節轎車的行駛穩定性,這時由脈沖制動力引起的轎車振動,乘員能夠感覺到。ESPⅡ能夠識別轉向輪與地面之間的附著系數,如果汽車在路面兩側附著系數不同的對開路面上制動時,它朝著路面附著系數較大的一側轉動的趨勢,即出現所謂的“制動器拉動”現象,在這種情況下,ESPⅡ能夠通過轉向輪朝路面附著系數較小的一側作些適當的轉向轉動,以平衡“制動器拉動”的趨勢。
ESPⅡ將其轉向盤轉向柱設計成兩部分,其中一部分含有一個齒輪傳動機構,通過該齒輪傳動機構,系統中的電動馬達對轉向輪的轉角施加影響。ESPⅡ對汽車制動和轉向的干涉,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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