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        汽車線控制動技術(shù)及發(fā)展趨勢探析

        2021-05-07 02:51:40張軍和
        時代汽車 2021年7期
        關(guān)鍵詞:制動系統(tǒng)汽車

        張軍和

        摘 要:未來的汽車產(chǎn)業(yè),一定是向著智能化的方向發(fā)展的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升,自動控制理論、電子控制技術(shù)等也逐步成熟,被廣泛地運用在汽車行業(yè)中,線控制動技術(shù)也屬于其中一種。鑒于此,本文主要從線控制動技術(shù)的概念、特征等角度著手,分析并闡述了線控制動中具有的關(guān)鍵性技術(shù)、以及在實際中的有效運用,最后,結(jié)合此技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,對其未來發(fā)展的形勢進(jìn)行了探析,進(jìn)而對此領(lǐng)域的開發(fā)提出對應(yīng)建議。

        關(guān)鍵詞:汽車 線控技術(shù) 制動系統(tǒng)

        隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,在現(xiàn)階段汽車產(chǎn)業(yè)里,電子技術(shù)、自動控制技術(shù)等得到了廣泛運用,而汽車線控制動技術(shù)也逐步受到了關(guān)注,有更多的科研人員對其深入探究。通常,汽車的制動系統(tǒng),會直接與汽車行駛過程的安全有所聯(lián)系,隨著如今道路的建設(shè)發(fā)展,車流量增多,為了保障行駛安全,制動的控制變得尤為關(guān)鍵[1]。并且據(jù)有關(guān)報道,許多研究人員認(rèn)為,線控制動技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都會成為未來汽車發(fā)展的主要趨勢。

        1 汽車線控制動技術(shù)的有關(guān)概述

        1.1 關(guān)于汽車線控制動技術(shù)的含義

        汽車線控制動技術(shù),作為一種新型的技術(shù),能夠?qū)Ⅰ{駛?cè)藛T的操作轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,并通過傳感器、電纜等設(shè)施,將信號直接傳送給執(zhí)行結(jié)構(gòu),最終實施操作,以上,就是汽車線控制動技術(shù)的整個系統(tǒng)架構(gòu)。在現(xiàn)階段,發(fā)展比較穩(wěn)定的線控制動技術(shù)中,主要包括了線控油門系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等多種。在以上技術(shù)中,線性油門的控制的使用,相對而言更多[2]。通常情況下,采用了線控轉(zhuǎn)向技術(shù),往往是運用在一些高級轎跑車、或是展示出的概念車中,而采用了線控制動系統(tǒng),則多用于實施工業(yè)操作的車輛中??傊?,汽車線控制動技術(shù)的產(chǎn)生,對自動駕駛技術(shù)的提升有著顯著推動,可以預(yù)估,在汽車行業(yè)的未來發(fā)展中,會有越來越多的線控制動技術(shù)被廣泛運用。

        1.2 汽車線控制動技術(shù)的工作原理

        汽車線控制動技術(shù)的誕生,讓人們?nèi)∠艘酝鶄鹘y(tǒng)的機械裝置來操作的形式,進(jìn)而由電信號等進(jìn)行取代,實施更高效的控制。在傳統(tǒng)的汽車操縱方式上,駕駛員的所有操作(如踩踏油門、換擋等),都是通過機械裝置來完成的,而線控制動技術(shù)則不同,它將所有的動作進(jìn)行信號轉(zhuǎn)變,將其轉(zhuǎn)化為電信號,通過電線所發(fā)出的指令,進(jìn)而實施汽車的操作。其本質(zhì)就是:不再應(yīng)用機械系統(tǒng)來完成操作,而是采用電信號,實施對執(zhí)行機構(gòu)的控制[3]。汽車線控制動技術(shù),主要由檢測的反饋系統(tǒng)、信號的處理單元、執(zhí)行器等多項結(jié)構(gòu)組成,所有環(huán)節(jié)相關(guān)聯(lián)系,相關(guān)作用,根據(jù)其本身獨立的功能工作,以推動系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運行。例如在檢測反饋系統(tǒng)中,是將各種傳感器中檢測的信號進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換,顯示出反饋的信號。所有構(gòu)成,都讓汽車線控制動技術(shù)得以充分發(fā)揮,也保障了行駛安全。

