智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)裝調與測試 課件全套 項目1-5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知 -智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控懸架系統(tǒng)認知

項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤

線控系統(tǒng)認知李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院（一）線控技術的起源與發(fā)展1.線控技術的起源目前，汽車的線控技術應用的系統(tǒng)主要有：線控轉向系統(tǒng)、線控驅動系統(tǒng)、線控制動系統(tǒng)和線控懸架系統(tǒng)等?？梢酝ㄟ^分布在汽車上的傳感器實時獲取駕駛員的操作意圖和汽車行駛中的參數(shù)信息，將車輛信息反饋給控制器，控制器對這些信息進行處理和分析，得出正確的控制參數(shù)傳遞給各個執(zhí)行機構，從而實現(xiàn)對汽車的控制，提高車輛的轉向性能、動力性能、制動性能和乘坐舒適性能。隨著汽車電子技術的發(fā)展，汽車逐漸向集成化、模塊化、機電一體化及智能化方向發(fā)展。

隨著微電子起見的成本降低、可靠性增高，底盤線控技術的發(fā)展也迎來一個新的高度。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務2底盤線控技術的起源與發(fā)展02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試92.線控技術的概念線控技術（X-By-Wire）最早應用在航空領域，是在控制單元和執(zhí)行器之間用電子裝置取代傳統(tǒng)的機械連接裝置或液壓連接裝置，由無線控制信號取代機械傳動部件來實現(xiàn)裝置的控制目的。線控系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的氣動、液動及機械連接裝置，取而代之的是傳感器、控制單元及電磁執(zhí)行機構，所以減少了復雜的機械傳動機構，減小了質量，降低了能耗，降低了制造成本，

控制更簡潔，同時在整個控制過程中增加了計算機控制環(huán)節(jié)。By-Wire：

電子線控X：代表汽車中各個系統(tǒng)例如：線控轉向：Steering-By-Wire線控制動：

Brake-By-Wire李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院拓

展

鏈

接學習任務2底盤線控技術的起源與發(fā)展02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試10（二）國內外底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀1.國外底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀l

20世紀50年代，美國天合（TRW）公司最早提出用控制信號代替轉向盤和轉向輪之間的

機械連接?！a業(yè)的崛起與技術的創(chuàng)新從來都是相生相伴l

60年代末，德國卡塞爾曼等企業(yè)試圖用導線連接轉向盤與轉向輪，但受到當時電子技術和控制技術水平的限制，這種構想的線控轉向系統(tǒng)一直無法在實車上實現(xiàn)。l

90年代

，德國奔馳公司開始了前輪線控轉向系統(tǒng)的深入研究，并將其開發(fā)的線控轉向系統(tǒng)安裝于F400Carving概念車上，該車在轉向、制動、懸架及車身控制方面均采用了線

控技術。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務2底盤線控技術的起源與發(fā)展02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試11（二）國內外底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀1.國外底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀l

1997年，德國克萊斯勒（Daimler-Chrysler）公司開發(fā)出了電子驅動概念車R129，該車取消了轉向盤、加速踏板和制動踏板，完全采用操縱桿控制，是第一輛完全實現(xiàn)了線控驅

動（Drive-by-wire）的汽車。l

1998年，采埃孚（ZF）公司也在開發(fā)出電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）之后，又積極開發(fā)研究了自己的線控轉向系統(tǒng)（SBW），目前已經研發(fā)出整套的SBW系統(tǒng)。l

1999年，德國寶馬汽車公司開發(fā)出了BMWZ22概念車，應用了線控轉向和線控制動技術

及線控換檔技術。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務2底盤線控技術的起源與發(fā)展02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試13（二）國內外底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀2.國內底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀l

我國對線控技術的研究起步較晚，與國外先進水平差距較大。吉林大學、同濟大學、武漢理工大學等院校以及相關科研機構對線控技術進行了相關的研究，線控技術也逐步我國汽車領域的重點研究方向。l

2004年，

同濟大學在上海國際工業(yè)博覽會上展示了配備線控轉向系統(tǒng)的四輪獨立驅動微型電動車春暉三號。該車是國內首輛采用線控轉向技術的電動車，是國內線控轉向系統(tǒng)領

域的一個突破。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務2底盤線控技術的起源與發(fā)展02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試21（二）國內外底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀2.國內底盤線控技術的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀l

2009年，吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室在企業(yè)資助下，開發(fā)了線控轉向試驗車。

2010年第25屆世界電動車展覽會上，吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室還展

出了基于輪電機的全線控電動概念車。l

2020年，長安全新跨界車型長安UNIT重慶實現(xiàn)了量產。該車在交通擁堵情況下，需要駛員監(jiān)控前方，可實現(xiàn)駕駛員的長時間脫腳、脫手車載傳感器采集車速信號、轉向盤轉角等信號通電子控制單元進行信息處理后給轉向盤操縱模塊和制動器操縱模塊發(fā)送指令，完成車輛橫向運動與縱向運動的協(xié)調控制。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務2底盤線控技術的起源與發(fā)展02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試23（三）底盤線控系統(tǒng)的功能要實現(xiàn)自動駕駛，首先要依賴環(huán)境感知傳感器對道路周邊環(huán)境信息進行采集，包括攝像頭、激光雷達、毫米波雷達和超聲波雷達等。接著，采集的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)接嬎闫脚_進行計算，用來識別車輛周邊障礙物和可行駛區(qū)域，進行路線規(guī)劃和控制，產生轉向盤轉角、制動壓力、車速、檔位等控制信息，通過整車控制器傳輸?shù)降妆P系統(tǒng)。最后，底盤系統(tǒng)按照指令進行精確執(zhí)行。所以，底盤線控系統(tǒng)的響應更快、執(zhí)行精度更高。而且在自動駕駛過程中，汽車需要大量的、精確的底盤系統(tǒng)信號，感知車輛狀態(tài)，保證自動駕駛的安全性、穩(wěn)定性和操縱性，而底盤線控系統(tǒng)可根據(jù)指令及時地控制底盤執(zhí)行機構做出相應動作，還可隨時監(jiān)測車輛的運行狀態(tài)，及時反饋給汽車，因此底盤線控系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的標配。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務3底盤線控系統(tǒng)的功能與組成02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試7（四）底盤線控系統(tǒng)的組成1.線控轉向系統(tǒng)的組成線控轉向就是把依靠轉向管柱連接轉向機構來實現(xiàn)轉向的傳統(tǒng)方式，轉換成為通過傳感器檢測轉向盤角度信號，并通過電腦控制伺服電機來實現(xiàn)驅動轉向的轉向系統(tǒng)。駕駛員對轉向盤的操作僅僅只是在驅動一個轉角傳感器

