【中国汽车线控技术专家委员会】智能网联汽车的线控技术研究|50+篇线控文章

智享新汽车 2024-11-20 23:00

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电动汽车智能底盘技术路线图》本路线图主要包括五部分内容:部分重点介绍了汽车底盘技术现状及发展趋势、智能底盘技术范围及基本属性、智能底盘总体路线图;第二部分重点介绍了乘用车智能底盘技术路线图、构型组成要素、控制和冗余;第三部分重点介绍了商用车智能底盘技术路线图、构型组成要素、控制和冗余;第四部分重点介绍了线控制动系统和线控转向系统技术路线图;第五部分重点介绍了智能底盘开发测试平台与标准规范技术路线图。本路线图旨在通过对电动汽车智能底盘关键技术体系的梳理和预判,厘清智能底盘技术的发展方向和关键指标,为实现电动汽车智能底盘产业的快速发展提供有力支撑。如需进入中国汽车线控技术专家委员会微信群,请添加管理员圈圈哥微信GSAuto0001


汽车发展越来越趋于智能化、网联化,自动驾驶功能已经开始在某些车型上运用,智能网联汽车不仅提升了汽车的舒适性、 安全性、操控稳定性,更是影响着整个汽车产业链的发展,而线控技术的运用正影响着智能网联汽车的发展。本文通过介绍什么是智 能网联汽车和智能网联汽车的发展基础上,从线控制动系统、线控转向系统、线控换挡系统、线控油门系统、线控悬架系统五方面研究 线控技术的工作原理以及线控技术的特点,最后结合线控技术的现状分析未来发展趋势和存在的困境。


关键词:智能网联;线控技术;控制单元;传感器、


1

引言


随着信息技术的发展,汽车迎来了“四化”的大挑战, 即电动化、智能化、网联化、共享化。智能网联汽车的产生 将改变和引领着整个汽车制造业的发展和革新,也给人们 的出行带来更便捷和舒适。汽车线控技术直接影响着汽车 的智能控制,它代替传统的机械结构,不仅节省空间,对汽 车的运动控制更准确,响应速度更快,提高了舒适性和安 全性。据 2020 年国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发 展规划(2020-2035 年)》,高级别自动驾驶汽车将有望实 现规模应用,而行业现在有一个共识“无线控,不自动驾 驶”,充分体现了线控底盘技术在新能源自动驾驶领域的 核心地位,有望迎来规模爆发期。[1]


2

智能网联汽车 

智能网联汽车 (Intelligent Connected Vehicle,简称 ICV),是车联网技术和智能汽车技术所形成的有机体。智 能网联汽车能够通过互联网和车载传感器收集到的信号 (比如地图、汽车位置、车速等行驶工况)传送给控制器进 行分析计算发出指令给执行器来控制车辆实现智能化和 自动驾驶等功能。智能网联技术的实现需要借助通信技 术,达到让汽车与人、汽车与汽车、汽车与道路、汽车与服 务平台数据信息共享,实时数据交换的深度融合。智能驾 驶是利用信息技术、计算机技术、控制技术实现汽车性能 的全面提升。[2]2017 年由工信部、国家标准委共同制定的 《国家车联网产业标准体系建设指南 (智能网联汽车)》对 什么是智能网联汽车给出了明确的定义,也为智能网联汽 车的发展指明了方向。智能网联汽车的应用可以提高驾驶 的安全性、减轻驾驶者的疲劳、降低交通拥堵,达到节能减 排等效果。

3

线控技术 


汽车线控技术可以通过对传感器接收到信号处理控 制汽车的运动,从而实现驾驶的自动化。线控技术是实现 自动驾驶的执行机构,智能网联汽车通过车身电器对环境 感知、路径规划,由线控技术执行控制完成具体智能化动 作。目前,线控技术已经广泛应用于某些高档轿车、超级轿 跑和概念车上,另外在一些工业用车上,比如:矿用防爆 运输车辆应用也较多。汽车线控技术主要有:线控制动系 统、线控转向系统、线控换挡系统、线控油门系统、线控悬架系统。

