質用車:賦能自動駕駛 线控底盤有何來頭?

2023-12-27 18:30:17    編輯: robot
導讀   如今,汽車智能化發展方向已經成爲行業共識,而在智能化領域,自動駕駛的熱度一直居高不下。线控底盤被稱爲自動駕駛的基石,隨着自動駕駛持續升溫,线控底盤的春天也悄然到來。事實上,线控底盤在現階段已經成...

  如今,汽車智能化發展方向已經成爲行業共識,而在智能化領域,自動駕駛的熱度一直居高不下。线控底盤被稱爲自動駕駛的基石,隨着自動駕駛持續升溫,线控底盤的春天也悄然到來。事實上,线控底盤在現階段已經成爲了多家傳統一級供應商的重點發力方向,而且無論是傳統品牌還是造車新勢力,對於线控底盤都抱有極大熱情。

  一、什么是线控底盤

  线控底盤本質上就是將汽車底盤信號的傳導機制進行线控改造,以電信號傳導替代機械信號傳導。其核心特點是可以實現“人機解耦”,即分離執行器與駕駛員所控制的方向盤和剎車踏板等操作結構,這便是“解耦”。具體來看,线控底盤的傳導過程是將駕駛員的操作命令以電信號形式傳輸給控制器,再由電子控制器將指令下達到相應的執行機構,最終由執行機構完成汽車轉向、制動、驅動等各項功能。

  簡單來說,由於用线控結構替代了傳統結構下車輛方向盤、踏板等與底盤之間的機械連接,因此其本質的改變就是將人力直接控制的整體式機械系統,轉變爲由操作端和設備端組成的相互獨立的兩部分。基於此,設備端不僅可以接收由駕駛員給予的信號操作,同時也能接收其它來源的電信號操作,這就爲完全自動駕駛奠定了基礎。

  二、线控底盤都包括哪些系統

  1、线控轉向

  线控轉向系統主要由方向盤模塊、主控制器、執行模塊、故障處理系統、電源等部分組成。其中,方向盤模塊、主控制器、執行模塊是线控轉向的3個主要部分,其他模塊則均屬於輔助系統。工作原理來看,當駕駛員轉動方向盤時,方向盤的轉角傳感器和扭矩傳感器分別將測量的轉角與扭矩信息轉變成電信號,然後傳輸給主控制器。與此同時,主控制器還會接收相應傳感器採集到的車輪運動狀態信號,如車速、縱向加速度、橫擺角速度等。基於上述全部電信號的傳遞和接收,主控制器會對方向盤的轉角和扭矩信號進行分析處理,最後再給轉向執行電機發送指令,最終完成轉向。

  2、线控油門

  线控油門本質上就是常說的“電子油門”,通過電信號傳導代替傳統拉线或拉杆。當駕駛員踩下油門時,踏板位置傳感器會將感知到的信號傳遞給ECU,經過分析判斷後,指令再給到驅動電機。需要注意的是,這個驅動電機是直接控制節氣門开度的單元,因此其可以調整可燃混合氣體的流量。衆所周知,傳統的拉线油門是不能控制“空燃比”的,節氣門开度直接與油門踏板硬性掛鉤,結合實際使用工況,這對於油耗控制確實並不友好。相比之下,线控油門在傳輸指令時,ECU傳感器會採集各種數據進行分析,然後直接給節氣門發送指令。這樣一來就可以將節氣門調節至最佳位置,以實現在不同負荷及工況下,都盡可能接近理論“空燃比”狀態。

  3、线控制動

  线控制動與线控油門的工作模式比較相似,其核心都是盡量減少機械連接,將踏板和控制器之間的動力傳遞分離开來。线控制動就是通過制動踏板位置傳感器監測剎車踏板开度,將踏板的機械信號轉變爲電控信號,然後傳遞給控制系統和執行機構,依靠電控模塊來實現制動力釋放。此外,其還會基於一定的軟件算法,模擬出剎車踏板的阻尼效果並反饋給駕駛員。一般來說,如果制動踏板僅連接一個制動踏板位置傳感器,且踏板與制動系統之間沒有任何剛性連接或液壓連接,都可以視爲线控制動系統。

  4、线控換擋

  线控換擋系統的英文全稱是“Shift By Wire”,它的出現突破了傳統換擋杆必須與變速箱硬連接的限制,不需要任何機械結構,僅通過電控系統來實現傳動。相比傳統換擋機構,由於线控換擋沒有了拉线的束縛,因此可以讓整個系統變得更輕、更小、更智能。线控換擋主要由換擋杆和傳感器控制單元組成,當駕駛員掛入某一個擋位時,傳感器就會將操作請求通過電信號傳遞給變速箱控制單元。其會根據車輛當前狀態,例如發動機轉速、車速以及節氣門开度等信息進行綜合分析,然後再根據通信協議進行判斷,決定是否執行換擋請求。一切無誤後,TCU會發出指令給變速箱內相應的電磁閥通電或斷電,從而實現擋位切換。如果出現誤操作,例如在高速行駛時強行掛入倒擋,那么TCU還會進行智能判定,一旦被認定爲是不安全的非正常操作,那么它就不會給變速箱發送指令,十分智能。

  5、线控懸架

  汽車懸架系統主要由彈性元件、減震器、導向機構(縱拉杆、橫拉杆等)以及橫向穩定器組成。對應來看,线控懸架系統則主要由线控彈簧、线控減震器、线控防傾杆組成。可以根據實際路面情況自動調節懸架的高度、剛度、阻尼,進而實現行車姿態精細化控制。线控懸架控制系統本質上是一種閉環自適應控制系統,可以在不同工況下,滿足舒適性和操控性的兼容需求。线控懸架採用主動或者半主動彈性元件,由傳感器幫助識別車輛行駛狀態,處理器處理輸出不同的彈性特性,通過线控方式給彈性元件系統執行,從而實現舒適或運動的懸架特性。主動懸架系統能夠帶來更好的行駛安全性和舒適性,在智能化時代,已經成爲新的發展趨勢。



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