，并由轉向盤電機提供轉動阻尼和回饋，轉向盤與前軸轉向機構之間沒有任何剛性連接。轉向管柱李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務3底盤線控系統(tǒng)的功能與組成傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)的剛性連接02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試92.線控制動系統(tǒng)的組成如果制動踏板僅僅只連接一個制動踏板位置傳感器，踏板與制動系統(tǒng)之間沒有任何剛性連接或液壓連接的，都可以視為線控制動。線控制動是自動駕駛汽車控制執(zhí)行層中最關鍵的，也是技術難度最高的部分。由于技術發(fā)展程度的局限，

目前出現(xiàn)了兩種形式的線控制動系統(tǒng)：

電子液壓制動系統(tǒng)（EHB）和電子機械制動系

統(tǒng)（EMB）。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務3底盤線控系統(tǒng)的功能與組成線控制動系統(tǒng)組成02新知講解制動踏板+傳感器+ECU

+執(zhí)行器等項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試113.線控驅動系統(tǒng)的組成汽車底盤線控驅動系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的動作和汽車本身的各種行駛信息綜合分析駕駛員的意圖

，精確控制動力裝置（發(fā)

動機或電機）

的輸出功率和車輪驅動力的大小，以提高車輛整體的動力性、經濟性和操縱穩(wěn)定性。對于傳統(tǒng)內燃機汽車，加速踏板與節(jié)氣門之間通

過電信號進行控制來取代原來的機械傳動的這種形式，

又被稱為線控油門。對于電動汽車，驅動執(zhí)行器即為驅動電機，其可能

是單電機的中央驅動電機，也可是多輪獨立電機。李琤課程團隊版權所有結論：

線控驅動系統(tǒng)包括傳統(tǒng)內燃機汽車和多輪獨立驅動電動汽車線控驅動控制。安徽機電職業(yè)技術學院學習任務3底盤線控系統(tǒng)的功能與組成02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試12（一）底盤線控系統(tǒng)的工作原理1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關術語及定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車，即ICV（全稱IntelligentConnectedVehicle）

，是指車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機聯(lián)合，是搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享

，實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務4底盤線控系統(tǒng)的工作原理智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念圖02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試6智能網(wǎng)聯(lián)汽車

系統(tǒng)的核心可以概述為3個部分：感知

（Perception）、規(guī)劃（Planning）和控制（Control），

其基本架構如右圖所示。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務4底盤線控系統(tǒng)的工作原理2.底盤線控系統(tǒng)的基本架構02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試19GPS定位坐標（x,y）

UWB定位坐標（x,y）

慣導IMU

角速度（

w）

里程計速度（

v）激光雷達距離

方位

形狀

視覺系統(tǒng)

距離圖像超聲波雷達距離方位

毫米波雷達距離

方位速度智能網(wǎng)聯(lián)汽車的五官李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務4底盤線控系統(tǒng)的工作原理2.底盤線控系統(tǒng)的基本架構02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試20（二）底盤線控系統(tǒng)的特征（1）線控消除了機械連接沖擊的傳遞，可以降低噪聲和振動，提高了駕駛的舒適性。（2）采用線控省去大量機械和管路系統(tǒng)及部件，電線更容易布置，使汽車的結構更加合理，并且有助于輕量化。（3）線控技術通過電腦控制，使動作響應時間縮短，且能對人工駕駛時駕駛人的動作和執(zhí)行元

件的動作進行適時監(jiān)控，并進行修正，使操控更加精準，提高了系統(tǒng)性能。（4）線控技術使整個系統(tǒng)的制造、裝配、測試更為簡單快捷，

同時采用模塊化結構，維護簡單，適應性好、系統(tǒng)耐久性能良好，

略加變化即可增設各種電控制功能。（5）使用線控制動無須制動液，

使汽車更環(huán)保，無需另加維護。（6）汽車線控技術的應用便于實現(xiàn)個性化設計。對于駕駛特性如制動、轉向、加速等過程，可

根據(jù)用戶選擇設計不同的程序。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務4底盤線控系統(tǒng)的工作原理02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試301.環(huán)境感知技術環(huán)境感知就是利用各種技術獲取環(huán)境信息，并將獲

取的信息傳輸給智能決策中

心，為智能決策提供依據(jù)。各種技術：車載傳感器技術、V2X通信技術；環(huán)境信息：道路信息、

車輛信息、障礙物信息。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院環(huán)境感知技術圖解學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試62.決策規(guī)劃技術隨著汽車駕駛自動化水平的提高，對車輛自主決策

能力提出了新的要求，汽車

需要自動解釋系統(tǒng)中的決策

規(guī)劃，重點解決的問題是：我在哪里？我周圍有什么？

它們想干什么？我應該怎么

走？我應該怎么做？李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試103.控制執(zhí)行技術給定導航路線、策劃到決策和障礙物決策后，定量地規(guī)劃一條從車輛當前位置指向目的地軌跡。要滿足地是安全（不能與障礙物、路牙、護欄等發(fā)生碰撞）、

舒適（加減速平滑）、遵守交規(guī)（紅綠燈、道路限速、讓行行人）、效率（盡快到達目的地）。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試124.無線通信技術包括長距離無線通信技術

和短距離無線通信技術。長距離無線通信技術，用于提供即時的互聯(lián)網(wǎng)接入，主要采用4G/5G技術，特別是5G技術有望成為車載長距離無線通信專用技術。右圖所示是長距離無線通信技術應用場景。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院長

距離

無

線

通

信

技

術學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試135.車載網(wǎng)絡技術通過利用計算機網(wǎng)絡技術，

車載控制單元可以被連接到一

個車載網(wǎng)絡中，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)

信息的高效傳輸。主要有CAN、

LIN、

MOST、

Flex

Ray等。但是，隨著高清視頻應用，以太網(wǎng)技術成為了智能網(wǎng)聯(lián)汽車

中最有潛力的候選者。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試156.高級駕駛輔助技術高級駕駛輔助技術，借助車輛環(huán)境感知技術和自組織網(wǎng)絡的強大能力，實現(xiàn)對道路狀況、周邊車輛、行人動態(tài)、交通標志以及交通信號等關鍵信息的全面檢測和精準識別。該技術對識別到的信號進行高效分析處理，并迅速將結果傳輸給執(zhí)行機構，從而確保車輛的安全行駛。高級駕駛輔助技術涵蓋了眾多功能，如3D環(huán)視、后視攝像頭、后視交通警示系統(tǒng)、盲點檢測、車道偏離警告、智能前照燈控制、交通標志識別、前方碰撞警告、智能車速控制以

及行人檢測等。這些功能在寶馬、奧迪等高端品牌車型中已得到廣泛應用，顯著提升了駕駛

的安全性和舒適性。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試167.信息融合技術在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域，

