智能网联汽车技术基础最新版课件-项目五 智能网联汽车底盘线控技术
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智能网联汽车技术概论最新版啊课件第6-7章
传统汽车是一个闭环控制系统，包括人、车、路三个部分，其中的人即驾驶 员具有很大的可变性，无人驾驶智能车的诞生则彻底的改变了这种不稳定的控制 方式，将具有可变性的驾驶员从传统的控制系统中剔除出去，可以在一定程度上 提高道路安全性以及行车效率。现代无人驾驶智能车以汽车工业作为基础，依托 于飞速发展的科学技术和 坚持不懈的技术创新，以人们生活的实际需要为目标， 正在朝着更加完善、可控性更强 的方向发展。
传统油门踏板与电子油门控制系统对比
9
6.2线控油门控制系统
电子油门主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、CAN 总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。油门踏板有一些国内的供应商， 但电喷执行机构、ECU等技术全部掌握在国际零部件巨头中，产业格局稳 定，国内企业的参与度不高。
线控油门相当简单，且已经大量应用，也就是电子油门，凡具备定速巡 航的车辆都配备有电子油门。电子油门通过用线束（导线）来代替拉索或 者拉杆，在节气门那边装一只微型电动机，用电动机来驱动节气门开度。
电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数 据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。
6.2线控油门控制系统
位移传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的 位置。当监测到油门踏板高度位置有变化，会瞬间将此信息 送往ECU，ECU对该信息和其它系统传来的数据信息进行运 算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继 电器，伺服电动机驱动节气门执行机构，数据总线则是负责 系统ECU与其它ECU之间的通讯。在自适应巡航中，则由 ESP（ESC）中的ECU来控制电机，进而控制进气门开合幅 度，最终控制车速。
6.3.1线性制动
BOSCH iBooster系统
BOSCH iBooster系统工作示意图
传统油门踏板与电子油门控制系统对比
9
6.2线控油门控制系统
电子油门主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、CAN 总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。油门踏板有一些国内的供应商， 但电喷执行机构、ECU等技术全部掌握在国际零部件巨头中，产业格局稳 定，国内企业的参与度不高。
线控油门相当简单，且已经大量应用，也就是电子油门，凡具备定速巡 航的车辆都配备有电子油门。电子油门通过用线束（导线）来代替拉索或 者拉杆，在节气门那边装一只微型电动机，用电动机来驱动节气门开度。
电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数 据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。
6.2线控油门控制系统
位移传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的 位置。当监测到油门踏板高度位置有变化，会瞬间将此信息 送往ECU，ECU对该信息和其它系统传来的数据信息进行运 算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继 电器，伺服电动机驱动节气门执行机构，数据总线则是负责 系统ECU与其它ECU之间的通讯。在自适应巡航中，则由 ESP（ESC）中的ECU来控制电机，进而控制进气门开合幅 度，最终控制车速。
6.3.1线性制动
BOSCH iBooster系统
BOSCH iBooster系统工作示意图
智能网联汽车底盘线控系统与控制技术
智能网联汽车底盘线控系统与控制技术作者：林大杰来源：《时代汽车》2023年第24期摘要：随着智能网联汽车的电气化技术的不断发展，其底盘的电气控制水平也在不断地提升。
作为智能网联汽车的的核心技术之一，底盘线控制技术的应用将直接关系到车辆的安全性、运行稳定性等，并且其也是促进智能网联汽车发展的关键要素。
基于此，本论文旨在通过对智能网联汽车底盘线控容错控制方法的研究，对当前智能网联汽车底盘线控系统控制技术展开分析，最后再提出智能网联汽车底盘线控控制方式，以期更好地提升汽车的整体性能。
关键词：智能网联汽车底盘线控系统控制技术1 引言底盘控制系统作为汽车行驶的核心部件，其主要作用是对车辆的行驶进行有效地控制，并在此过程中提高汽车的操控性、稳定性以及安全性。
