摘要:随着我国的科学技术的迅速发展,汽车电子中线控技术的应用愈来愈广泛,促进其汽车电子的整体性能提高。汽车线控技术作为汽车发展的一个重要方向,对汽车电子技术、控制技术、网络技术等方面提出了新的课题,给汽车整体结构带来了新的变革,将对全球汽车制造业产生重大影响。线控系统的研制开发也为自动驾驶车辆的开发提供了良好的科研平台,该项技术的采用,必定会带来我国汽车行业技术水平的质的飞跃。文章主要就线控技术的应用优势以及汽车电子线控制动系统加以阐述,然后就汽车电子中线控技术关键技术和实现进行探究。
关键词:汽车电子;线控技术;制动系统
引言
近几年来,随着科技的发展,电子化、自动化等字眼越来越多频率的进入到公众视野,由于线控系统的成功研发,使汽车电子彻底摆脱了传统的机械式操纵系统。早期外形笨重,准确度差的机械系统将逐渐被更高准确度更灵便轻巧的物件所取代,而其更早的传统汽车操纵系统也将有脱胎换骨的变化。线控油门、制动、转向、悬架统统由电动马达以及电控信号来实现,这不仅促进了汽车电子产业的发展而且其一定程度上的推动了当下科学技术以及社会的发展。
一、关于线控技术
(一)线控技术的简介
“线控技术”这个起初是出现在飞机应用。在飞机操作控制装置中,线性控制技术是一种通过飞机飞行员技术操纵输送命令转变为电信号再输送至飞机内部计算机,由机内计算机管理协控飞行的操作系统。现如今,将此系统与汽车电子技术相结合也就成为我们常说的线控技术(X-By-Wire)。其中,“X”就像数学课本里出现的未知数x一样,代表着与安全有关联的任一部件,常见的有:悬挂、转向、制动……因为线控系统突出的可控性和响应速度,其目前市场前景一片大好。从基本工作原理上来说,线控技术与其他电控技术相似点是很多的。通常,要实现对汽车使用的正常操纵首先要通过车辆控制系统下达命令的,而在这之前是汽车驾驶人的具体操纵。首先驾驶人的具体操作命令要先处理为电信号再传到电控单元,然后单元依据具体指令信息进行信息整合,之后发出明确行为命令到电磁执行机构,从而实现对整个汽车的正常使用。当操作遇故障时,线控系统也有其专门一套处理措施,即在各装置正常运作时就对其工作量有“过量要求”,以此种方式确保“功能剩余”。
(二)线控技术的优势
(1)安全因为线控技术,所以驾驶员只需通关简单的开关按钮或者传感器就能实现对汽车的具体使用,这大大的减少了老式机械操作的风险性。
(2)舒适性轻松一个按键和传感器的操作便能使汽车自主完成以往相对繁重的工作,驾驶员不需亲自操作机械力就能完成汽车控制,更为省力。
(3)便利如今线控技术是更为人性化的,很多线控技术特色往往是研究开发人员针对驾驶员们的使用偏好设置的,人性化的功能与操作使汽车驾驶员多了更多的选择。
(4)维护费用便宜线控技术大大降低了原本维护汽车的正常费用,正是因为其取代了汽车原有的机械装置和液压传动装置。
(5)反应迅速线控技术改善了之前老式机械化所遗留的控制滞后性问题,大大节约了指令转换时间。
(三)线控制动的主要组成部分
(1)制动控制器(ECU)主要负责接收消息,从而对汽车行为发出行为信号。例如:停车制动行为命令信号是在手刹制动信号的指导下发出的;控制制动器制动的行为命令是在制动踏板信号的指导下发出的;识别车轮是否打滑的行为命令是在车轮传感器信号的指导下发出的。
(2)执行单元通常由液压或电动控制的制动器等。
(3)接收单元通常由刹车踏板、刹车踏板自由行程传感器等组成。
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二、汽车电子中线控技术关键技术和实现
(一)汽车电子中线控技术关键技术