3.1 线控制动系统 
传统的制动系统采用真空助力器和制动缸来放大驾 驶员所产生的制动力,制动能源主要来源于发动机进气歧 管和大气压形成的压差,新能源汽车取消了发动机用电子 真空泵产生负压实现助力。传统的制动系统只能依靠人的 操作,不能根据行驶路况实现主动制动,或在四个车轮分 别行驶在不同摩擦系数的路面上时主动调控四个车轮的 制动压力,制动响应速度较慢,精确度不高。
汽车制动系统关系到汽车驾驶的安全性,所以线控制 动技术是底盘线控技术中最关键和难度最高的。传统的制 动系统采用液压制动,制动管路多且长,制动响应速度慢, 有延迟现象,这样大大影响了行车安全性。而线控制动系 统用电线取代液压管路,用电信号传输,又快又准确。线控 制动系统分为液压式线控制动系统(Electronic Hydraulic Brake System,简 称 EHB) 和电子机械线控制动系统 (Electro Mechanical Brake,简称 EMB)。无论是哪种线控 制动系统都是在传统制动系统上发展起来的。线控制动系 统用电线和数据线将制动踏板和制动器连接起来,驾驶员 对制动踏板的操作行程由踏板传感器形成的位移信号转 化成电信号传送给电子控制单元,电子控制单元结合车速 信号通过计算判断出制动意图,对液压泵或执行电机发出 指令进行制动,同时制动力的实施也会通过制动踏板反馈 给驾驶员。线控制动系统工作原理如图 1。
应用车型:博世生产的 iBooster 在保时捷 918、蔚来、 荣威 Ei5、小鹏 P7 车上;大陆生产的 MK C1 在阿尔法罗密 欧、宝马 X7 上。
3.2 线控转向系统 
传统的助力转向系统主要分为液压助力转向系统和 电动助力转向系统。液压助力转向系统主要借助发动机来 实现助力的,虽然能帮助驾驶员减轻转向阻力,但它的缺 点是不能根据汽车的转向的需求提供相应大小的助力,即 在低速时发动机转速低,提供的助力小,高速时发动机转 速大,提供的助力大,造成助力的迟滞和能源的浪费。电动 助力转向系统由电机实现助力转向,由于受电机功率的受 限,只能在转向负荷较小的小型车辆上使用。
线控转向系统是将驾驶员对方向盘的操纵信号转换 成电信号传送给电子控制单元,对数据处理后用电机驱动 齿轮齿条转向器实现车轮转向。线控转向系统去除了从方 向盘到转向器之间的机械操纵杆件和液压系统,增加了一 套主动控制系统。不仅从汽车零部件布局上节省了空间, 可以获得更快的响应速度,在行驶安全性和驾驶操纵性方 面也得到了很大的改善,推动了汽车集成化、网联化、模块 化、智能化的快速发展。另外,通过主动控制可以实现车道 保持功能、自动泊车甚至自动驾驶等辅助驾驶功能。线控 转向系主要由路感反馈系统、转向传感系统、电子控制系 统、转向执行器组成。详见表 1。
当驾驶员转动方向盘时,传感器会将转向意图转化成 电信号传送给电子控制单元,电子控制单元会根据行驶车 速信号和梯形臂上的转角传感器信号控制反馈电机,以达 到增强驾驶员手感和方向盘回正,同时,电子控制单元根 据转向反馈电机生成的反馈力矩、模拟方向盘力给转向电 机发送信号进行旋转,结合驾驶员的转向意图,从而对转向器进行操作,实现对转向轮的控制,如图 2。
应用车型:雪铁龙 C_Crosser 概念车、英菲尼迪、 Daimlerchrysler 概念车“R129”、奔驰概的 F400 Carvin 等。 
3.3 线控换挡系统 
传统的变速器换挡机构采用杆式或绳索式,换挡杆与 变速器齿轮机构之间有复杂的部件。传统换挡杆体积大, 布置位置死板,影响美观。
线控换挡系统的换挡装置取代了这种老式的杆式换 挡杆的,采用拨片式、旋钮式或按钮式等电子换挡方式,布 置更为灵活。线控换挡系统没有了杆件和拉线的操控,而 是通过电控来实现,使得整个变速器换挡系统变得小巧、 轻便和智能化。线控换挡系统主要由传感器、换挡按钮、电 子控制单元组成。使得换挡更准确,发动机转速和车速可 以完美匹配,提高了燃油利用率,减少废气排放。当驾驶员 操纵换挡按钮时,传感器将这一操作变成电信号传送给电 子控制单元,电子控单元会结合其他传感器传送过来的信 号进行计算分析,如:车速传感器、节气门开度传感器、发 动机转速信号等,判断驾驶员的操作请求是否恰当,分析 是否是驾驶员的误操作。如果判断操作无误,电子控制单元会控制变速器的电磁阀实现档位的变换,同时档位信息 也会通过子数据线传送到仪表显示盘上。如果判断为驾驶 员是误操作,电子控制单元会终止发出指令,比如:在快速 行驶过程中突然挂入倒挡,电子控制单元会结合车速传感 器信号做出误操作的判断。
应用车型:林肯 MKC、宝马 7 系、克莱斯勒等。
3.4 线控油门系统 
传统的油门控制是将油门踏板和节气门用拉线连接, 驾驶员对油门踏板的操作通过拉线直接控制节气门的开 度的大小,油门成了唯一一个决定喷油量多少的因素虽然 响应速度快,但往往会因为操作不当造成发动机的损坏, 燃油的浪费和环境的污染。线控油门系统是在油门踏板处 安装了油门踏板位置传感器,将驾驶员对油门踏板的操作 转化成电信号电子控制单元,电子控制单元控制安装在节 气门位置处的电动机,从而控制节气门的开度。线控油门 系统不仅接收油门踏板位置传感器的信号,还综合车速信 号、发动机转速信号等传感器信号进行计算,准确判断出 驾驶员对油门踏板做出的操作意图,从而提高燃油经济性 和行驶稳定性。 
应用车型:长安 EV460、宝马 i3、TeslaModel X 等。
3.5 线控悬架系统 
传统的悬架分为独立悬架和非独立悬架,主要由螺旋 弹簧/钢板弹簧、减震器和不同导向机构组成。传统的悬架 系统不能根据路况改变弹簧的弹性系数和减震器的阻尼 系数,不仅影响到了乘坐的舒适性,对汽车的横向稳定性 和操控性都不好把控。
悬架系统关乎到汽车的舒适性和操控性,而随着技术 的发展,人们对汽车的舒适性的要求越来越高,线控悬架 的到来正好能满足这一点。线控悬架是一种主动悬架,较 传统悬架可以改变空气弹簧的弹性系数、减震器的阻尼系 数和车身高度从而适应不同的工作状况。当汽车正常行驶 时,车身高度传感器能感受到路面的颠簸并转化成电信号 传送给悬架控制单元,同时还有车速传感器、加速传感器、 转向角传感器、刹车信号等传感器将这些信号传送给悬架 控制单元,悬架控制单元将这些信号进行处理后,输出改 变空气弹簧的软硬(弹性系数)和减震器的刚度(阻尼系 数),从而提高行车舒适性操纵稳定性,稳定车身,防止车 辆在急转弯时车身发生倾斜或造成急加速急减速时的头 点地和后仰问题。另外当碰到障碍物或汽车载荷发生变化 时时,悬架还可以通过车身高度传感器检测离地距离,改 变车身的高度,提高汽车的通过性能。 
应用车型:奔驰 S600、通用凯迪拉克的 MRC、宝马 7 系等。