由于需要采集和傳輸?shù)男畔⒎N類繁多、數(shù)量龐大，因此必須依賴信息融合技術來確保數(shù)據(jù)的實時性和準確性。通過運用信息融合技術，智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠更有效地處理和分析來自各種傳感器的信息，從而提升車輛的智能化水平和行駛安全性。數(shù)據(jù)融合采集聯(lián)合傳感器A傳感器B李琤課程團隊版權所有……傳感器N安徽機電職業(yè)技術學院特征抽取預測評估學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試178.信息安全與隱私保護技術智能網(wǎng)聯(lián)汽車的網(wǎng)絡接入雖然帶來了便利，但同時也引發(fā)了信息安全方面的嚴峻挑戰(zhàn)。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的運行過程中，每輛汽車及其用戶的相關信息會不斷地被傳輸?shù)骄W(wǎng)絡中并被感知。這種信息的網(wǎng)絡暴露性使得它們極易成為竊取的目標，從而直接威脅到智能網(wǎng)聯(lián)汽車整個系統(tǒng)的安全性，更有可能波及到駕駛員的日常生活和其他方面的安全。鑒于此，信息安全與隱私保護技術在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域顯得尤為重要。必須通過深入研究和實踐這些技術，來確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車在享受網(wǎng)絡便利的同時，能夠有效地抵御各種

信息安全風險。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務5底盤線控系統(tǒng)的關鍵技術02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試18當今全球汽車產業(yè)面臨前所未有的百年變局，在國家“雙碳”目標指引下，中國汽車產業(yè)正在向著電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化（簡稱新四化）快速發(fā)展，輔助駕駛和自動駕駛技術大量涌現(xiàn)。線控底盤技術作為支撐實現(xiàn)輔助駕駛和自動駕駛的關鍵基礎技術，也是被行業(yè)公認的“卡脖子”技術，亟需突破解決。因此，線控底盤技術已成為商用車行業(yè)技術的研發(fā)熱點。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務6底盤線控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢01任務導入項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試5隨著《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術路線圖2.0》和《智能底盤技術路線框架圖》的發(fā)布，汽車線控技術將迎來快速發(fā)展。我們從線控執(zhí)行系統(tǒng)和線控集成控制兩個維度展望其發(fā)展方向。（一）線控執(zhí)行系統(tǒng)向電動驅動方向發(fā)展1.線控轉向系統(tǒng)的發(fā)展方向目前汽車轉向系統(tǒng)是典型的多領域復雜的耦合系統(tǒng)，

EHPS系統(tǒng)除機械部分和液壓部分外，還包括電子控制系統(tǒng)，這種機電液壓系統(tǒng)相互耦合、相互影響的同時也綜合影響著汽車轉向系統(tǒng)的性能。其面向未來的發(fā)展趨勢主要有：（1）隨著電機和電控技術的進步及新能源汽車的快速發(fā)展，轉向系統(tǒng)向電液耦合發(fā)展，最終向電動助力轉向發(fā)展，包括電動循環(huán)球和直拉桿式電動轉向。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務6底盤線控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試61.線控轉向系統(tǒng)的發(fā)展方向（2）轉向控制將通過阻尼補償、摩擦補償和回正補償?shù)确椒ǎ瑑?yōu)化助力特性和控制精度，進一步改善汽車的駕駛操縱性能和轉向響應性能。（3）隨著汽車底盤系統(tǒng)的電控化，汽車轉向系統(tǒng)需要與其他底盤電控系統(tǒng)集成控制。通

過底盤域控制器融合線控制動、線控懸架、線控驅動系等底層傳感器信息來協(xié)調優(yōu)化各子系統(tǒng)，從而使整車行駛性能最優(yōu)。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務6底盤線控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試72.線控制動的發(fā)展方向線控制動系統(tǒng)作為汽車線控底盤的最重要且保證安全的線控控制執(zhí)行部件，具有非常重要的地位。其響應精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性關系到自動駕駛和輔助駕駛控制功能的實現(xiàn)。其面向未來的發(fā)展趨勢主要有：（1）線控制動系統(tǒng)由電控氣壓制動向氣電復合制動發(fā)展，最終向電子機械制動EMB技術

發(fā)展。（2）制動系統(tǒng)由單一縱向集成向與轉向系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)深度集成發(fā)展。（3）在自動駕駛汽車上，線控制動系統(tǒng)向與環(huán)境感知相結合的主動安全系統(tǒng)發(fā)展，如主動制動系統(tǒng)、自適應巡航系統(tǒng)、橫向穩(wěn)定系統(tǒng)等。（4）線控制動系統(tǒng)向基于底盤域控EMB的ASR/ESC等功能擴展發(fā)展。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務6底盤線控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試83.線控懸架的發(fā)展方向未來線控主動懸架的發(fā)展空間更加廣闊，應用前景更加明朗，特別是以載人為主的客運旅游大客車，通過識別路面不平度，對車輛阻尼、剛度和高度實現(xiàn)預測控制，在減速帶、起伏路、坑洼路、接縫路、緊急制動和緊急轉向等典型工況方面控制效果得到明顯提升。其面向未來的發(fā)展趨勢主要有：（1）

向基于道路預瞄式的主動空氣懸架技術方向發(fā)展。（2）

向連續(xù)電控變阻尼（ContinuousDampingControl，CDC）

和高度控制集成方向發(fā)展。（3）

向基于協(xié)同控制技術的互聯(lián)空氣懸架技術發(fā)展。（4）

向基于魔毯技術的主動懸架技術發(fā)展。（5）

向基于底盤動力學協(xié)調控制的主動懸架技術發(fā)展。李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院學習任務6底盤線控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢02新知講解項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控系統(tǒng)認知底盤線控系統(tǒng)裝調與測試9感謝您的學習The

End安徽機電職業(yè)技術學院

底盤線控系統(tǒng)裝調與測試課程組李琤課程團隊版權所有安徽機電職業(yè)技術學院【特別說明】本課程中的部分內容來源于國內外書籍、研究論文、網(wǎng)絡資源等，并對其進行適當改變，僅供學習交流，不做其他用途項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務8線控轉向系統(tǒng)的功能與分類（一）線控轉向系統(tǒng)的功能汽車轉向性能是汽車的主要性能之一，轉向系統(tǒng)的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，它對于確保車輛的安

全行駛、減少交通事故以及保護駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。線控轉向（steer-by-wire，

