汽車(chē)線(xiàn)控技術(shù)的應用及發(fā)展趨勢分析研究

方向盤(pán)模塊包括方向盤(pán)、方向盤(pán)轉角、力矩傳感器、方向盤(pán)回正力矩電機。方向盤(pán)模塊的主要功能是將駕駛員的轉向意圖（通過(guò)測量方向盤(pán)轉角）轉換成數字信號并傳遞給主控制器;同時(shí)接受ECU送來(lái)的力矩信號，產(chǎn)生方向盤(pán)回正力矩以提供給駕駛員相應的路感信號。轉向執行模塊包括前 輪轉角傳感器、轉向執行電機、轉向電機控制器和前輪轉向組件等。轉向執行模塊的功能是接受ECU的命令，控制轉向電機實(shí)現要求的前輪轉角，完成駕駛員的轉向意圖。ECU對采集的信號進(jìn)行分析處理，判別汽車(chē)的運動(dòng)狀態(tài)，向方向盤(pán)回正力電機和轉向電機發(fā)送命令，控制兩個(gè)電機的工作。自動(dòng)防故障系統是線(xiàn)控轉向系的重要模塊，它包括一系列監控和實(shí)施算法，針對不同的故障形式和等級作出相應處理，以求最大限度地保持汽車(chē)的正常行駛。汽車(chē)的安全性是必須首先考慮的因素，是一切研究的基礎，因而故障的自動(dòng)檢測和自動(dòng)處理是線(xiàn)控轉向系統最重要的組成系統之一。

　　SBW的工作原理是當轉向盤(pán)轉動(dòng)時(shí)，轉向傳感器和轉向角傳感器將測量到的駕駛員轉矩和轉向盤(pán)的轉角轉變成電信號輸入到ECU，ECU依據車(chē)速傳感器和安裝在轉向傳動(dòng)機構上的位移傳感器的信號來(lái)控制轉矩反饋電動(dòng)機的旋轉方向，并根據轉向力模擬，生成反饋轉矩，控制轉向電動(dòng)機的旋轉方向、轉矩大小和旋轉角度，通過(guò)機械轉向裝置控制轉向輪的轉向位置，使汽車(chē)沿著(zhù)駕駛員期望的軌跡行駛。

　　3 線(xiàn)控系統的關(guān)鍵技術(shù)

　　由于線(xiàn)控系統取消了傳統的氣動(dòng)、液壓及機械連接，取而代之的是傳感器、ECU、電磁的執行機構，因而傳感器的精度，ECU硬件的可靠性、抗干擾性，控制算法的可靠性、容錯性，執行機構的快速性、可靠性及不同系統ECU之間通信的實(shí)時(shí)性，總線(xiàn)的容錯性和仲裁能力及動(dòng)力電源等都制約著(zhù)線(xiàn)控技術(shù)的廣泛應用。制約線(xiàn)控技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾方面。

　?。?）傳感器技術(shù)。傳感器是組成線(xiàn)控系統的基本且重要單元，無(wú)論是EHB、EMB，還是SBW等都是由許多傳感器構成，例如SBW系統由角位移傳感器、轉矩傳感器、車(chē)速傳感器、側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器等組成，它們構成了SBW的主要部分。而汽車(chē)電子控制系統的控制效果卻緊緊依賴(lài)于傳感器的信息采集和反饋精度，因而傳感器的科技含量直接影響整個(gè)汽車(chē)電子控制系統的性能。如何制造出體積小、成本底、可靠性高而且測量精度高的傳感器就成為線(xiàn)控系統的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　?。?）總線(xiàn)技術(shù)。汽車(chē)各電子系統的ECU如何進(jìn)行信息通訊及各系統如何進(jìn)行集成，在很大程度上依賴(lài)于總線(xiàn)技術(shù)。目前存在著(zhù)多種汽車(chē)總線(xiàn)標準，未來(lái)會(huì )使用具有高速實(shí)時(shí)傳輸特性的一些總線(xiàn)標準和協(xié)議。這一類(lèi)總線(xiàn)標準主要有時(shí)間觸發(fā)協(xié)議（TTP）、Byteflight和FlexRay。TTP是一個(gè)應用于分布式實(shí)時(shí)控制系統的完整的通信協(xié)議，能夠支持多種容錯策略，具有節點(diǎn)恢復和再整合功能;BMW公司的Byteflight可用于汽車(chē)線(xiàn)控系統的網(wǎng)絡(luò )通信，其特點(diǎn)是既能滿(mǎn)足某些高優(yōu)先級消息需要時(shí)間觸發(fā)，以保證確定延遲的要求，又能滿(mǎn)足某些消息需要事件觸發(fā)，需要中斷處理的要求;FlexRay是一種特別適合下一代汽車(chē)應用的網(wǎng)絡(luò )通信系統，具有容錯功能和確定的消息傳輸時(shí)間，能夠滿(mǎn)足汽車(chē)控制系統的高速率通信要求。