就当前技术发展而言，在智能网联汽车底盘控制系统方面也取得了一定的进展。
但智能网联汽车发展过程中，在线控系统层面也面临着一定问题与挑战，主要表现在：（1）现有的线控技术无法适应智能网联汽车对车辆自身性能要求；（2）车辆线控系统的控制器还不够成熟；（3）车载计算处理单元（CAN）的通信协议不够完善；（4）底盘控制系统本身存在一定问题等。
由此对智能网联汽车底盘线控系统与控制技术进行研究将具有必要性。
2 底盘线控技术概述智能网联车辆的终极目标是使自动驾驶成为可能。
线控底盘是自动驾驶执行端的重要部件，该技术具有复杂环境感知、智能决策、协同控制等特点，使汽车在行驶过程中能够安全、节能、高效地进行自主行驶。
智能网联汽车装配有传感器、控制器、执行器等，期间通过利用互联网技术和现代通讯技术的方式，也将能够使得车辆信息能够实现智能交换和共享。
智能网联汽车的技术主要分为智能化和互联两个方面，为了使汽车智能化、网络化，将需要采用VCU（Vehicle Control Unit，VCU）对车辆的各种信息进行集成和处理，并将其传递给底盘系统。
底盘系统是根据指令精确地完成的，汽车在行驶时需要大量精确的底盘信号来感知车辆的状况，以确保车辆得以实现安全稳定运行。
《智能网联汽车技术》教学课件08智能网联汽车的技术架构 (1)
智能网联汽车的技术架构ZHINENGWANGLIANQICHEDEJISHUJIAGOU项目八智能网联汽车的技术架构联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执智能网行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X X行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与（车、路、人、云端等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。
联汽车包括智能化与网联化两个技术层面，其分智能网智能网联汽车包括智能化与网联化两个技术层面，其分级也可对应地按照智能化与网联化两个层面区分。
任务一智能网联汽车智能化等级概述智能汽车的智能化等级分为自动驾驶等级和网联化等级2个方面。
根据节能与新能源汽车技术路线图战略咨询委员会、中国汽车工程学会发布的资料，自动驾驶等级定义，见表8-1。
驾驶为3级以上时，由自动驾驶系统监控驾驶环境，当3级自动驾驶在系统失效时，要求自动驾驶为自动驾驶员接管车辆的控制；44级自动驾驶系统失效时，系统对驾驶员提出响应请求，驾驶员也可以驾驶员接管车辆的控制；不响应。
33级和4级自动驾驶在法律上都要求界定机器驾驶和驾驶员驾驶的责任。
级自动驾驶在法律上都要求界定机器驾驶和驾驶员驾驶的责任。
55级自动驾驶不响应。
完成为最高级别的自动驾驶，驾驶操作的控制、监控和失效应对都由机器完成为最高级别的自动驾驶，驾驶操作的控制、监控和失效应对都由机器任务二智能网联汽车技术体系架构及其控制系统1.智能汽车技术体系架构智能网联汽车除了依靠本车的物理传感器联汽车除了依靠本车的物理传感器智能网实现周边状态的感知外，还能够通过V2X），vehicleV2V），vehicle tovehicle（（vehicle to vehicle（V2Vetc.）通信技术在更大）通信技术在更大），etc.infrastructure（V2I），infrastructure（V2I的空间尺度上扩展环境和交通状况的感知范围。
智能网联汽车装调与测试 项目5 智能网联汽车线控底盘改装与控制测试
线控驱动 线控底盘控制系统认知
线控驱动系统（Drive-by-wire），是智能网联汽车实现的必要关键技术，为智能网 联汽车实现自主行驶提供了良好的硬件基础。
在电子油门控制系统中，电子油门踏板通过踏板位 置传感器将油门需求信号转化为电压信号发送至 ECU，ECU 综合当前车速、车距、节气门开度、发 动机转速等信息，计算出节气门的最佳开度，ECU 控制直流电机输出扭矩，不断调节电子节气门开度， 节气门位置传感器将节气门位置信号反馈给 ECU 形成闭环控制，最终使电子节气门稳定至最佳开度。
线控制动 线控底盘控制系统认知
◆EMB
和 EHB 的最大区别就在于它不再 需要制动液和液压部件，制动力矩 完全是通过安装在 4 个轮胎上的由 电机驱动的执行机构产生
任务4.2
线控底盘控制系统改装
02 线控底盘控制系统改装
实践内容 线控底盘控制系统改装 请查阅相关技术文档，完成线控底盘控制系统改装！
线控转向 线控底盘控制系统认知
转向执行模块，包括、转向执行电机、转向电机控制器和前轮转向组件等，其主 要功能是接受ECU的命令，控制转向电机实现要求的前轮转角，完成驾驶员的转 向意图。
线控转向 线控底盘控制系统认知
◆ 英菲尼迪DAS系统
• 前轮转向模块 • 主控制器 • 转向盘模块 • 自动防故障系统