SBW）系統(tǒng)是指在駕駛

員輸入接口（轉向盤）和執(zhí)行機構（轉向輪）之間是通

過線控（電子信號）連接的，即在它們之間沒有直接的

液力或機械連接，完全由電能實現(xiàn)轉向，擺脫了傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)的各種限制，如右圖所示。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有線控轉向系統(tǒng)示意圖項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試8（一）線控轉向系統(tǒng)的功能智能網(wǎng)聯(lián)汽車理論上可以不安裝方向盤，轉向指令完全由計算平臺發(fā)出，但由于在復雜路況和行駛環(huán)境中，現(xiàn)有的控制算法還無法規(guī)劃出安全路徑，也無法準確、快速實現(xiàn)路徑跟蹤，基于安全考慮，有時還要實行平行駕駛，在緊急情況下由人接管車輛控制，所以部分車輛還保存了方向盤及其與轉向輪之間的傳統(tǒng)機械連接。線控轉向系統(tǒng)為智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)自主轉向提供了良好的硬件基礎，線控轉向系統(tǒng)被認為是實現(xiàn)高級自動駕駛的關鍵部件之一，具有以下優(yōu)點：1.線控轉向技術可實現(xiàn)駕駛員操作和車輛運動的解耦；2.可提高緊急情況下轉向操作正確性和駕駛員安全性；3.采用電機控制直接驅動實現(xiàn)車輛轉向，因此更容易與車輛其他主動安全控制子系統(tǒng)進行通信和集成控制。學習任務8線控轉向系統(tǒng)的功能與分類02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試9（二）線控轉向系統(tǒng)的分類1.電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）汽車助力轉向系統(tǒng)是在機械轉向系統(tǒng)的基礎上，為了減輕駕駛員負擔并提高車輛操縱性而產生的，其發(fā)展歷程為：機械轉向系統(tǒng)→液壓助力轉向系統(tǒng)→電控液壓助力轉向系統(tǒng)→電控轉向系統(tǒng)。（1）機械轉向系統(tǒng)（MS）轉向動力全部來源于駕駛員，這對于需要頻繁轉動方向盤的駕駛員來說是不小的體力負擔。同時，傳統(tǒng)的機械轉向系統(tǒng)的角傳動比是固定的，雖然增大角傳動比可以提高轉向的輕便性，但也使得轉向執(zhí)行機構對轉向盤的輸入反應遲緩。學習任務8線控轉向系統(tǒng)的功能與分類02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試11（4）電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）在機械轉向系統(tǒng)的基礎上增加了一套電子助力系統(tǒng)，其主要由轉矩傳感器、車速傳感器、轉向控制器、助力電機、離合器、減速裝置等組成。按照助力電機的安裝位置不同可分為：轉向柱軸助力式（C-EPS）、小齒輪軸助力式（P-EPS）、雙小齒輪軸助力式（DP-EPS）、齒條助力式（R-EPS）。學習任務8線控轉向系統(tǒng)的功能與分類02新知講解這4種不同的電動助力轉向系統(tǒng)，助力程度有什么區(qū)別？安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試15學習任務8

線控轉向系統(tǒng)的功能與分類

02

新知講解

助力程度：

R-EPS＞DP-EPS＞P-EPS＞C-EPS安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試2002新知講解學習任務8線控轉向系統(tǒng)的功能與分類（二）線控轉向系統(tǒng)的分類

2.線控轉向系統(tǒng)（SBW）線控轉向系統(tǒng)如右圖所示，【轉向機總成】轉向柱、路感電機、

減速器【轉向執(zhí)行總成】轉向執(zhí)行電機、

齒條轉向機【控制器】【傳感器】轉角傳感器安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試21（3）控制器主要由整車控制器、路感反饋控制器及轉向執(zhí)行控制器組成。首先對相關傳感器發(fā)送來的信號進行分析處理，

同時判斷駕駛員的操作意圖和汽車行駛狀況，經過事先建立的控制策略做出合理決策；然后將相關控制信號分別傳輸給路感模擬電機以產生路感信息和轉

向執(zhí)行電機驅動前輪按照指令轉向；其次，

當駕駛員有誤操作或車輛受到外部干擾使車輛進入不穩(wěn)定狀態(tài)時，控制器根據(jù)實際情況將不正確地駕駛員操作信號過濾掉，同時驅動轉

向執(zhí)行電機補償修正前輪轉角，使車輛按照期望地行駛軌跡行駛，保證車輛的操作穩(wěn)定性。02新知講解學習任務8線控轉向系統(tǒng)的功能與分類安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試24（一）線控轉向系統(tǒng)的工作原理1.電動助力轉向系統(tǒng)EPS的工作原理電動助力轉向系統(tǒng)（electronicpowersteeringsystem，

EPS）（如圖所示）是一種直接依靠電動機提供輔助轉矩的電動助力轉向系統(tǒng)。此系統(tǒng)利用微機控制電動機電流的方向和幅值，不需要復雜的控制機構，電動機、減速機構、轉向柱和轉向齒輪可以制成一個整體。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理電動控制助力轉向系統(tǒng)項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試6（2）

EPS電子控制單元根據(jù)各傳感器（包括車速傳感器）發(fā)出的信號，

啟動轉向柱上的動力轉向電動機，以提供轉向助力。（3）

EPS電動機根據(jù)動力轉向ECU的信號產生轉向助力。動力轉向電動機總成采用低慣性的直流電動機，該電動

機由轉子、定子和電動機軸組成，02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理直流電動機項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試11（4）

EPS的工作原理——①轉向過程作用

1是轉動方向盤，轉向助力開始；2是轉矩傳感器探測扭桿的轉動，并將檢測的轉矩傳遞給電子

控制單元；

3是轉向角度傳感器將當前轉向角度和速度傳遞給電子控制單元；4是電子控制單元根據(jù)轉向轉矩、車速、發(fā)動機轉速、轉向角度、轉向速度傳感器信號，計算支持轉矩，啟動助力電動機；5是助力電動機通過渦輪傳動裝置和第二小齒輪將支持力傳遞到轉向器的齒條上；6是方向盤轉矩和助力電動機的支持轉矩綜合就是轉向器上的有效轉矩，由該轉矩來傳動齒條。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試12（4）

EPS的工作原理——②主動回位作用1是彎道行駛時，駕駛員降低了轉向轉矩，

轉矩傳感器通知電子控制單元；2是電子控制單元根據(jù)轉向轉矩、轉向角度和速度計算出復

位轉矩；

3是轉向車輪上產生的復位力不足以使車輪回正；4是電子控制單元根據(jù)轉向轉矩、車速、發(fā)動機轉速、轉向角度、轉向速度傳感

器信號，計算支持轉矩，啟動助力電動機；

5

是控制單元啟動助力電動機，使車輪回正。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試13（4）

EPS的工作原理——③市區(qū)低速行駛1是市區(qū)低速行駛時轉動方向盤，轉向助力開始；2是轉矩傳感器探測扭桿的轉動，告知電子控制單元方向盤上有一個中等的轉向轉矩；

