線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理課件

2.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理線控技術(shù)源于飛機(jī)控制系統(tǒng)，飛機(jī)的新型控制系統(tǒng)是一種線控系統(tǒng)，它將飛機(jī)駕駛員的操作命令轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，利用計(jì)算機(jī)控制飛機(jī)飛行，這種控制方式引入到汽車駕駛上，就是將駕駛員的操作動(dòng)作經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。線控轉(zhuǎn)向是自動(dòng)駕駛汽車實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤與避障避險(xiǎn)必要的關(guān)鍵技術(shù)，其性能直接影響主動(dòng)安全與駕乘體驗(yàn)。下面我們從線控轉(zhuǎn)向技術(shù)定義、組成和工作原理兩個(gè)方面來學(xué)習(xí)。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)由電信號(hào)控制，并向電機(jī)發(fā)送電信號(hào)指令，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。它消除了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中方向盤與轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的機(jī)械連接，使其與其他系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)，對(duì)提高汽車的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性、駕駛舒適性和主動(dòng)安全性具有重要意義。1.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理2.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本構(gòu)成線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向盤模塊、前輪轉(zhuǎn)向模塊、主控制器（ECU）三個(gè)主要部分以及自動(dòng)防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成。圖

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理1）前輪轉(zhuǎn)向模塊前輪轉(zhuǎn)向模塊包括前輪位移傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)、電機(jī)控制器和前輪轉(zhuǎn)向組件等。其功能是將測(cè)得的前輪轉(zhuǎn)角信號(hào)反饋給主控制器，并接受主控制器的命令，控制轉(zhuǎn)向盤完成所要求的前輪轉(zhuǎn)角，人工駕駛模式時(shí)，實(shí)現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。主控制器對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判別汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，向轉(zhuǎn)向盤路感電機(jī)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)發(fā)送命令，控制兩個(gè)電機(jī)協(xié)調(diào)工作。人工駕駛模式時(shí)，主控制器還可以對(duì)駕駛員的操作指令進(jìn)行識(shí)別，判定在當(dāng)前狀態(tài)下駕駛員的轉(zhuǎn)向操作是否合理。當(dāng)汽車處于非穩(wěn)定狀態(tài)或駕駛員發(fā)出錯(cuò)誤指令時(shí)，前輪線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)定控制或?qū)Ⅰ{駛員錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)向操作屏蔽，以合理的方式自動(dòng)駕駛車輛，使汽車盡快恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。2）主控制器線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理3）轉(zhuǎn)向盤模塊轉(zhuǎn)向盤模塊包括轉(zhuǎn)向盤組件、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向盤路感電機(jī)。人工駕駛模式時(shí)，其主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖（通過測(cè)量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳遞給主控制器，同時(shí)主控制器向轉(zhuǎn)向盤路感電機(jī)發(fā)送控制信號(hào)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向盤的反饋力矩，以提供給駕駛員相應(yīng)的路感信息。自動(dòng)防故障系統(tǒng)是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要模塊，它包括一系列的監(jiān)控和實(shí)施算法，針對(duì)不同的故障形式和故障等級(jí)做出相應(yīng)的處理，以求最大限度的保持汽車的正常行駛。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)采用嚴(yán)密的故障檢測(cè)和處理邏輯，以最大程度地提高汽車安全性能。4）自動(dòng)防故障系統(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理5）電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)承擔(dān)著控制器、兩個(gè)執(zhí)行電機(jī)以及其他車用電器的供電任務(wù)，其中僅前輪轉(zhuǎn)角執(zhí)行電機(jī)的最大功率就有500W~800W，加上汽車上的其他電子設(shè)備，電源的負(fù)擔(dān)已經(jīng)相當(dāng)沉重。所以要保證電網(wǎng)在大負(fù)荷下穩(wěn)定工作，電源的性能就顯得十分重要。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理人工駕駛模式：當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器將測(cè)量到的駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸入到ECU，ECU控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)角度，通過機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向位置，使汽車沿著駕駛員所期望的軌跡行駛。同時(shí)汽車行駛的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等信息通過位移傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給ECU，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)路感電機(jī)，反饋給駕駛員一定的轉(zhuǎn)向盤力矩，來模擬路感。3.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理自動(dòng)駕駛模式：駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的人工駕駛操作，將變?yōu)橛?jì)算平臺(tái)向VCU發(fā)送轉(zhuǎn)向意圖的自動(dòng)駕駛操作，即計(jì)算平臺(tái)根據(jù)接收的環(huán)境感知傳感器的信號(hào)、預(yù)置的行駛軌跡等，判斷汽車的行駛方向，通過CAN總線發(fā)送給VCU，VCU經(jīng)計(jì)算再通過CA