隨著電子利技和網絡技術的發(fā)展,出現了更加高效、節(jié)能的線控技術(X-by-wire)。一些笨重、精確度低的機械系統(tǒng)將被精確、敏感的電子傳感器和執(zhí)行元件所代替,汽車傳統(tǒng)的操縱機構、操縱方式、執(zhí)行機構也將會發(fā)生根本性的變革。結合線控技術和汽車制動系統(tǒng)而形成的線控制動(BBW)系統(tǒng),將傳統(tǒng)液壓或氣壓制動執(zhí)行元件改為了電驅動元件,將駕駛員的轉向操作與轉向車輪之間通過信弓及控制器連接起來,由控制器根據駕駛員指令、當前車輛狀態(tài)和路面狀況確定合理的前輪轉角,實現轉向系統(tǒng)的智能控制,從而形成線控轉向(SBW)系統(tǒng)。線控系統(tǒng)具有可控性好、響應速度快的特點,具有良好的發(fā)展前景。
2 汽車底盤線控技術的發(fā)展現狀和特征
由于X-by-wire具有較高的效率,給設計者帶來了更大的設計空間,并且更容易實現集成控制,使整車總質量減輕,因此便成為許多世界級汽車公司競逐發(fā)展的目標。
寶馬汽車公司在2000年巴黎車展上參展的概念車BMW Z22上應用了Steer-by-wire和Brake-by-wire技術。Z22車型取消了轉向柱、腳踏板連桿等機械結構,可以減少在車輛發(fā)生撞擊日寸機械部件列駕駛員的傷害。轉向盤的轉動范圍減到160°,使緊急轉向時駕駛員的忙碌程度得到了很大程度的降低。且操縱機構可以布置得更為合理,提高了乘坐舒適性與座椅位置的調整范圍。目前X-by-wire應用較具代表性的例子有寶馬新7系、奔馳SL、新E級和美洲虎新S級等車型。
汽車底盤線控技術的特征有:操縱機構和執(zhí)行機構沒有機械聯結和機械能量的傳遞;駕駛員操縱指令由傳感元件感知,以電信號的形式由網絡傳遞給電子控制器及執(zhí)行機構;執(zhí)行機構使用外來能源完成操縱指令及相應的任務,其執(zhí)行過程和結果受電子控制器的監(jiān)測和控制。
汽車底盤線控技術的關鍵是線控制動系統(tǒng)和線控轉向系統(tǒng)。
圖1是線控制動系統(tǒng)以及線控轉向系統(tǒng)的構架圖。它們由兩套控制系統(tǒng)所組成:一套是對操縱機構的控制,即列制動踏板力或者轉向盤力矩的控制;另一套是列執(zhí)行機構的控制,即對車輪制動力或者前輪轉向角的控制。這兩套控制系統(tǒng)都使用電能,二者之間只有不斷地信息數據交換,沒有機械運動和機械能量的傳遞。
2.1線控制動系統(tǒng)(Broke-by-wire)
線控制動系統(tǒng)目前分為兩種類型,一種為電液制動系統(tǒng)EHB(electric-hydraulic brake),另一種為電子機械制動系統(tǒng)EMB(electro-mechanic brake)。電液制動系統(tǒng)是將電子系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)相結合所形成的多用途、多形式的制動系統(tǒng),由電子系統(tǒng)提供柔性控制,液壓系統(tǒng)提供動力。而電子機械制動系統(tǒng)則將傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的液壓油或空氣等傳力介質完全由電制動取代,是制動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。
線控制動系統(tǒng)主要由3部分細成:接收單元。包括制動踏板、踏板行程傳感器等;制動控制器(ECU)。接收制動踏板發(fā)出的信號,控制制動器制動;接收駐車制動信號,控制駐車制動;接收車輪傳感器信號,識別車輪是否抱死、打滑等;控制車輪制動力,實現防抱死和驅動防滑,并兼顧其它系統(tǒng)的控制;執(zhí)行單元。包括電制動器或液壓制動器等。線控制動系統(tǒng)組成如圖2所示。
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