项目5 智能网联汽车线控底盘改装与控制测试
任务5.1
线控底盘控制系统改装
学习目标
CONTENTE
01
知识目标: • 掌握线控驱动、制动和转向系统的结构组成和工作原理。
学习目标
CO 能根据线控底盘改装方案完成各线控控制系统部件安装与电气连接。
学习内容
CONTENTE
智能网联汽车技术教学PPT
激光雷达基础知识
激光雷达(Light Detection And Ranging, LiDAR)是一种光学 遥感技术，是一种可以精确、快速获取地面或大气三维空间信息的 主动探测技术，其应用范围和发展前景十分广阔。它的工作原理是： 首先向目标物体发射一束激光；然后根据接受-反射的时间间隔确定 目标物体的实际距离；再根据距离以及激光发射的角度通过几何关 系推到出物体的位置信息。此外根据反射信号的信号强弱和频率变 化等数，还可以确定被测目标的运动速度、姿态以及物体形状信息。
目录 Catalogue
1
激光雷达
2
毫米波雷达
3
超声波雷达
4 单目及双目摄像头
பைடு நூலகம்5 GPS全球定位系统
激光雷达
无人驾驶技术包含了高精地图、实 时定位、障碍物检测等在内的多种技术， 而激光雷达在这些技术中都能发挥重要 作用。本节主要介绍激光雷达的基本工 作原理及其在无人驾驶技术中的应用与 挑战。
激光雷达系统应用构架图
毫米波(Millimeter Wave, MMW)是指长度在110mm的电磁波，对 应的频率范围为30300GHz。毫米波位于微波与远红外波相交叠的波 长范围，所以毫米波兼有这两种波谱的优点，同时也有自己独特的 性质。
毫米波雷达(Millimeter Wave Radar)测距原理很简单，就是把 无线电波(毫米波)发出去，然后接收回波，并根据收发的时间差测 得目标的位置数据和相对距离。根据电磁波的传播速度，可以确定 目标的距离为：s=ct/2，其中s为目标距离，t为电磁波从雷达发射 出去到接收到目标回波的时间，c为光速，也即电磁波传播的速度。
LiDAR技术面临的挑战
(3)成本挑战 对于激光雷达来说，高昂的设备成本是它需要克服的最大挑战之一。
项目五 智能网联汽车底盘线控技术
目录
CONTENTS
单元一 线控节气门系统结构原理 学习目标 1.了解线控油门系统的基本概念 2.了解线控油门系统的结构原理
单元一 线控节气门系统结构原理 一、底盘线控技术的定义 线控技术即用线（电信号）的形式来取代机械、液压或气动等形式的连接，从而不需要依 赖驾驶员施加的力或者扭矩输入的一种控制系统。
单元一 线控节气门系统结构原理 二、线控油门的定义及原理 线控油门TBW，即使用电信号的形式来控制油门的一种电子控制技术。
单元一 线控节气门系统结构原理 三、线控油门的优势 1.舒适性、经济性好。 2.稳定性高且不易熄火。
单元一 线控节气门系统结构原理 四、线控油门的应用 线控油门当前应用技术主要为单踏板驾驶模式，目前该技术主要应用于纯电动汽车中。
单元三 线控制动系统结构原理
五、实训操作 实训项目名称：底盘线控系统安装调试 1.安装底盘线控系统 2.绘制底盘线控系统电路图 3.完成底盘线控系统的调试
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二、电子液压制动系统 液压式线控制动EHB是以传统的液压制动系统为基础，用电子器件代了一部分机械部件 的功能。用制动液作为动力传递媒介，控制单元及执行机构布置的比较集中，有液压备 份系统，也可以称之为集中式、湿式制动系统。
单元三 线控制动系统结构原理
三、电子机械制动系统 电子机械制动系统EMB是一种无需制动液和液压部件的制动系统，其制动力矩完全是通 过安装在车轮上的由电机驱动的执行机构产生。
单元二 线控转向系统结构原理
三、线控转向系统和电动助力转向系统的区别 1.省略了转向系功能模块间的机械连接，降低了车辆的噪声和震动。 2.节省空间，省下的空间可以用来布置传感器、计算单元或其它信息娱乐系统。 3.消除了碰撞事故中转向柱后移引起伤害驾驶员的安全隐患。 4.转向盘转角和转向力矩可以独立设计，实现不同主观驾驶感受的转向感，提高驾驶性能。
CONTENTS
单元一 线控节气门系统结构原理 学习目标 1.了解线控油门系统的基本概念 2.了解线控油门系统的结构原理
单元一 线控节气门系统结构原理 一、底盘线控技术的定义 线控技术即用线（电信号）的形式来取代机械、液压或气动等形式的连接，从而不需要依 赖驾驶员施加的力或者扭矩输入的一种控制系统。
单元一 线控节气门系统结构原理 二、线控油门的定义及原理 线控油门TBW，即使用电信号的形式来控制油门的一种电子控制技术。
单元一 线控节气门系统结构原理 三、线控油门的优势 1.舒适性、经济性好。 2.稳定性高且不易熄火。
单元一 线控节气门系统结构原理 四、线控油门的应用 线控油门当前应用技术主要为单踏板驾驶模式，目前该技术主要应用于纯电动汽车中。
单元三 线控制动系统结构原理