3是轉向角度傳感器將當前轉向角度和速度傳遞給電子控制單元；4是電子控制單元根據(jù)中等的轉向轉矩、車速、發(fā)動機轉速、中等的轉向角度、轉向速度傳感器信號，計算中等的支持轉矩，啟動助力電動機；

5是由第二小齒輪將支持力傳遞到轉向器的齒條上；6是方向盤轉矩和中等支持轉矩總和就是轉向器上的有效轉矩，由該轉矩來傳動齒條。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試14（4）

EPS的工作原理——④高速公路行駛1是在高速公路上變換車道，駕駛員輕微轉動方向盤；2是轉矩傳感器探測扭桿的轉動，告知電子控制單元方向盤上有一個小的轉矩；

3是轉向角度傳感器將小的轉向角度和速度傳遞給電子控制單元；4是

電子控制單元根據(jù)中等的轉向轉矩、車速、發(fā)動機轉速、小的轉向角度、轉向速度傳感器信號，計算一個

小的支持轉矩或無需支持轉矩，啟動助力電動機；

5

是由第二小齒輪將支持力傳遞到轉向器的齒條上；6表示方向盤轉矩加上最小支持轉矩就是有效轉矩，該轉矩傳動齒條。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試152.線控轉向系統(tǒng)SBW的工作原理線控轉向系統(tǒng)主要由轉向盤模塊、前輪轉向模塊、

SBW控制器（ECU）三個主要部分，以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成，如圖所示。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試16（4）其他裝置自動防故障系統(tǒng)是線控轉向系統(tǒng)的重要模塊，

它包括一系列的監(jiān)控和實施算法，針對不同的故障形式和故障等級做出相應的處理，以求最大限度地保持汽車的正常行駛。線控轉向技術采用嚴密的故障檢測和處理邏輯，以最大限度地提高汽車安全性能。電源系統(tǒng)承擔著控制器、兩個執(zhí)行電機以及其他車用電器的供電任務，其中僅前輪轉角執(zhí)行電機的最大功率就有500～800W，加上汽車上的其他電子設備，電源的負擔已經相當沉重。所以

要保證電網(wǎng)在大負荷下穩(wěn)定工作，電源的性能就顯得十分重要。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試20總結起來，線控轉向系統(tǒng)關鍵部件的功用如下：①轉矩傳感器的功用是測量駕駛人作用在轉向盤上的力矩大小和方向。②轉角傳感器的功用是測量駕駛人作用在轉向盤的轉角大小和方向。③路感電機的功用是根據(jù)ECU的指令輸出適當?shù)霓D矩，模擬、產生轉向盤的反饋力矩，以提供駕駛人

相應的路感信息。④轉向執(zhí)行電機的功用是根據(jù)ECU的指令控制轉向電機，實現(xiàn)轉向輪的轉角。⑤ECU是線控轉向系統(tǒng)中最關鍵的部分，決定著線控轉向系統(tǒng)的控制效果，包括輸入處理電路、微處理器、輸出電路和電源電路等。對各類傳感器所采集的信號進行分析處理，然后向路感電機和轉向執(zhí)

行電機發(fā)出指令，對2個電機電壓或電流進行實時控制，以實現(xiàn)線控轉向功能。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試21（二）線控轉向系統(tǒng)的特點線控轉向系統(tǒng)與傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)的最大差別在于，轉向機與轉向器之間沒有了管柱，由控制器、信

號線與傳感器配合通過電信號的形式控制車輪的轉向操作。線控轉向系統(tǒng)性能特點主要有以下四點：理論上對汽車線控轉向系統(tǒng)角度和力傳遞特性的設計比傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)少更多約束，所以能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)

轉向系統(tǒng)所不具備的功能1.優(yōu)化轉向特性線控轉向系統(tǒng)沒有了傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)機械結構的限制，通過設計控制策略使轉向傳動比可以隨車速和隨方向盤轉角變化，轉向特性保持恒定。當車輛縱向速度較低或大幅度轉動方向盤時，通過減小轉向傳動比可更容易實現(xiàn)轉向操作，當車輛縱向速度較高且大幅度轉動方向盤時，通過增大轉向傳動比以使轉向操作更不易實現(xiàn)，真正做到“低速輕便，高速穩(wěn)定”。其次，在傳統(tǒng)的“人—車—路”閉環(huán)系統(tǒng)中，為了緩解駕駛員負擔，用控制器來實現(xiàn)駕駛員對車輛的操作，汽車轉向系統(tǒng)車輪轉角的響應速度和準確性從而可以大大提升。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試242.改善路感汽車在行駛過程中，將整車的運動狀態(tài)、輪胎形變情況及路面信息從路面通過轉向系統(tǒng)傳遞給駕駛員的轉向阻力感受被稱為路感。路感信息一般根據(jù)當前整車和輪胎狀態(tài)信息，通過傳感器測量齒條力矩、參數(shù)擬合、車輛動力學模型估算等方法估計計算出反饋力矩，由路感模擬控制器對路感模擬電機進行控制傳遞給駕駛員。由于轉向機與轉向器之間沒有了管柱，因此可以過濾掉路面嘈雜信息，減輕駕駛員負擔。3.提高汽車主動安全性及操縱穩(wěn)定性當汽車在轉向行駛遇到外部干擾及路況突變時，容易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，線控轉向系統(tǒng)傳感器檢測系統(tǒng)相關參數(shù)并反饋給執(zhí)行控制控制器，對車輛運動狀態(tài)進行判別是否處于非穩(wěn)狀態(tài)或臨近非穩(wěn)狀態(tài)，根據(jù)已經設計好的控制策略通過轉向電機對車輪疊加轉角，使汽車主動轉向恢復到穩(wěn)定行駛狀態(tài)，從而提高汽車主動安全性及穩(wěn)定性。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試254.有利于底盤集成控制由于線控轉向系統(tǒng)的轉向機到轉向器之間沒有了管柱，駕駛室內腿部空間大大增加，使得乘員乘坐更加舒適，同時，較少的機械部件減小發(fā)生碰撞時對駕乘人員的危險系數(shù)，有利于車輛的被動安全。線控轉向系統(tǒng)采用模塊化設計，提高系統(tǒng)硬件的通用性，只需配好軟硬件間的接口，針對車型修改軟件參數(shù)，大大降低車型研發(fā)時間和研發(fā)成本。汽車電子化愈發(fā)成熟，線控制動、線控油門、線控懸架等線控底盤技術越來越多的實現(xiàn)量產，并且大多采用電控技術，底盤電控系統(tǒng)的大規(guī)模應用，使底盤系統(tǒng)集成控制成為可能。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務10線控轉向系統(tǒng)的工作原理項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試26（一）線控轉向系統(tǒng)的性能測試1.線控轉向控制系統(tǒng)總體要求轉向系統(tǒng)是一個一級安全系統(tǒng)，對于駕駛員的操作不允許有任何錯誤的執(zhí)行，同時在行駛過程中轉向系統(tǒng)也要給駕駛員一個正確的信息反饋。在電控轉向系統(tǒng)中，增加了轉向執(zhí)行電動機，來提供轉向的動力源，驅動轉向車輪按照駕駛員意圖運動，使駕駛員可以輕松完成轉向動作；相應地，作為控制依據(jù)，在轉向系統(tǒng)中還需要增加各種傳感器，在轉向盤模塊中，增加了轉向盤轉角傳感器、轉矩傳感器，用于檢測轉向盤的轉角和轉矩。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務11線控轉向系統(tǒng)的性能測試項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試6（一）線控轉向系統(tǒng)的性能測試2.原地快速轉向性能測試原地快速轉向性能測試，主要是為了考察線控轉向系統(tǒng)完成原地轉向的靈敏度和精確度，為了測試線控轉向系統(tǒng)在需要急速轉動轉向盤的時候，所需轉向盤轉角和力矩大小，同時也考察線控轉向系統(tǒng)在自動泊車時轉向盤轉角的吻合度和輕便性。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務11線控轉向系統(tǒng)的性能測試項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試7（一）線控轉向系統(tǒng)的性能測試3.穩(wěn)態(tài)轉向特性測試汽車的穩(wěn)態(tài)轉向特性分為3種類型：不足轉向、