4

线控技术的特点

 

①线控技术用电信号取代了机械杆件和液压系统,在 降低噪声和减少震动的同时,可为汽车零部件的布置节省 很多空间,电线的布置变得更灵活,增加了汽车的设计空 间;线控技术降低部件的复杂性,减少汽车自重量,减少燃 油消耗率,减少液压系统和机械杆件的故障率;

②线控技术采用电信号的传输方式,响应速度更快, 更敏捷;线控技术可以提前预判驾驶员的行为,进行提前干预,在紧急情况下发挥作用,减少交通事故,线控转向系 统减少了转向操纵机构,在发生碰撞时减少了转向柱对驾 驶员因为惯性前倾的危险,提高行车安全性,减少人员伤 亡和财产损失; 
③线控技术涉及到多个电机和控制单元的计算,需要 增加额外的成本,所以应用范围还不是特别广;线控技术 还没有制定统一的通讯协议,其通用性和兼容性有待提 高。线控技术涉及到的零部件小,加工精密度高,加工工艺 复杂等因素的影响,就目前技术水平要想达到批量生产难 度较高; 
④对于汽车线控技术来说,会用到多个高频电磁,汽 车内部存在高频电磁干扰如电动机和点火线圈会产生电 磁干扰,电子器件可能会在这些工况下发生故障或松动;复杂的分析处理算法也可能会导致程序跑飞等故障情况 出现,而驾驶人又无法直接控制发动机的动力大小,一旦 这种情况发生将产生不可预知的后果。[3]