五、实训操作 实训项目名称：底盘线控系统安装调试 1.安装底盘线控系统 2.绘制底盘线控系统电路图 3.完成底盘线控系统的调试
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二、电子液压制动系统 液压式线控制动EHB是以传统的液压制动系统为基础，用电子器件代了一部分机械部件 的功能。用制动液作为动力传递媒介，控制单元及执行机构布置的比较集中，有液压备 份系统，也可以称之为集中式、湿式制动系统。
单元三 线控制动系统结构原理
三、电子机械制动系统 电子机械制动系统EMB是一种无需制动液和液压部件的制动系统，其制动力矩完全是通 过安装在车轮上的由电机驱动的执行机构产生。
单元二 线控转向系统结构原理
三、线控转向系统和电动助力转向系统的区别 1.省略了转向系功能模块间的机械连接，降低了车辆的噪声和震动。 2.节省空间，省下的空间可以用来布置传感器、计算单元或其它信息娱乐系统。 3.消除了碰撞事故中转向柱后移引起伤害驾驶员的安全隐患。 4.转向盘转角和转向力矩可以独立设计，实现不同主观驾驶感受的转向感，提高驾驶性能。
第三章 智能网联汽车线控底盘技术 电子课件
（ 息体线路 的3的验控）径体因。优转跟力素化向踪驱，驾系作和动驶统为紧，路路（急助感感S避力。t模e障转线e拟r控等向i的n转关系g依向键 统B据系y，技既统W并术利可i考r。用e以虑,S传驾筛到B选统驶W驾掉转员）驶路向的员是面系体的智颠习统力能簸惯有，网等，机又联不由械利利汽主的转用车控干向发自制扰和动器动因助机控转素制力的向，路转动的提感向力良取电两，出好机最种传硬产能，力件生够机件良基反械为好础映的转机，汽路向械它车感系结是实，统构际智提行主，能高驶要在网驾状依传驶联态靠递员汽和的驾过车路驾驶程进面驶员中行信 （占4）据节一省定空的间空，间提位高置被动。安线全控性转。向机系械统部件省的去减方少向，盘增和加转了向驾驶轮员的的机活械动连空接间，，使并方操便纵了系车统内与布执置行的系设计统；相降互低分了离转，向转系 统向强意度图，及使其转在向碰指撞令中由更电易子变控形，制在单汽元车对发转生向事电故机时，进减行少控了制转，向达系到统转对驾向驶系员统的控伤制害目。的，完成转向轮运行。线控转 向系统由于省去了常规机械式转向装置，能够降低车体重量，消除路面冲击，可以减小车辆的噪声，并起到 （5）提高转向效率，降低能源消耗。线控转向系统不依隔赖震于的机作械用传。递，其总线信号的传递速度，缩短了转向响应时间，转
线控转向系统（Steering By Wire,SBW）是智能网联汽车自动转向的良好硬件基础，它是智能网联汽车进行 路径跟踪和紧急避障等关键技术。传统转向系统有机械转向和助力转向两种，机械转向系统主要依靠驾驶员 的体力驱动，助力转向系统既利用驾驶员的体力，又利用发动机的动力，传力件为机械结构，在传递过程中 占据一定的空间位置。线控转向系统省去方向盘和转向轮的机械连接，使操纵系统与执行系统相互分离，转 向意图及转向指令由电子控制单元对转向电机进行控制，达到转向系统控制目的，完成转向轮运行。线控转 向系统由于省去了常规机械式转向装置，能够降低车体重量，消除路面冲击，可以减小车辆的噪声，并起到
线控转向系统（Steering By Wire,SBW）是智能网联汽车自动转向的良好硬件基础，它是智能网联汽车进行 路径跟踪和紧急避障等关键技术。传统转向系统有机械转向和助力转向两种，机械转向系统主要依靠驾驶员 的体力驱动，助力转向系统既利用驾驶员的体力，又利用发动机的动力，传力件为机械结构，在传递过程中 占据一定的空间位置。线控转向系统省去方向盘和转向轮的机械连接，使操纵系统与执行系统相互分离，转 向意图及转向指令由电子控制单元对转向电机进行控制，达到转向系统控制目的，完成转向轮运行。线控转 向系统由于省去了常规机械式转向装置，能够降低车体重量，消除路面冲击，可以减小车辆的噪声，并起到
《智能网联汽车线控技术》第二章 PPT
将它转换为电信号用来计算扭力杆上的扭矩，然后将次信号输出到ECU。
③减速机构。 减速机构通过蜗杆和涡轮传动降低电动机的转速，增大扭矩，并将
其传到转向齿轮。
④电磁Байду номын сангаас合器
电磁离合器可以保证电动助力只在预定的范围内起作用。当车速、 电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时，离合器便自动切断电动 机动力，恢复手动控制转向。
合适的前轮转角控制策略包括前馈控制和后馈控制，可以实 现汽车的理想转向。
线控转向系统可以根据车速的变化获得此时的理想传动比， 进而获得理想的前轮转角，该方法可以称为基于理想传动比 的前馈控制。
反馈控制策略是指横摆角速度、质心侧偏角等车辆状态参数 对前馈控制得到的前轮转角进行补偿，用于确保车辆在各种 付着系数路面和车速下都能获得理想的瞬时响应，防止车辆 侧滑和甩尾，削弱大侧向风干扰影响等，实现车辆的稳定转 向。
