汽車線控技術的應用及發展趨勢分析研究
(3)動力電源技術。在EHB系統中,由于制動力矩由液壓提供,所以良好設計的14V 電壓可以滿足要求;而在EMB系統中,由于制動力矩直接由電機提供,使得所需電源功率增大,而提高電壓是增大功率的好方法,所以傳統的14V系統不再能很好地滿足要求;在SBW系統中,ECU、2個冗余轉矩反饋電動機和2個冗余轉向電動機,其總功率大約在550~880W,所需電源能量相當大。如何提供足夠的電能保證系統的穩定運行成為解決問題的關鍵,42V電壓系統的研究和電動汽車的深入研究為此技術的解決提供了平臺,為線控技術的廣泛應用打下了基礎。
(4)容錯控制技術。為了滿足汽車可靠性與安全性要求,線控系統必須采用容錯控制技術,容錯控制設計方法有硬件冗余方法和解析冗余方法2 種。硬件冗余方法主要是通過對重要部件及易發生故障部件提供備份,以提高系統的容錯性能;解析冗余方法主要是通過設計控制器的軟件來提高整個系統的冗余度,從而改善系統的容錯性能。在SBW系統中,相對于ECU來說,傳感器和執行機構更易發生故障,一些傳感器和執行機構間存在著冗余,冗余是實現容錯控制的基礎,一旦某部件發生故障,利用冗余關系可用其他部件代替故障部件,以消除故障。相對傳感器和執行機構來說,ECU的可靠性較高,但一旦ECU出現故障時,后果更為嚴重,系統不能進行任何操作。基于容錯控制技術的SBW系統,在不影響系統控制功能的情況下,容錯控制技術提高了轉向系統的可靠性,保證了車輛的正常行駛及安全性。而可靠性和安全性是制約SBW系統應用的主要瓶頸之一。當SBW系統的可靠性和安全性能夠達到普通動力轉向系統水平時,其產業化也就指日可待了。
4 線控技術的發展
在輪式工業車輛上,線控制動系統特別是EHB,得到較為廣泛應用。工業車輛上采用線控制動系統解決了氣壓或氣頂液式制動系統制動滯后時間長、需另外增設氣動系統、體積大、重量及結構龐大、易造成排氣污染等 幾大缺點,從而保證車輛行駛的安全性。并且系統能提供柔性控制,形成多種形式多種用途的制動系統如遠程線控制動、防抱死以及牽引控制等,這些能夠改進工業車輛控制的系統得到廣泛應用。
混合線控制動系統是一種新型的制動系統,該系統由德爾福公司推出,主要用于乘用車、SUV和輕型汽車。這種系統將成為采用電子控制的電制動線控技術的重要基礎,它用后輪電動制動鉗來代替傳統后輪液壓制動鉗,并與電動駐車制動集成,而傳統的液壓制動鉗/真空助力器仍應用于前輪制動,其結構如圖3所示。
這種混合型制動系統能使車載的防抱制動系統、牽引力控制系統、車輛穩定控制系統更好發揮功能,提供更好的制動操縱感覺和更好的響應。而且該系統將為諸如電駐車制動、上坡行駛防滑、車輛起步助力、車輛下坡行駛提供新功能。這種新技術將簡化車輛的構件組成,并提供更大的內部空間布置的自由度。該系統的后輪電制動鉗與一臺直流電機和機械變速傳動裝置組成一體,外形尺寸只稍微大于傳統液壓制動鉗。用嵌入式微處理器控制“智能型”后輪電制動鉗,為后輪制動提供快速而平順的操作和“容錯控制”性能。
5 結語
由于線控系統的可靠性、容錯技術、生產成本、傳感器精度、蓄電池電壓和功率等因素的影響,線控系統目前還只能在小范圍內應用。但隨著電子產品成本的降低,底盤控制技術的逐步完善,汽車開發的節能、環保和安全要求的日益強烈和混合動力電動汽車、燃料電池電動汽車、純電動汽車等新型汽車的廣泛深入研究,線控技術在普通車輛上的應用將成為現實。
評論