0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

什么是By-Wire 线控技术?线控转向系统的核心技术

电子设计 来源:ATC汽车技术会议 作者:ATC汽车技术会议 2021-05-26 15:28 8340次阅读

什么是 By-Wire 线控技术?

所谓线控技术(By-Wire),通俗来讲就是由“电线”或者电信号来传递转向控制,而不是通过机械连接装置的“硬”连接来实现操作。

线控技术的核心是智能机电传动装置,其起源于飞机上的电传操纵技术(Fly-By-Wire)

X-By-Wire 线控技术是无人驾驶车辆( UGV)以及先进驾驶辅助系统(ADAS)的技术,目前广泛应用于现代汽车的驾驶系统,有 Steer-by-wire,Bake-by-wire,Shift-by-wire,Park-by-wire 等等。

日产旗下的英菲尼迪 Q50 所搭载的线控主动转向系统 Direct Adaptive Steering(DAS)就是电控操纵技术,作为首款搭载此项技术的量产车型,其颠覆了 100 多年的汽车机械转向历史。

图:英菲尼迪 Direct Adaptive Steering(DAS)线控转向系统

线控转向系统技术重点

线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,其角传递和力传递都是通过电传机构实现。由于物理上的完全解耦,双向的独立驱动模块给汽车转向特性带来巨大的设计空间

pIYBAF-cge6AZDxvAAHjFO6F0pw368.png

一般来说,线控转向技术的优势有很多:操控响应更快、操控舒适性增加、被动安全性提高、能够协同实现主动安全转向,可定制化的驾驶感受等。

线控转向系统的核心技术

线控转向的方向盘模块和转向机模块之间的转角和转矩耦合完全通过电控系统来完成协同,所以在模拟机械传动的转向特性时首先需要解决两个方面的问题:

1、前轮转向系统和方向盘输入之间的协同跟随控制

2、转向感力矩的反馈模拟控制方法。

同时作为汽车安全部件,线控系统还需要解决第三个难题:

3、转向系统冗余可靠性设计

pIYBAF-cgfOAYPFaAANMdPu20cM881.png

图:线控转向系统机构示意图

线控转向转角指令跟随控制

要求转向轮迅速响应驾驶员的转向意图,解决在复杂未知路面、信号传递延时等情况下如何保持转向实时性、精确性。

o4YBAF-cgfiAUa9kAANxRoAsLs4714.png

转角执行系统闭环反馈控制算法(前馈+反馈+补偿)

pIYBAF-cgfuAb-sbAACwiwklDvg802.png

各控制分量表达为:

o4YBAF-cgf6ARLJ_AAF4lMvQe-Y137.png

转向路感的反馈模拟方法

线控系统没有机械连接,需要通过电机模拟实际的路感反馈给驾驶员,遥操作过程中路面反力的在线观测一直是研究的难点。

在传统转向系统中,路感是由很多要素组成:

1、轮胎回正力矩

2、机械系统惯性、阻尼和摩擦力矩

3、传统系的减速比例

4、转向助力力矩

要加载路感,首先需要观测转向反馈力矩,目前有三种典型的方法:

1、Model-based approach

o4YBAF-cggGACZL0AACt7j7sH8E443.png

转向反馈力矩可以基于轮胎模型,结合转向角度实时计算出回正力矩的大小:

pIYBAF-cggSAShmjAADp64SNK0A707.png

使用此方法的问题是反馈力矩的计算依赖精确的轮胎模型,然而到目前为止,轮胎模型多是基于经验数据的拟合实现,不同情况下难以统一应用。

2、Torque map-based method

该方法依据大量实验数据建立经验库,最后依据行驶车速、方向盘转角等输入构建和路感力矩之间的映射关系,从而实现对手感力矩的评估。

o4YBAF-cggaAX6WOAAASN8_ryQE412.png

使用此方法的问题是路感力矩经验库的构建需要大量的实车道路测试,同时也很难全面覆盖可能的车辆转向路况。

3、Senor-based approach

基于齿条力矩传感器或者电机电流传感器建立负载力矩的在线观测,进而评估实际的转向力矩大小。

使用该方法的问题是传感器的成本问题以及恶劣工况下的可靠性问题。

先进智能车辆线传操控技术

先进智能车辆线传操控技术能够发挥线控系统的物理解耦优势,实现驾驶操控动力学的可变传递设计。

线控转向可变传动优势:个性化、舒适化

1、转向角 / 力传动比优化

低速转向时传动比较小,减少转向盘转动幅度,提升车辆转向轻便性和 灵活性;

高速行驶传动比较大,降低响应灵敏度,提供车辆高度行驶稳定性和安全性。

2、优化车辆底盘性能:

完全电控、无机械干涉,能方便地与其他底盘动力学控制系统(ABS、4WD 等)进行集成控制,为未来的汽车底盘一体化奠定良好的基础。

3、转向特性个性化定制

线控向转向系统转向盘与转向轮解耦,转向特性可进行一定的个性化设计,如:普通模式、运动模式,满足不同操纵性能需求。

可变转向角传动比优化设计

可变转向角传动比优化设计根据角传动比随车速增大而增大、横摆角速度增益随车速增大而降低,同时依据转向灵敏度的限制和传动比上下限的限制可以得出车辆转向最优化的目标函数 J(目标函数的计算方法如图)进而得出最优转向传动比系统。

pIYBAF-cggyAdMQSAANjuwCYrr4677.png

由各单项指标的加权平均可得总优化函数 J

pIYBAF-cgg-AVobVAAA-2wZoZNg274.png

o4YBAF-cghOATeKAAAOQI0EaXnM305.png

最后对复杂路况转向行驶进行验证:

o4YBAF-cghaActBiAAHOzDReEQQ531.png

复杂行驶工况下,变传动比转向有效减小方向盘转角和角速度,降低驾驶员忙碌程度和驾驶负担。

pIYBAF-cghqAQHioAAFBdEvYy4I047.png

编辑:hfy

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 线控技术
    +关注

    关注

    2

    文章

    10

    浏览量

    8545
  • 无人驾驶
    +关注

    关注

    98

    文章

    4079

    浏览量

    120664
收藏 人收藏

    相关推荐

    智己汽车B轮融资94亿元,加速核心技术研发

    底盘、线转向、智能驾驶等核心技术的研发与投入。智己汽车深知,技术创新是企业发展的核心竞争力,因此将持续加大在研发领域的投入,以推动产品和
    的头像 发表于 12-26 11:15 254次阅读

    蔚来ET9获线转向技术量产许可

    近日,蔚来汽车旗下的ET9车型成功获得了工信部颁发的线转向技术量产许可,标志着蔚来ET9成为中国首款搭载这一先进技术的车型。 线
    的头像 发表于 12-13 11:07 706次阅读

    线控底盘如何让自动驾驶加速奔跑?

    线控底盘技术是智能驾驶系统核心技术之一,通过电子信号取代传统的机械传动,实现车辆动力、转向、制动、悬架及换挡等功能的精准控制。它不仅是实现
    的头像 发表于 12-13 09:41 193次阅读
    <b class='flag-5'>线</b>控底盘如何让自动驾驶加速奔跑?

    芯片倒装与线键合相比有哪些优势

    线键合与倒装芯片作为封装技术中两大重要的连接技术,各自承载着不同的使命与优势。那么,芯片倒装(Flip Chip)相对于传统线键合(Wire
    的头像 发表于 11-21 10:05 698次阅读
    芯片倒装与<b class='flag-5'>线</b>键合相比有哪些优势

    SBW线转向系统HiL测试解决方案

    随着汽车行业向智能化和自动驾驶技术的不断推进,线转向(Steer-by-Wire,SBW)技术逐渐被各方重视起来。SBW
    的头像 发表于 11-14 01:06 827次阅读
    SBW<b class='flag-5'>线</b>控<b class='flag-5'>转向</b><b class='flag-5'>系统</b>HiL测试解决方案

    重塑线控底盘技术:自动驾驶的未来支柱

    线控底盘(X-by-wire技术,作为自动驾驶技术核心支撑,正悄然改变着汽车工业的技术架构与
    的头像 发表于 11-01 12:28 1149次阅读

    线控底盘,自动驾驶时代的基石?