a.EPS控制。ECU接收各种传感器的信号，判断车辆当前的状况， 并测定施加到直流电机上相应的助力电流。对装有车辆稳定控制 系统（VSC）的车型，可以提高诊断与安全保护动机的助力电流 就减小以降低温度。 b.诊断与安全保护。
②扭矩传感器。 扭矩传感器用于检测作用与转向盘上的扭矩信号的大小和方向，并
• 软件容错方法：依靠控制器的容错算法来提高整个系统的冗余度，从而
改善系统的容错性能，一是对软件自身故障的处理；二是使用软件对系统 中出现的其它故障进行处理。
• 方案：软件容错算法在不改变转向系统结构、增加过多设备的情况下，
对故障后、剩余正常工作的转向系统装置进行控制。当部分装置故障时， 通过实时数据采样，定位故障类型与位置，通过整合剩余正常工作的装置 ，互相协同工作，从而达到正常工作状态。
③减速机构。 减速机构通过蜗杆和涡轮传动降低电动机的转速，增大扭矩，并将
其传到转向齿轮。
④电磁Байду номын сангаас合器
电磁离合器可以保证电动助力只在预定的范围内起作用。当车速、 电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时，离合器便自动切断电动 机动力，恢复手动控制转向。
合适的前轮转角控制策略包括前馈控制和后馈控制，可以实 现汽车的理想转向。
线控转向系统可以根据车速的变化获得此时的理想传动比， 进而获得理想的前轮转角，该方法可以称为基于理想传动比 的前馈控制。
反馈控制策略是指横摆角速度、质心侧偏角等车辆状态参数 对前馈控制得到的前轮转角进行补偿，用于确保车辆在各种 付着系数路面和车速下都能获得理想的瞬时响应，防止车辆 侧滑和甩尾，削弱大侧向风干扰影响等，实现车辆的稳定转 向。
a.EPS控制。ECU接收各种传感器的信号，判断车辆当前的状况， 并测定施加到直流电机上相应的助力电流。对装有车辆稳定控制 系统（VSC）的车型，可以提高诊断与安全保护动机的助力电流 就减小以降低温度。 b.诊断与安全保护。
②扭矩传感器。 扭矩传感器用于检测作用与转向盘上的扭矩信号的大小和方向，并
• 软件容错方法：依靠控制器的容错算法来提高整个系统的冗余度，从而
改善系统的容错性能，一是对软件自身故障的处理；二是使用软件对系统 中出现的其它故障进行处理。
• 方案：软件容错算法在不改变转向系统结构、增加过多设备的情况下，
对故障后、剩余正常工作的转向系统装置进行控制。当部分装置故障时， 通过实时数据采样，定位故障类型与位置，通过整合剩余正常工作的装置 ，互相协同工作，从而达到正常工作状态。
《智能网联汽车线控技术》第一章 PPT
(1)线控转向系统 Steer-by-Wire
常规转向系
• 线控转向系统取ຫໍສະໝຸດ 了传统的机械式转向装置，转向器 与转向柱间无机械连接。
• 整个系统主要由转向盘位置传感器、力反馈电动机、 转向执行机构、转向ECU、轮胎角度传感器、环境传 感器组成，结构如图3所示。
图3 线控转向系统原理图 线控转向结构示意图.gif
图1 线控系统的组成框图
• 其实质就是在需要有机构动作的地方不是应用液压系统来传 递操纵动作，而是利用弱电信号再控制强电执行机构来完成。 线控（电控）系统中弱电信号早期用模拟信号较多，目前多 用数字信号。
• 线控技术就可理解为电控方式。这里的“X”代表着汽车 中传统上由机械或液压控制的各个功能部件，如：制动、 转向、悬架、油门、离合器、门锁等。
1.2.4 其他关键技术
（5）全矢量控制底盘线控技术 欠驱动系统是指系统的独立控制变量个数小于系统自由度个
数的一类非线性系统，在节约能量、降低造价、减轻重量、增强 系统灵活度等方面都较完全驱动系统优越。油门踏板、制动踏板 和转向盘3个关键操纵装置，控制车轮受到纵向、横向和垂向3个 独立的力，整车共12个作用力（4个车轮×3个方向）。
• 德国大众也有线控的概念车。
• 美国通用公司在2003年研制的HY-WIRE概念车和2005年研制 的Sequel概念车上都采用了线控转向和线控制动技术。
• 下为通用的HY-WIRE概念车，它采用氢动力和线传控制，通 过电机驱动实现汽车的启动、转向和制动等，是全新的一种概 念车。
• 下为它的车内乘坐舱的照片。
• 目前所有大型汽车制造商都在开发线控系统雏形及其产品。
• 美国TRW公司开发的线控驾驶系统使得燃油经济性上升5％； DELPHI（德尔福）汽车在电子转向系统中也作了类似改进； BOSCH、VALEO（法雷奥）公司和其他一些设备制造商已开 发或正在开发线控技术和产品。
《汽车线控技术》课件
线控技术是指通过电线或电缆等导线，将控制信号传递给执行机构，以实现特定功能的电子控制技术 。
详细描述
线控技术是一种先进的电子控制技术，通过使用电线或电缆等导线作为信号传递的媒介，将控制信号 传递给执行机构，以实现汽车的各种功能，如转向、制动、加速等。与传统的机械连接方式相比，线 控技术具有更高的灵活性和可靠性。
2023-2026
END
THANKS
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REPORTING