汽车电子中线控技术涉及到的关键技术比较多,其中的传感器技术是比较重要的,这是线控系统组成的基本单元,汽车电子控制系统应用效果的良好呈现,就需要传感器的支持进行信息采集以及反馈精度。传感器技术的应用质量性能的提高,就要充分注重可靠性和测量精度的控制。关键技术中的容错控制技术也是比较重要的,这一技术的科学应用大大提高了转向系统可靠性,对车辆行驶的安全得到了保障。容错技术设计方法中的解析冗余以及硬件冗余的方法是比较主要的,硬件冗余能对部件和容易发生故障的部分进行提供相应备份,这样就能大大提高系统的容错性能,而对于解析冗余方法的应用下,对系统容错性能也能有效的改善。
线控技术关键技术当中的总线技术也比较重要,主要在统筹功能的发挥,电子控制单元当中信息通讯和系统的调和能力比较强。在随着技术水平的进一步提高下,触发协议以及FlexRay,Byteflight等为代表的总线标准就成为比较权威的标准。触发协议的恢复以及再整合效果就比较明显,能有效消除多种容错策略,是相对比较完整的通信协议。Byteflight总线标准则是能够消化高优先级消息迟延要求,以及能够达到个别消息中断处理的目标。FlexRay的关键技术在容错的功能上也比较突出。
线控技术中的动力电源技术也是关键技术内容,如在汽车制动系统当中,12V电压能满足其要求,是电液制动系统制动力矩按照液压进行提供的,电压在电子机械制动中并非独立的,是由于电机提供制动力矩电源功率会增加,功率增大,提高电压就成为比较便捷的方法。普通电控单元当中两个冗余转矩反馈电动机以及冗余转向电动机总功率达到900多瓦,就是有着足够大电能给予消耗。电力电源技术的科学应用就能满足实际的发展应用要求。
(二)汽车电子中线控技术实现
汽车电子中线控技术的应用中,不同的技术所发挥的作用也是不同的,线控技术在汽车转向当中应用,就能省去转向盘以及转向车轮间机械结构,通过传感器以及电子元器件,就能把驾驶员转向指令转变成电信号输入到ECU并传给执行器,这样就能控制转向轮动作。线控转向技术的应用通过电子控制单元及数字传感器的应用能够完成这一转向的目标。
将线控技术应用在油门电子系统当中,也能发挥积极的应用作用。线控油门技术的应用是通过同线控制动的原理,线控油门系统是通过加速踏板传感器以及传递线路和节气门执行器进行构成的,线控油门系统在对驾驶员施加于加速踏板的压力分析下,就能对节气门开度实施有效的控制,从而系统采集压力信息将其转换成电信号,然后在回路下传递给电子控制器,这样就能完成控油的过程。
汽车电子中线控技术的应用虽然有着诸多的优势,但是在当前的发展过程中还存在着一定的局限,主要就是成本比较高,电子设备成本占据了整个车生产成本的百分之三十以上,将线控系统加以应用后,成本就比较高。还有就是对传感器的开发应用过程中还有待进一步的完善。
结束语
在当前的大背景下,汽车的节能、安全及环保成为人们关注的焦点,随着越来越多新能源汽车的出现,线控技术对于汽车行业发展的重要性不言而喻。作为汽车电子化技术中的关键所在,线控技术的发展和提升在一定程度上促进当代汽车制造的革新。随着互联网的飞速发展,电子化成为了汽车行业发展的必然趋势,线控技术的出现为汽车电子化实现成为了可能,对于汽车行业的发展来说有着极为重要的作用。
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论文作者:李双硕,魏金明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签:线控论文; 技术论文; 汽车论文; 汽车电子论文; 系统论文; 传感器论文; 就能论文; 《基层建设》2019年第19期论文;