        1.3 關(guān)于汽車線控制動技術(shù)的優(yōu)勢和隱患

        汽車線控制動技術(shù)的發(fā)展,是近年來各大高校、科研機構(gòu)所取得的重要成就,此技術(shù)本身,就具備獨特的特征與優(yōu)點,主要是體現(xiàn)在以下幾個方面:①該技術(shù)能夠降低對駕駛?cè)藛T精力的消耗,在提高其駕駛舒適度的同時,增加了安全性。②此項技術(shù)能夠為汽車行業(yè)的發(fā)展帶來新的方向,提供了更廣闊的設(shè)計空間,不僅能夠促使設(shè)計方向更加個性化,還能提升性能,吸引更多的顧客。③此項技術(shù)能夠大量減少維護(hù)所消耗的費用,也減少了維護(hù)所用的設(shè)施。但在現(xiàn)階段,電子設(shè)備還具有一定的安全隱患,比如當(dāng)電路失效后,很有可能導(dǎo)致油門的控制失靈、或是無法安全制動等,因此,今后的發(fā)展和研究要重點關(guān)注其安全性能,從而更好地提升車輛行駛的可靠性。

        2 汽車線控制動中存在的關(guān)鍵性技術(shù)

        制動系統(tǒng)的發(fā)展方向是:要去排除掉液壓系統(tǒng),并且不存在相關(guān)后備系統(tǒng)。在此情況下,所以針對汽車的線控制動中,就對整體系統(tǒng)的要求更為嚴(yán)格,必須是滿足相關(guān)容錯需求,另外還要具備與原本差異不大的系統(tǒng),但其具備更優(yōu)良的使用壽命,且耗費成本更低。以下,是對其中存在的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行總結(jié):

        首先,是執(zhí)行器能量需求:傳統(tǒng)的鼓式制動的功率要求是100W,而盤式制動則需要1000W[4]。如果車輛電氣系統(tǒng)的整體電壓維持在12伏特,是很難保障能夠滿足其運作需求的。因此,執(zhí)行器對于能量的需求非常關(guān)鍵。應(yīng)該為其建立起足夠電壓的系統(tǒng)(一般是保持在42伏特),同時還需要應(yīng)對高壓所隱藏的安全隱患。

        其次,是容錯的要求:當(dāng)取消了液壓元件系統(tǒng)后,就不存在對應(yīng)的后備執(zhí)行系統(tǒng)。雖然在現(xiàn)階段,可通過其他技術(shù)來提升整體系統(tǒng)的安全性,但還是需要保留一個基本的后備系統(tǒng),若在電子控制單元中,發(fā)生故障時,便能及時開始啟動,而關(guān)于容錯的要求則是:容錯的情況會根據(jù)場合的改變而變化,且在控制器等中存在備份。

        再次,是關(guān)于執(zhí)行器的要求:首先,需要具備良好的高溫性能,能夠承受住執(zhí)行器周邊的較高溫度,其次,需要開發(fā)一些質(zhì)量輕且價格實惠的制動器,且尺寸滿足車輛設(shè)計的需求。

        最后,是關(guān)于抗干擾的處理:往往在車輛的行駛途中,會接收到來自不同種類的干擾信息。最常見的是“對稱式”、“非對稱式”兩種,兩者各有各的優(yōu)勢。除此之外,線控制動系統(tǒng)的軟件和硬件要進(jìn)一步改完,從而滿足不同車輛的有效需求。只有進(jìn)行全面化考慮,才能創(chuàng)建其科學(xué)化的總線系統(tǒng),進(jìn)而獲取良好的控制系統(tǒng)。

        3 汽車線控制動技術(shù)的有效運用

        關(guān)于汽車線控制動技術(shù)的有效運用,主要從線性制動系統(tǒng)等三個不同的方面進(jìn)行闡述分析:

        3.1 線性制動系統(tǒng)

        汽車的線控制動系統(tǒng)涵蓋面廣,主要包括了控制裝置、傳動裝置等多項構(gòu)成,通過全面控制有關(guān)的制動系統(tǒng),并聯(lián)合先進(jìn)的制動器。就能夠在不同的制動器中,單獨進(jìn)行控制,完成獨立操作。而制動踏板和制動器之間沒有采用機械進(jìn)行連接,而是用電線關(guān)聯(lián),通過電線將兩者間的能量、信號等進(jìn)行傳送,不僅提升了傳輸效率,還能提高汽車的整體性能,有效保障了駕駛過程中的安全。

        3.2 線控油門系統(tǒng)

        線控油門,主要是通過電子將油門實施控制。在傳統(tǒng)的油門控制中,是通過機械的踩踏方式,然后用油門拉桿的開合度將其進(jìn)行控制,從其程度進(jìn)行加速或是減速,采用了線控油門系統(tǒng)后,雖然在行駛中,依然是通過踩踏油門的操作來實現(xiàn)控制,但不同的是,拉桿并不會與油門相連,而是將信息傳輸?shù)接烷T踏板旁邊中對應(yīng)的傳感器中,然后將信號處理后,由油門執(zhí)行器進(jìn)行操作,對油門的開合程度實施控制,整個過程不僅提升了安全性,也提升了駕駛?cè)藛T的舒適度。