PART 05
未来汽车线控技术的发展 方向
自动驾驶与线控技术的结合
自动驾驶技术是未来汽车发展的重要方向，而线控技术则是实现自动驾驶的关键 技术之一。通过线控技术，可以实现车辆的精准控制和快速响应，提高自动驾驶 的安全性和可靠性。
线控技术的应用可以使得车辆在行驶过程中更加灵活和智能，例如通过线控油门 和线控刹车等系统，可以实现车辆的自动加速和自动减速，提高行驶的安全性和 舒适性。
智能网联与线控技术的结合
智能网联是未来汽车发展的另一个重要方向，而线控技术 同样也是智能网联的关键技术之一。通过线控技术，可以 实现车辆与车辆、车辆与基础设施、车辆与行人等之间的 信息交流和控制。
在智能网联中，线控技术的应用可以使得车辆更加智能化 和互联化，例如通过线控油门和线控刹车等系统，可以实 现车辆的自动编队行驶和协同控制等功能，提高道路交通 的安全性和效率。
2023-2026
ONE
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《汽车线控技术》ppt 课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 汽车线控技术概述 • 汽车线控技术的工作原理 • 汽车线控技术的优缺点 • 汽车线控技术的应用案例 • 未来汽车线控技术的发展方向
详细描述
线控技术是一种先进的电子控制技术，通过使用电线或电缆等导线作为信号传递的媒介，将控制信号 传递给执行机构，以实现汽车的各种功能，如转向、制动、加速等。与传统的机械连接方式相比，线 控技术具有更高的灵活性和可靠性。
2023-2026
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PART 05
未来汽车线控技术的发展 方向
自动驾驶与线控技术的结合
自动驾驶技术是未来汽车发展的重要方向，而线控技术则是实现自动驾驶的关键 技术之一。通过线控技术，可以实现车辆的精准控制和快速响应，提高自动驾驶 的安全性和可靠性。
线控技术的应用可以使得车辆在行驶过程中更加灵活和智能，例如通过线控油门 和线控刹车等系统，可以实现车辆的自动加速和自动减速，提高行驶的安全性和 舒适性。
智能网联与线控技术的结合
智能网联是未来汽车发展的另一个重要方向，而线控技术 同样也是智能网联的关键技术之一。通过线控技术，可以 实现车辆与车辆、车辆与基础设施、车辆与行人等之间的 信息交流和控制。
在智能网联中，线控技术的应用可以使得车辆更加智能化 和互联化，例如通过线控油门和线控刹车等系统，可以实 现车辆的自动编队行驶和协同控制等功能，提高道路交通 的安全性和效率。
2023-2026
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目 录
• 汽车线控技术概述 • 汽车线控技术的工作原理 • 汽车线控技术的优缺点 • 汽车线控技术的应用案例 • 未来汽车线控技术的发展方向
智能网联汽车技术最新精品课件第1章 绪论
2024/7/17
智能网联汽车智能座舱系统
➢ 以车联网为依托, 集合丰富的车载传感器、控制器 、网络传感器、云端数据、算力资源, 基于人工智 能技术和先进的人机交互技术, 提供友好的人机交 互界面, 提升车辆行驶安全、通信感知能力、用户 体验的汽车座舱软硬件集成系统。主要由人机交互 系统、环境控制系统、影音娱乐系统、信息通信系 统、导航定位系统等组成
2024/7/17
1.3.1 智能网联汽车的关键技术
➢2.决策规划技术 ➢随着汽车驾驶自动化水平的提高, 对车辆自主
决策能力提出了新的要求, 汽车不仅需要在某 个具体工况进行决策规划, 如超车、巡航和跟 车等单一工况, 还需要有在线学习能力以适应 更加复杂的道路交通环境和不可预期工况。
2024/7/17
第8页
1.2 智能网联汽车的相关术语及定义
➢ 智能汽车是通过搭载先进传感系统、决策系统、执 行系统, 运用信息通信、互联网、大数据、云计算 、人工智能等新技术, 具有部分或完全自动驾驶功 能, 由单纯交通运输工具逐步向智能移动空间转变 的新一代汽车。
第9页
第 10 页
智能汽车
➢目前典型的智能汽车是具有先进驾驶辅助系统（ADAS）的车 辆, 如前向碰撞预警系统、车道偏离预警系统、盲区监测系统、 车道保持辅助系统、自动紧急制动系统、自适应巡航控制系统、 自动泊车辅助系统、自适应前照明系统、夜视辅助系统、平视 显示系统、全景泊车系统等。ADAS在汽车上的配置越多, 其智 能化程度越高, 其终极目标是无人驾驶汽车
智能网联汽车技术
第1页
智能网联汽车技术
➢第1章 绪论 ➢第2章 智能网联汽车智能传感器技术 ➢第3章 智能网联汽车网络与通信技术 ➢第4章 智能网联汽车导航定位技术 ➢第5章 智能网联汽车线控技术 ➢第6章 智能网联汽车先进驾驶辅助技术 ➢第7章 智能网联汽车自动驾驶的前瞻技术
智能网联汽车智能座舱系统