中性轉向和過度轉向。操縱穩(wěn)定性良好的汽車應具有適度的不足轉向特性。一般汽車不應具有過度轉向特性，也不應具有中性轉向特性，因為中性轉向汽車在使用條件變動時，

有可能轉變?yōu)檫^度轉向特性。常用定轉向盤轉角連續(xù)加速法、定轉彎半徑法來進行穩(wěn)態(tài)轉向特性測試。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務11線控轉向系統(tǒng)的性能測試項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試8（一）線控轉向系統(tǒng)的性能測試4.轉向盤轉角階躍性能測試轉向盤轉角階躍性能測試是為了檢測轉向系統(tǒng)瞬間響應特性。應依據(jù)《汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法》（GB/T6323-2014）進行轉向瞬態(tài)響應試驗（轉向盤轉角階躍輸入），于2014年2月19日發(fā)布，

6月1日起正

式實施。項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務11線控轉向系統(tǒng)的性能測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試9與EPS-ECU之間的通信波特率為500kbit/t

，報文采用Motorola格式，

幀格式為標準幀。因此，我們通過兩個方面開展報文分析：（1）分析VCU向EPS-ECU發(fā)送CAN報文協(xié)議（VCU發(fā)送給EPS-ECU的

指令）；（2）分析EPS-ECU向VCU發(fā)送CAN報文協(xié)議（

EPS-ECU發(fā)送給VCU

的反饋）。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務12線控轉向系統(tǒng)的調試項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試6CAN報文編碼格式包括兩種：

Intel格式和Motorola格式。Intel格式：起始地址為最低位，最后地址為最高位。（小端）Motorola格式：起始地址為最高位，最后地址為最低位。（大端）【Intel格式】【Motorola格式】

最低位

數(shù)值最高位數(shù)值02新知講解最高位

數(shù)值0x安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務12線控轉向系統(tǒng)的調試項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試最低位

數(shù)值70x字節(jié)定義格式Byte0bit01-工作0-停止bit0=1

，

ECU進入工作模式bit0=0

，

ECU進入停止模式bit1預留bit1=0（默認）bit21-設置當前位置為中位

0-該命令失效bit2=1

，ECU標定當前位置為角度中點，即0角度（bit2生效的前提是bit0=0，即Byte0=0x04）

；當bit2=0時，該命令失效bit3預留bit3=0（默認）bit4～bit7預留bit4～bit7=0（默認）Byte1低字節(jié)設置轉向盤旋轉的角度角度旋轉到當前數(shù)值對應的角度（轉向盤旋轉角度的范圍為-720°~+720°),逆時針旋轉為正

，順時針為負

，

0°對應中點位置Byte2高字節(jié)Byte3～Byte7預留默認均為0x00表1VCU向EPS-ECU發(fā)送CAN報文協(xié)議（ID：0x314，周期：

100ms）02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有學習任務12線控轉向系統(tǒng)的調試項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試8學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車，自動駕駛功能不能起作用，智能儀表提示轉向系統(tǒng)有故障，因此需要返廠維修。小明是該企業(yè)維修崗位的檢測工程師，需要對該轉向系統(tǒng)進行測試和維修。如果你是小明，你會如何處理這個故障呢？你的思路和步驟是什么？帶著這樣的問題，我們一起進入今天的學習。01任務導入安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試5學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理（一）典型車型線控轉向系統(tǒng)工作原理1.典型車型線控轉向系統(tǒng)的結構組成本課程采用北京中汽恒泰教育科技有限公司設計的線控轉向系統(tǒng)臺架設備，該智能網(wǎng)聯(lián)車輛上采用的為完全線控轉向系統(tǒng)，其主要由傳感器、轉向機構、控制單元組成。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試6（1）轉角傳感器轉向系統(tǒng)的轉角傳感

器通常采用非接觸電感式

位置傳感器CIPOS（contactless

inductive

positionsensors），即

霍爾效應式傳感器，如下

圖所示為其結構組成。學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試702新知講解學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理2）工作原理如圖所示，當轉子轉動

時，就改變了勵磁線圈與接

收線圈之間的磁場強度，從

而改變接收線圈輸出的電壓

高低，這個輸出電壓隨轉子

位置（磁場強度）而變化。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試外邊沿是激勵線圈（8圈）底盤線控系統(tǒng)裝調與測試輪輻位置是接收線圈。1002新知講解學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理3）工作過程如圖所示，在PCB上

安裝有一個勵磁線圈和3個接收線圈，

3個接收線圈的

角度差值為量程的1/3（即

20°)，這些線圈與ASIC相連接。勵磁線圈是LC振蕩器的一部分，并產生一個同心磁場，這個磁場在轉子中產生一股電流。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試1202新知講解學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理4）線路結構當驅動電機驅動轉向機傳動機

構運轉時，輸出軸信號盤隨轉向軸

轉動，從而改變勵磁線圈與感應線

圈之間的磁場強度，使接收線圈輸

出相應的信號電壓，通過IC芯片處

理，輸出PWM-P信號。同時，多

圈測量齒輪組跟隨旋轉，從而輸出

PWM-S信號?？刂茊卧鶕?jù)這兩

組信號計算當前轉向機轉動的轉角、

方向以及速度，其轉向角度測量范

圍為±740°。輸出電壓安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試13學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理（2）轉向機構轉向機構主要由轉向電動機、減速機構、轉向

