汽車線控底盤與智能控制課件：調(diào)研分析線控底盤控制技術(shù)

底盤線控系統(tǒng)認(rèn)知

調(diào)研分析線控底盤控制技術(shù)汽車線控底盤與智能控制1任務(wù)引入Tasktointroduce目前汽車上幾乎所有操縱控制都可以采用線控技術(shù)，線控技術(shù)及線控汽車的研究已經(jīng)成為各國(guó)研究的熱點(diǎn),很多汽車已經(jīng)采用較多的線控底盤技術(shù)。作為一名測(cè)試工程師你已經(jīng)向新員工講述了線控底盤各個(gè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與工作原理,接下來你要幫助他了解線控底盤控制技術(shù)。03線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制02線控底盤控制技術(shù)優(yōu)點(diǎn)01底盤控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)目錄CONTENTS新

授NewTeaching底盤控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)01第一代：四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)以及半主動(dòng)、主動(dòng)懸架等汽車底盤控制系統(tǒng)。第二代：線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)、線控懸架系統(tǒng)、線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。第三代：全方位底盤控制GCC(globalchassiscontrol)系統(tǒng)，也稱為底盤集成控制系統(tǒng)。目前，汽車底盤控制技術(shù)的發(fā)展主要分為3個(gè)階段：底盤控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)01隨著汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車的發(fā)展趨勢(shì)是集成化、模塊化、機(jī)電一體化以及智能化。汽車底盤系統(tǒng)線控化將從部分子系統(tǒng)線控化逐漸演進(jìn)到全局線控化，多系統(tǒng)多控制器將逐漸被域控制器取代。線控底盤控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)底盤控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)01線控底盤控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)線控底盤控制技術(shù)優(yōu)點(diǎn)02優(yōu)化原有機(jī)械機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更加靈活的功能系統(tǒng)布置A線控底盤控制技術(shù)優(yōu)點(diǎn)由于具備電信號(hào)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的開發(fā)準(zhǔn)備了良好的基礎(chǔ)D降低了系統(tǒng)質(zhì)量，從而降低整車質(zhì)量，有利于節(jié)能環(huán)保與輕量化B更加易于進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)更多的定制化功能C線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制031.轉(zhuǎn)向控制線控轉(zhuǎn)向控制有兩個(gè)控制策略:路感反饋控制策略和線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制策略。方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)轉(zhuǎn)矩信號(hào)等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元（1）路感反饋控制策略根據(jù)駕駛意圖、車輛狀況與路況，過濾不必要的振動(dòng)，實(shí)時(shí)輸出路感反饋力矩指令。路感反饋力矩估計(jì)一般有3種方法:傳感器測(cè)量方法。參數(shù)擬合方法?；趧?dòng)力學(xué)模型的方法。03線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制1.轉(zhuǎn)向控制（2）線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制策略線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制根據(jù)當(dāng)前路況和車輛行駛狀態(tài)，提出控制目標(biāo)和約束條件，并對(duì)難以直接測(cè)量的狀態(tài)或參數(shù)進(jìn)行觀測(cè)和辨識(shí)，計(jì)算出期望的車輪轉(zhuǎn)角指令，由轉(zhuǎn)向電機(jī)執(zhí)行。03線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制1.轉(zhuǎn)向控制線控轉(zhuǎn)向控制執(zhí)行分為2個(gè)層次:上層控制策略進(jìn)行車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制。下層控制策略準(zhǔn)確、快速地實(shí)現(xiàn)該車輪轉(zhuǎn)角。線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制032.制動(dòng)控制線控制動(dòng)系統(tǒng)控制主要包括踏板力模擬控制和制動(dòng)穩(wěn)定性控制。踏板加速度、位移、踏板力等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元（1）踏板力模擬控制線控制動(dòng)系統(tǒng)取消了制動(dòng)踏板與液壓主缸之間的機(jī)械連接，因而必須采用特定裝置一一踏板力模擬器來模擬制動(dòng)踏板力感，保證給駕駛?cè)祟愃朴趥鹘y(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)踏板感覺。好的制動(dòng)踏板力感是車輛良好性能的必要條件，是車輛用戶滿意度的一個(gè)重要指標(biāo)。03線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制2.制動(dòng)控制（2）制動(dòng)穩(wěn)定性控制線控制動(dòng)系統(tǒng)可獨(dú)立控制四輪制動(dòng)力，制動(dòng)響應(yīng)迅速、準(zhǔn)確?？刂破鹘邮罩苿?dòng)踏板發(fā)出的信號(hào)和車輪傳感器信號(hào)，識(shí)別車輪是否抱死、打滑等，以控制車輪制動(dòng)力。03線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制2.制動(dòng)控制線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制033.