        3.3 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

        和傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤、車輪等相連的機械結(jié)構(gòu)不同,線控轉(zhuǎn)向技術(shù),就是利用了電子元器件等,將駕駛員所發(fā)出的轉(zhuǎn)向指令轉(zhuǎn)換為電信號,進(jìn)而通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行控制,完成轉(zhuǎn)向輪的操作。在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,主要包括了車速傳感器、電子控制單元等構(gòu)成,其中,車速傳感器就是用于監(jiān)測出行駛的速度情況,而電子控制器則是對車速、轉(zhuǎn)角等多種信息進(jìn)行綜合,隨后向電動機發(fā)送出轉(zhuǎn)向的信號,從而完成轉(zhuǎn)向動作。除此之外,此系統(tǒng)還可以通過模擬轉(zhuǎn)向盤的反饋力矩,讓駕駛?cè)藛T能夠得出比較適宜的路況信息,并且還能對駕駛員的操作進(jìn)行識別,當(dāng)駕駛員操作有誤,或是車輛處于非穩(wěn)定的行駛狀況中,會發(fā)出對應(yīng)的控制信號,使轉(zhuǎn)向輪進(jìn)行控制,使汽車維持在穩(wěn)定中,保障了行駛安全。

        4 汽車線控制動技術(shù)的發(fā)展與展望

        綜上所述,汽車線控制動技術(shù)是一項新型的制動理念,它的運用和發(fā)展,能夠大幅度地提升汽車在制動上的安全性,給汽車產(chǎn)業(yè)帶來了新的發(fā)展方向。它在國外的發(fā)展較早:早在2002年9月時,在巴黎舉辦了一項車輛展覽。其中,曾推行除了一款“Hy-wire”(即:通過氫燃料進(jìn)行驅(qū)動,進(jìn)而實施線控)的線控燃料電池車,此項發(fā)明并被《時代周刊》給予了較高評價。隨后,在日本豐田的紐約國際車展上,同樣展示了一款類似車。在此之后,奔馳公司所推出的SL500等車型,就最先采用了線控制動技術(shù)。而從國內(nèi)發(fā)展的情況分析,其研究步伐相對而言較晚,從各大高校(包括吉林大學(xué)等)、及相關(guān)的科研機構(gòu)開始了解并探析后,此項技術(shù)才逐步成為汽車產(chǎn)業(yè)中的重要課題。而在現(xiàn)階段中,現(xiàn)代汽車制動控制技術(shù),也正朝著線控制動的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變,此項技術(shù)也開始逐漸占據(jù)了重要地位,取代傳統(tǒng)的方式[5]。同時,隨著汽車其它相關(guān)的科技不斷更新和發(fā)展,會導(dǎo)致電子元器件的成本不斷降低,另外,隨著線控制動的技術(shù)不斷更新,并不斷結(jié)合其他的新型技術(shù),必定會給汽車行業(yè)帶來全新的變革,更好地滿足了未來人們活動的需求,也推動了汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步變革和發(fā)展。

        5 結(jié)語

        隨著線控制動技術(shù)的應(yīng)用,讓人們逐漸摒棄了傳統(tǒng)的機械和液壓傳動裝置,開始用電子線路、電子元器件等進(jìn)行代替,提升了汽車的性能,使其具有傳統(tǒng)汽車無法相比的優(yōu)勢,不僅整體充滿智能化,還改善了汽車的動力性能,乘坐時亦提升了舒適度。目前,線控制動技術(shù)的發(fā)展還處于不斷完善的階段,一些關(guān)鍵性的技術(shù)中存在的局限還有待突破,但線控制動技術(shù),實現(xiàn)了汽車制動中的高精度電子控制,具有重要的現(xiàn)實意義,也必定會帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陶喆,基于新能源汽車的線控制動Nbooster關(guān)鍵技術(shù)突破.上海市,上海拿森汽車電子有限公司,2020-05-15.

        [2]張海山,伍星星,楊昭輝.汽車線控制動技術(shù)研究[J].汽車實用技術(shù),2019(23):52-54.

        [3]羅錦鋒.基于汽車智能化的高新技術(shù)研究[J].汽車實用技術(shù),2019(17):163-165.

        [4]王洪濤,王芳,葉忠杰.汽車線控制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究分析[J].現(xiàn)代信息科技,2019,3(09):155-157.

        [5]董雪梅.汽車線控制動技術(shù)的研究與分析[J].汽車實用技術(shù),2019(05):123-125.

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