機和傳感器四個主要部分組成。1）電動機線控轉向系統(tǒng)的動力源來自永磁式直流電動機，如圖所示，其功能是根據(jù)ECU的指令產生相應的輸出轉矩。電動機是影響轉向系統(tǒng)性能的主要因素之

一

，要求低速轉矩大、波動小、慣量小、尺寸小、質量輕，可靠性高、控制性能好，并且正反轉可控。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試14①結構組成其結構如圖所示，主要由磁極、碳刷、轉子（帶換向器）組成。直流電源的電能

通過電刷和換向器進入電樞繞組，產生電

樞電流，電樞電流產生的磁場與主磁場相

互作用產生電磁轉矩，使電機帶動負載旋

轉。電動機在控制時，改變電機上的兩個

電源線方向（

+、

-），電機的轉動方向將

改變，隨之，車輛的轉動方向也改變。02新知講解學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試15學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理②工作原理如圖所示為電動機工作過程。由左手定則可知圖（a）中ab受力向上，

cd受力向下，在這兩個力的

作用下，線圈順時針轉動；線圈轉了90°

,如圖（b），此時換向器與碳刷沒有接觸，線圈不受力，

由于慣性線圈繼續(xù)轉動；線圈轉過90°后，如圖（c），換向器換向，線圈上電流發(fā)生變化，ab受力向下，

cd受力向上，線圈順時針繼續(xù)轉動；線圈轉

了270°

,如圖（d），此時換向器又沒與碳刷接觸，

線圈不受力。02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試16智能網(wǎng)聯(lián)汽車利

用外部環(huán)境感知系統(tǒng)傳感器，經智能網(wǎng)聯(lián)汽車計算平臺運算，通過整車控制VCU

，向線控驅動系統(tǒng)發(fā)出控制指令，來完成車輛的方向（左轉、右轉、直行）控制功能，

其系統(tǒng)控制結構如圖所示。學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理2.典型車型線控轉向系統(tǒng)的工作原理02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試24（二）典型車型線控轉向系統(tǒng)的控制過程1.線控轉向系統(tǒng)的控制內容線控底盤中線控轉向系統(tǒng)在工作時分為兩種，一種為自動轉向控制，一種為駕駛員干預轉向控制。（1）自動轉向控制線控轉向系統(tǒng)收到智能網(wǎng)聯(lián)汽車計算平臺通過VCU發(fā)送的期望轉角信息，綜合車輛方向盤轉角傳感器、輪速傳感器、縱向及側向加速度傳感器、橫擺角傳感器等數(shù)據(jù)，控制轉向電機的方向和電流，同時檢測方向盤的轉動方向、速度和電流等來調整最終的轉向角度，保證車輛的安全性、穩(wěn)定性及舒適性。學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理03任務探究安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試25（二）典型車型線控轉向系統(tǒng)的控制過程1.線控轉向系統(tǒng)的控制內容（2）駕駛員干預控制駕駛員干預轉向控制流程，線控轉向系統(tǒng)檢測到轉矩傳感器信息，通過車速信息、方向盤轉角信息、電機電流信息控制轉向機完成轉向控制、阻尼控制、回正控制功能，保證車輛的安全性、穩(wěn)定性及舒適性。學習任務13線控轉向系統(tǒng)典型車型控制原理03任務探究安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試26學習任務14線控轉向系統(tǒng)典型車型故障診斷檢修（一）典型車型線控轉向系統(tǒng)的電路分析轉角傳感器

扭矩傳感器

轉向電機CAN02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試6電源CAN02新知講解1.電源線路+30電源為線控轉向系統(tǒng)提供

工作電源，同時也為模塊提供功率電源，此電源保證模塊正常工作，即通信、控制（電動機）

、傳感器電源供給及數(shù)據(jù)采集。線控轉向系

統(tǒng)控制模塊電源電路主要由接地、?；痣娫?、主繼電器電源線路組成，

如圖所示。學習任務14線控轉向系統(tǒng)典型車型故障診斷檢修安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試802新知講解學習任務14線控轉向系統(tǒng)典型車型故障診斷檢修2.CAN通信線路在整車的網(wǎng)絡管理中，整車控制器VCU是信息控制的中心，負責

數(shù)據(jù)信息的解析和運算、組織與傳

輸、網(wǎng)絡狀態(tài)的監(jiān)控與管理、信息

優(yōu)先權的動態(tài)分配等功能，其通信

方式主要為CAN總線，如圖所示為數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)圖。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試9學習任務14線控轉向系統(tǒng)典型車型故障診斷檢修02新知講解3.轉向角傳感器如圖所示，轉角傳感器由5V供

電，

內部ASIC集成信號解析線路，將編碼盤的位置信息解析為角度信息，通過PWM-S和過PWM-P線路輸出至線控轉向系統(tǒng)。轉向系統(tǒng)接收到此消息后，計算當前轉向機角度、方向以及轉向的速度。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試104.轉矩傳感器如圖所示為轉矩傳感器電路原理圖，從中可以看出，轉矩傳感器是由兩個傳感器組成，共用的供電電源、接地。信號1的信號電壓范圍由0.73-4.49V之間變化，信號2電壓范圍在0.35-2.25V之間變化。學習任務14線控轉向系統(tǒng)典型車型故障診斷檢修02新知講解安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉向系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試11感謝您的學習The

End安徽機電職業(yè)技術學院

底盤線控系統(tǒng)裝調與測試課程組安徽機電職業(yè)技術學院李琤課堂團隊版權所有【特別說明】本課程中的部分內容來源于國內外書籍、研究論文、網(wǎng)絡資源等，并對其進行適當改變，僅供學習交流，不做其他用途項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有（一）線控驅動系統(tǒng)的功能線控驅動系統(tǒng)（DriveByWire

，

DBW），是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)的必要關鍵技術，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)自主行駛提供了良好的硬件基礎，也稱為線控節(jié)氣門或者電控節(jié)氣門（ThrottlebyWire）

。發(fā)動機通過線束代替拉索或者拉桿，在節(jié)氣門側安裝驅動電動機帶動節(jié)氣門改變開度，根據(jù)汽車的各種行駛信息，精確調節(jié)進入氣缸的油氣混合物，改善發(fā)動機的燃燒狀況，大大提高汽車的動力性和經濟性；而且，線控驅動系統(tǒng)可以使汽車更為便捷的實現(xiàn)定速巡航、自適應巡航等功能。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類電子節(jié)氣門02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試8（二）線控驅動系統(tǒng)的分類1.傳統(tǒng)內燃機汽車的線控節(jié)氣門對于傳統(tǒng)內燃機汽車，加速踏板與節(jié)氣門之間通過電信號進行控制來取代原來的機械傳動，這種形式被稱為線控節(jié)氣門（Throttle-By-Wire，