5

展望

目前,我国智能化汽车的发展还处于发展阶段,仍处 于 L1、L2 阶段,到 2020 年止,装配有驾驶辅助功能,半自 动驾驶辅助的汽车已经占有市场的 50%,可以实现网联式 环境感知,辅助驾驶员在复杂的路况下行车。汽车线控技 术是汽车实现智能化和无人驾驶的关键。线控技术不仅取 消了繁琐的机械杆件和液压系统,更是实现新能源汽车续 航和自动驾驶的核心技术。没有线控就没有自动驾驶,可 见线控技术对自动驾驶的重要性。线控技术响应速度快, 能搞准确控制从而提高了汽车行车的安全性和操控稳定 性;线控技术减少了很多机械杆件,降低了车本身的重量, 从而节约成本,减少燃油消耗,响应环保政策,另外,在舒 适性和汽车设计上也得到了非常大的改善。线控技术是大 势所趋,但很多技术被国外市场垄断,存在“卡脖子”现象, 线控技术涉及到的零部件大多精密较高,比如电磁阀,存 在加工难,无法量产的困境急需解决。线控技术存在设计 缺陷和技术不成熟等问题导致事故频发,在过去几年里多 品牌汽车先后出现不同的召回。


6

结束语


随着线控技术的应用,将促进智能网联汽车的发展, 也将改变和冲刺着整个汽车产业链的发展,人们的出行方 式也将被彻底改变。国家在政策上也给予了大力的支持, 工信部和交通运输部先后认定了多家测试基地,加快推进 智能网联汽车的发展。工信部发布《2020 年智能网联汽车 标准化工作要点》中提到把“加快完善智能网联汽车标准 体系建设”与“建立智能网联汽车标准制定及实施评估机 制”作为重点工作内容。[4]汽车底盘线控技术的成熟将加快 汽车智能化,无人驾驶汽车的发展。