➢ 以车联网为依托, 集合丰富的车载传感器、控制器 、网络传感器、云端数据、算力资源, 基于人工智 能技术和先进的人机交互技术, 提供友好的人机交 互界面, 提升车辆行驶安全、通信感知能力、用户 体验的汽车座舱软硬件集成系统。主要由人机交互 系统、环境控制系统、影音娱乐系统、信息通信系 统、导航定位系统等组成
2024/7/17
1.3.1 智能网联汽车的关键技术
➢2.决策规划技术 ➢随着汽车驾驶自动化水平的提高, 对车辆自主
决策能力提出了新的要求, 汽车不仅需要在某 个具体工况进行决策规划, 如超车、巡航和跟 车等单一工况, 还需要有在线学习能力以适应 更加复杂的道路交通环境和不可预期工况。
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1.2 智能网联汽车的相关术语及定义
➢ 智能汽车是通过搭载先进传感系统、决策系统、执 行系统, 运用信息通信、互联网、大数据、云计算 、人工智能等新技术, 具有部分或完全自动驾驶功 能, 由单纯交通运输工具逐步向智能移动空间转变 的新一代汽车。
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智能汽车
➢目前典型的智能汽车是具有先进驾驶辅助系统（ADAS）的车 辆, 如前向碰撞预警系统、车道偏离预警系统、盲区监测系统、 车道保持辅助系统、自动紧急制动系统、自适应巡航控制系统、 自动泊车辅助系统、自适应前照明系统、夜视辅助系统、平视 显示系统、全景泊车系统等。ADAS在汽车上的配置越多, 其智 能化程度越高, 其终极目标是无人驾驶汽车
智能网联汽车技术
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智能网联汽车技术
➢第1章 绪论 ➢第2章 智能网联汽车智能传感器技术 ➢第3章 智能网联汽车网络与通信技术 ➢第4章 智能网联汽车导航定位技术 ➢第5章 智能网联汽车线控技术 ➢第6章 智能网联汽车先进驾驶辅助技术 ➢第7章 智能网联汽车自动驾驶的前瞻技术
智能网联汽车技术基础 第7章 智能网联汽车控制技术
行逻辑推理的前提；
制为零，甚至变为负值，从而避PI免D控出制现包被含控以下量三严个重过超程调：的情况； （4）对于较大惯性和滞后特性的控制对象，比例控制和微分控制能改善在动态过
程中的系统特性；
7.1 经典控制理论
PID控制原理
PID控制原理图
PID控制原理
u(t)
K
P
[e(t)
1 TI
t
0 e(t)dt TD
（4）比例控制和积分控制结合，可以使系统在一定时间内快速进入稳定状态，无稳态误
差，称为PI控制；
7.1 经典控制理论
3. 微分控制 （1）微分控制指输出的误差值与误差变化率成正比关系； （2）控制系统在消除误差的时候会出现频繁振荡甚至失稳现象，其原因是系统中
存在较大惯性，使消除误差的的变化时间总是滞后于误差的变化时间； （3）具有比例控制和微分控制的控制器，能够提前消除误差，最大程度误差量控
模糊控制借助模糊数学模拟人的思维 方法，将工艺操作人员的经验加以总结， 运用语言变量和模糊逻辑理论进行推理和 决策，对复杂对象进行控制。
模糊控制指的是以模糊集合理论、模糊语言变量
模糊控制既不及模是糊指推被理控过程是模糊的， 也不意味控制器是不确定的，它表示知识 和概念上的模糊性，完成的工作是完全确 定的。
7.2 现代控制理论
模糊控制器主要环节:(2)表格型：同样是对蕴含关系进 Nhomakorabea描述，但
是省略了语言描述中的繁琐词句，将其转化为表
1、模糊化环节：首先要确定输入变量x的取 格，方便进行规则的编写与查阅，较之于语言描
值范围。通过量化因子转化物理论域为模糊论域， 述型更加简洁明了。
将清晰值转化为模糊子集，确定模糊语言的取值
智能网联汽车技术- 第5章 智能网联汽车线控技术
规格严格 功夫到家
5.3 汽车线控油门技术——特点
➢ （1）舒适性和经济性好。线控油门可根据驾驶员踩下踏板 的动作幅度判断驾驶员意图，综合车况精确合理控制节气门 开度，以实现不同负荷和工况下发动机的空燃比都能接近于 最佳理论状态——14.7:1，使燃油经济性和驾驶舒适性同时 达到最佳状态。
规格严格 功夫到家
5.1 汽车线控转向技术—组成
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HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
汽车工程学院
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
规格严格 功夫到家
5.1 汽车线控转向技术—原理
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HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