DBW），

目前，市面上99%以

上的車型都配線控油門系統(tǒng)。線控節(jié)氣門主要由①線控油門、②線控換檔、③節(jié)氣門驅動電機、④電控單元ECU等

構成，如圖所示。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試10（1）線控油門線控油門是通過踏板位置傳感器采集踏板的位置信息

，將信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)油門深度計算好動力需求，再以此計算出需要的進氣量和噴油量或電機的轉矩，然后控制節(jié)氣門打開和噴油嘴噴油或轉矩，控制車輛的行駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的線控油門系統(tǒng)由油門踏板、踏板位置傳感器、控制器ECU、電子節(jié)氣門構成，如圖所示。線控油門

實際上就是節(jié)氣門開度由電機控制，駕駛員的加速意圖將通過油門踏板的位置傳感器，傳給發(fā)動機或驅動電機控制器，同時電子節(jié)氣門開度傳感器將檢測出的開度信號反饋給ECU，

實現(xiàn)電子節(jié)氣門開度的閉環(huán)控制。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類線控油門結構02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試11總結線控油門的特征

，主要包括：①響應速度快：線控油門系統(tǒng)通過電子信號控制油門開度

，可以實現(xiàn)更快的響應速度

，提高

了車輛的加速性能和操控性。②精準控制：線控油門系統(tǒng)可以實現(xiàn)更加精準的油門控制

，提高了車輛的經濟性。③安全可靠：線控油門系統(tǒng)可以避免傳統(tǒng)油門系統(tǒng)中機械部件的故障和磨損

，提高了系統(tǒng)的

可靠性和安全性。④智能化：線控油門系統(tǒng)可以與車輛的其他電子系統(tǒng)集成

，實現(xiàn)更加智能化的控制和管理，

例如自適應巡航控制、

自動泊車等功能。⑤可編程性：線控油門系統(tǒng)可以通過編程實現(xiàn)不同的油門控制策略

，適應不同的駕駛模式和

路況

，提高了車輛的適應性和靈活性。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試12（2）線控換擋線控換檔系統(tǒng)是一種電子換檔系統(tǒng)，它通過電子信號控制換檔器的操作，而不是傳統(tǒng)的機械換檔機構。線控換檔系統(tǒng)主要由換檔桿、傳感器、控制器、執(zhí)行器、變速箱組成。換檔桿通常位于駕駛員座位旁邊，用于選擇不同的檔位；傳感器用于檢測換檔桿的位置和操作，并將這些信息轉換為電子信號；控制器是線控換檔系統(tǒng)的核心部分，它接收傳感器發(fā)送的信號，并根據(jù)預先設定的程序和算法來控制變速箱的換檔操作；執(zhí)行器是用于控制變速箱換檔的機械裝置，它接收控制器發(fā)送的電子信號，并將其轉換為機械動作，從而實現(xiàn)換檔操作；變速箱是線控換檔系統(tǒng)的最終執(zhí)行部分，它根據(jù)執(zhí)行器的動作來完成換檔操作。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試13目前，市場上主要的線控換檔操縱機構形式有4種：旋鈕式、按鍵式、懷擋

式、檔桿式，如圖所示。旋鈕換檔的代表車型有：捷豹、路虎極光、蒙迪歐、北汽EV200等；按鍵換檔的代表車型有林肯MKZ、本田冠道，

阿斯頓馬丁等；懷擋換檔代表車型有：奔馳E級、奔馳C級、寶馬E56等；檔桿換檔代表車型有：

大眾邁騰、寶馬5系、奧迪A4/A6等。旋鈕換擋安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試14懷擋式檔桿式按鍵式駕駛人通過操作換檔桿，傳感器將換檔信號傳遞給換檔控制器，控制器處

理信號后將指令發(fā)送給執(zhí)行器，執(zhí)行器轉換為機械動作操縱變速箱完成前進檔、

空擋、倒車擋、駐車檔的切換。智能網(wǎng)聯(lián)汽車換檔是接受智能駕駛控制器的指

令，實現(xiàn)檔位的切換。優(yōu)點主要是能使換檔更加平穩(wěn)、快速，減少換檔時的沖

擊和噪音；可以實現(xiàn)更加智能化的換檔控制，例如自動換檔、自適應換檔等；可以提高車輛的燃油經濟性和排放性能；可以減少機械部件的磨損和故障，提高系統(tǒng)的可靠性和耐久性。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試15總結線控換檔的特征

，主要包括：①更輕便：線控換檔系統(tǒng)不需要機械連接，

因此它比傳統(tǒng)的換檔桿更輕便

，更容易操作。②更靈活：線控換檔系統(tǒng)可以根據(jù)駕駛員的需求進行定制

，例如可以設置不同的換檔模式，

以適應不同的駕駛條件。③更安全：線控換檔系統(tǒng)可以避免駕駛員在換檔時的誤操作

，從而提高了駕駛的安全性。④更高效：線控換檔系統(tǒng)可以更快地進行換檔操作

，從而提高了車輛的加速性能和燃油經濟

性。⑤更智能：線控換檔系統(tǒng)可以與車輛的其他系統(tǒng)進行集成

，例如與發(fā)動機控制系統(tǒng)、制動系

統(tǒng)等進行協(xié)調

，從而提高了車輛的整體性能。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試16（3）節(jié)氣門驅動電機節(jié)氣門驅動電機一般為步進電機或直流電機

，兩者的控制方式也有所不同。驅動步進電機

的控制單元通過發(fā)出的

脈沖個數(shù)、頻率與方向控制電平對步進電機進行控制。電平的高低控制

步進電機轉動的方向

，脈沖個數(shù)控制電機轉動的角度，

即發(fā)出一個脈沖信號

，步進電機就轉動

一個步進角

，脈沖頻率控制電機轉速

，轉速與脈沖頻率成正比。

因此

，通過對上述三個參數(shù)的調節(jié)可以實現(xiàn)電機精確定位與調速?？刂浦绷麟姍C采用脈沖寬度調制（PWM）技術

，其特點有頻率高、效率高、功率密度高與

可靠性高?？刂茊卧ㄟ^調節(jié)脈寬調制信號的占空比

，來控制直流電機的速度。安徽機電職業(yè)技術學院李琤課程團隊版權所有學習任務15線控驅動系統(tǒng)的功能與分類【注意】

占空比是脈沖處于較高電壓的時間占整個脈沖周期的百分比。02新知講解項目三智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控驅動系統(tǒng)裝調與測試底盤線控系統(tǒng)裝調與測試17（4）

電控單元ECU控制單元是整個系統(tǒng)的核心，

由信息處理模塊和電機驅