    结合市场发展趋势和政策支持,展望了未来技术的应用前景。   线控底盘的定义与重要性 1.1 线控底盘的概念与发展背景 线控底盘(X-by-wire
    的头像 发表于 10-31 13:06 411次阅读
    <b class='flag-5'>线</b>控底盘,自动驾驶时代的基石?

    新能源汽车小三电的核心技术

    新能源汽车的核心在于三电系统,即电池、电机和电控。而在这三电系统中,我们又可以细分为“大三电”与“小三电”。大三电主要包括驱动电机、电控和变速器;而小三电则涵盖高压配电盒PDU、车载充电机OBC以及DC/DC变换器。今天,我们就
    的头像 发表于 10-16 14:45 490次阅读
    新能源汽车小三电的<b class='flag-5'>核心技术</b>

    PGA308 3线制模式,one wire连接到Vout,对OTP编程后还能再通过one wire与PGA308通信吗?

    请问PGA308,3线制模式,one wire连接到Vout,已经对OTP编程后,还能再通过one wire与PGA308通信吗?再次对PGA308校准
    发表于 08-22 07:41

    AI网络发展的四大核心技术支柱

    在AI大模型时代,随着模型参数量与训练集规模的爆炸性增长,单纯依赖GPU单体算力的提升已难以满足需求,业界焦点逐渐转向系统架构层面的革新,其中,作为底层核心技术的网络成为了突破的关键。全球科技巨头正竞相研发相关产品
    的头像 发表于 08-14 17:11 1089次阅读

    聚焦物联网场景,旷视科技核心技术能力持续升级

    曾经备受青睐的“AI四小龙”之一,旷视科技在更早的时候曾向港交所递交上市申请,闯关未果后转向上交所科创板。   旷视科技核心技术能力   旷视科技是一家聚焦物联网场景的人工智能公司,其核心技术能力主要由AI
    的头像 发表于 07-25 00:09 4231次阅读

    【大语言模型:原理与工程实践】核心技术综述

    我也不打算把网上相关的信息在总结一下,这样的话,工作量很大。 我主要看了-大语言模型基础技术这节 大语言模型(Large Language Models,LLMs)的核心技术涵盖了从模型的架构设计到
    发表于 05-05 10:56

    新能源汽车核心技术加油站-VCU

    新能源汽车核心技术加油站-VCU
    的头像 发表于 04-20 08:10 380次阅读
    新能源汽车<b class='flag-5'>核心技术</b>加油站-VCU

    什么是线转向系统线转向技术浅析

    什么是线转向系统线转向简单说就是彻底取消方向盘和车轮的物理连接,使用电信号来操控车轮转向
    发表于 03-29 10:06 1987次阅读
    什么是<b class='flag-5'>线</b>控<b class='flag-5'>转向</b><b class='flag-5'>系统</b>?<b class='flag-5'>线</b>控<b class='flag-5'>转向</b><b class='flag-5'>技术</b>浅析

    大数据技术是干嘛的 大数据核心技术有哪些

    据的核心技术,包括数据采集、存储与管理、处理与分析等方面。 一、大数据技术背景和概念 1.1 背景 随着互联网技术的迅猛发展,人们可以通过各种途径产生、获取和传输数据,使数据量呈现爆炸式增长的趋势。这些数据来源包括
    的头像 发表于 01-31 11:07 3624次阅读