驅(qū)動(dòng)控制線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般由加速踏板總成(由加速踏板，踏板位置傳感器組成)、驅(qū)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器等組成。踏板位移、開關(guān)信號(hào)等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制033.驅(qū)動(dòng)控制對(duì)于電動(dòng)汽車，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器即為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其可能是單電機(jī)的中央驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也可是多輪獨(dú)立電機(jī)。因此，線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車和多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車線控驅(qū)動(dòng)控制。線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制03（1）傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車線控驅(qū)動(dòng)控制線控油門主要通過對(duì)節(jié)氣門的線控實(shí)現(xiàn)汽車動(dòng)力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性控制，在裝備ESP的汽車上還有驅(qū)動(dòng)防滑與穩(wěn)定性控制功能。線控油門比傳統(tǒng)節(jié)氣門控制方式精確，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)汽車的各種行駛信息，精確調(diào)節(jié)空燃比，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀況，從而大大提高汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。驅(qū)動(dòng)防滑控制對(duì)于保證汽車驅(qū)動(dòng)性能和行駛安全具有重要意義。驅(qū)動(dòng)控制器綜合各種傳感器信息，判斷汽車驅(qū)動(dòng)輪是否打滑，通過驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器控制節(jié)氣門的開度來改變驅(qū)動(dòng)力輸出大小實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)防滑。3.驅(qū)動(dòng)控制線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制03（2）多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車線控驅(qū)動(dòng)控制隨著電機(jī)技術(shù)和車輛動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了多個(gè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)多個(gè)車輪的電動(dòng)汽車，即多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車。相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，電機(jī)具有響應(yīng)速度快、控制精度高、響應(yīng)特性好等優(yōu)點(diǎn)。由于多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車各個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)矩獨(dú)立可控，因此驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)通過橫擺力矩控制和驅(qū)動(dòng)力分配可以達(dá)到改善車輛穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的目的，其中四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)尤其是輪電機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制方面已經(jīng)成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。3.驅(qū)動(dòng)控制線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制034.懸架控制線控懸架系統(tǒng)即通常所說的主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架。其通過電子控制單元不斷調(diào)整減振器阻尼和彈簧剛度，突破傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的限制，提高不同行駛工況下的汽車平順性和操縱穩(wěn)定性。路面信息、車身高度、車速信號(hào)等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元線控懸架系統(tǒng)主要由傳感器、懸架系統(tǒng)控制器、可調(diào)阻尼減振器、彈性元件等組成。傳感器信號(hào)包括車身加速度、車身高度、側(cè)向加速度、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)等，通過總線傳遞給懸架系統(tǒng)控制器?？刂破鲗?duì)采集信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，判斷車輛行駛狀態(tài)，發(fā)送指令控制懸架剛度和阻尼及車身高度來提高汽車行駛平順性及操縱穩(wěn)定性。03線控底盤控制技術(shù)工作原理與控制4.懸架控制線控底盤的綜合控制包括整車VCU(整車控制器)，VCU作為新能源車中央控制單元，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。VCU采集電機(jī)及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)、執(zhí)行器及傳感器信號(hào)，根據(jù)駕駛員的意圖綜合分析做出相應(yīng)判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動(dòng)作，它負(fù)責(zé)汽車的正常行駛、制動(dòng)能量回饋、整車發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力電池的能量管理、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷及處理.車輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車在較好的動(dòng)力性、較高經(jīng)濟(jì)性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作