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    二月半 2025-05-18 20:48 111浏览
  • 【拆解】+TFT LCD 通用测试仪拆解 目前对于车载行业,显示屏在整车的份额越来越高。各个供应商或者下级供应商都会回针对TFT的开发做规划。那么,在TFT测试方面,他们是如何进行产品开发前的测试和有效性验证的内。是的,无非就是他们公司自己开发点亮治具或者从治具供应商那边购买点亮设备。客户只需要提供客户需求。有能力的供应商就好针对需求进行分解开发。在规定的时间内完成产品的开发和交付。今天我们就来看看用在车载显示屏或者消费电子上面的TFT点亮治具—TFT LCD通用测试仪式怎么设计出来的。 如下就
    zhusx123 2025-05-18 14:07 107浏览
  • 北京贞光科技作为三星电机一级代理商,提供全面升级的技术支持、样品供应和供应链保障服务,为客户提供专业、可靠的一站式解决方案,满足AI基础设施不断发展的需求,支持更高效、更强大的人工智能应用计算系统的开发。如需更多产品信息或技术支持,请联系贞光科技。三星电子在被动元件技术领域取得重大突破,推出专为AI服务器应用设计的超小型高容量多层陶瓷电容器(MLCC)。这些新组件解决了现代AI计算基础设施不断增长的电力需求,同时优化了密集服务器环境中的空间利用率。 满足AI服务器电力需求现代AI服务器
    贞光科技 2025-05-20 11:38 70浏览
  •   在数字技术重塑商业格局的当下,品牌如何借助创新工具实现价值跃升成为企业战略核心。软件开发已从单纯的技术迭代载体,演变为企业连接用户、驱动增长的关键纽带。因此,筛选靠谱的软件开发公司,成为企业数字化转型的重要决策 —— 专业公司凭借技术积累与行业经验定制解决方案,权威公司则以规范服务与交付能力保障项目落地。   筛选靠谱软件开发公司的三大核心标准   标准 1:技术适配性与行业匹配度   技术适配性:优先选择掌握云计算、AI 集成、低代码开发等前沿技术的团队。   行业匹配度:医疗
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-20 15:46 57浏览
  • 电磁场是自然界中一种特殊的物质存在形式,由相互依存且能够相互转化的电场和磁场共同构成。这种无形的物理场充满整个空间,既能够传递电磁力,也能够以电磁波的形式传播能量。电场源于静止或运动的电荷,表现为对带电粒子施加作用力的能力;而磁场则产生于电流或变化的电场,能够影响运动电荷的轨迹。两者通过动态耦合形成统一的电磁场系统,其行为规律由麦克斯韦方程组完整描述。这个方程组包含四个基本方程,分别揭示了电荷如何产生电场、磁场无孤立磁荷的特性、变化磁场激发电场的规律,以及电流与变化电场共同产生磁场的机制。电磁场
    锦正茂科技 2025-05-19 13:07 66浏览
  • 电磁场的作用主要体现在以下几个方面:首先在能源领域,电磁场是发电、输电的基础。无论是火力发电还是核电站,*终都需要通过电磁感应原理将机械能转化为电能。高压输电线路则利用交变电磁场实现电能的远距离传输,为现代工业和生活提供动力保障。在通信技术方面,电磁波作为电磁场的传播形式,构成了无线通信的基础。从无线电广播到5G移动网络,从卫星通信到光纤传输,本质上都是对特定频段电磁场的**控制和利用。雷达系统通过发射和接收电磁波实现目标探测,在气象预报、航空管制等领域不可huo缺。在医疗领域,电磁场技术为诊断
    锦正茂科技 2025-05-19 13:19 67浏览
  •   头部技术企业核心能力与行业解决方案解析   华盛恒辉科技有限公司   华盛恒辉科技有限公司:是一家专注于高端软件定制开发服务和高端建设的服务机构,致力于为企业提供全面、系统的开发制作方案。在部队政企开发、建设到运营推广领域拥有丰富经验,在教育,工业,医疗,APP,管理,商城,人工智能,部队软件、工业软件、数字化转型、新能源软件、光伏软件、汽车软件,ERP,系统二次开发,CRM等领域有很多成功案例。   五木恒润科技有限公司   五木恒润科技有限公司:是一家专业的部队信息化建设服务单位
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-19 17:18 118浏览
  • 非常荣欣参加了这次《7天造一台无人机》试读体验活动,同时非常感谢面包板论坛举办此活动。本书印刷还是非常新颖,具有精美漫画。下图为图书正面。 本书主要介绍组装、调试一架四旋翼无人机的完整流程,包括组装无人机机架、安装电机和螺旋桨、电池充电保养、安装飞控、飞行前调试,并且在组装、调试过程中依次介绍了飞行原理、动力系统、遥控器、电池、飞控等相关基础知识。 本书共分为7章。第1章首先介绍了无人机学习的一些方法,避免大家在学习无人机时走弯路;然后介绍了无人机的基础知识,并对四旋翼无人机的概念、飞行原理和各
    shenwen2007_656583087 2025-05-17 12:07 74浏览
  • 随着智能硬件设备的快速发展,蓝牙音频语音芯片在智能家居、穿戴设备、车载电子等领域得到广泛应用。蓝牙音频语音芯片凭借其低功耗、高集成度和灵活的通信接口,成为许多开发者的选择。然而,在实际应用中,开发者可能会遇到IC芯片通过串口或MCU通信时无响应的问题。本文将从通信接口配置与故障排查角度,普及相关知识并提供解决方案。一、通信接口基础配置串口接线规则蓝牙芯片的串口通信需遵循“交叉连接”原则:TX(发送端)→ RX(接收端)RX(接收端)→ TX(发送端)若接线错误(如TX-TX或RX-RX直连),数
    广州唯创电子 2025-05-19 09:47 45浏览
  • ETC系统是一种高速公路或桥梁自动收费系统。插卡式ETC是长这个样子的,正面如下图。背面是有一小块太阳能板的,还有一个按钮开关,如下图。用工具拆开上盖,可以看见电池,显示屏,卡片,如下图。取下PCB板,可以看见背面,如下图。J5,J6脚是接太阳能板的正负极的,SKYRELAY(斯凯瑞利) SKY1311T 读卡器芯片,内部集成了多种通信协议。SKY1311T芯片通过内置的硬件加密引擎和高级加密标准(AES)来实现数据的加密传输,保证数据的安全性。169E 具体的数据手册没有查到,猜测是
    liweicheng 2025-05-17 21:41 128浏览
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