电脑控制伺服电机来实现驱动转向的转向系统。驾驶员对转
向盘的操作仅仅只是在驱动一个转角传感器，并由转向盘电
机提供转动阻尼和回馈，转向盘与前轴转向机构之间没有任
何刚性连接
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汽车工程学院
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
汽车工程学院
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
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5.2 汽车线控制动技术——产品
➢ 它采用齿轮-梯形丝杠减速增扭机构，将电机的转动转化为
制动总泵活塞的平动，建立制动压力。
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汽车工程学院
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5.2 汽车线控制动技术——产品
➢ 采埃孚的集成式制动控制系统（IBC）将全电子制
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2、线控驱动系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
图5-2-3传统汽车线控驱动系统控制方式图
2、线控驱动系统认知
（2）电动汽车线控驱动系统
图5-2-4 电动汽车线控驱动系统控制原理图
智能网联汽车底盘线控技术
如图5-2-4所示，由于电动汽车整车控制单 元（VCU）的主要功能是通过接收车速信号、 加速度信号以及加速踏板位移信号，实现扭矩需 求的计算，然后发送转矩指令给电机控制单元， 进行电机转矩的控制，所以通过整车控制单元 VCU的速度控制接囗来实现线控驱动控制。
学习目标
1. 掌握线控驱动系统的概念 2. 掌握线控驱动系统的结构以及工作原理 3. 了解线控驱动系统的分类
智能网联汽车底盘线控技术
理论知识
一、线控驱动系统简介 二、线控驱动系统结构 三、线控驱动系统分类
智能网联汽车底盘线控技术
2、线控驱动系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
一、线控驱动系统简介
线控技术认知
智能网联汽车底盘线控技术
图5-1线控技术的基本原理图
由于线控系统取消了传统的气动、液压及机械连接，取而代之的是传感器、控制单元及电磁执 行机构，所以具有安全、响应快、维护费用低、安装测试简单快捷的优点。智能网联线控技术主要 包括线控转向技术、线控制动技术、线控驱动技术、线控换挡技术和线控悬架技术等。
1、线控转向系统认知
二、线控转向系统结构
智能网联汽车底盘线控技术
前轮
1 2
3 前轮
故障处 理ECU
ECU
6
指令
传感器信号
4
转
向
1：故障执行电机
柱
2：转向执行电机
5
3：轮速传感器 4：转角传感器
5：扭矩电机
6：车速传感器；
车身高度传感器；
加速度传感器
图5-1-2 线控转向系统组成结构图
线控转向系统，主要由方向盘模 块、转向执行模块和ECU三个主要部 分以及自动防故障系统、电源系统等 辅助模块组成，如图5-1-2所示。
学习小结
智能网联汽车底盘线控技术
1. 线控驱动系统是智能网联汽车实现的必要关键技术，为智能网联汽车实现自主行驶提供了良好 的硬件基础，也称为线控节气门或者电控节气门。 2. 线控驱动系统主要由加速踏板、加速踏板位置传感器、ECU、数据总线、伺服电动机和加速踏 板执行机构组成。 3. 根据汽车类型的不同，线控驱动系统分为传统汽车线控驱动和电动汽车线控驱动两种类型。
正常行驶过程中，多片离合器为断开状态，虽然转向管柱仍然存在，但并不对前轮直接起作用。只有当线 控转向机构发生故障的紧急情况下，多片离合器自动接通，方向盘、转向柱与转向机构（齿轮齿条机构）的刚 性连接实现转向操作，保证驾驶安全。
1、线控转向系统认知
（2）博世公司线控转向系统
图5-1-4博世公司线控转向系统
线控驱动系统（Drive By Wire，DBW），是智能网联汽车实现的必要关键技 术，为智能网联汽车实现自主行驶提供了良好的硬件基础，也称为线控节气门或者 电控节气门（Throttle by Wire）。
2、线控驱动系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
发动机通过线束代替拉索或者拉杆，在节气门侧安装驱动电动机带动节气门改变开度，根据汽 车的各种行驶信息，精确调节进入气缸的油气混合物，改善发动机的燃烧状况，大大提高汽车的动 力性和经济性。而且，线控驱动系统可以使汽车更为便捷的实现定速巡航、自适应巡航等功能。
智能网联汽车技术基础
项目五 智能网联汽车底盘线控技术
任务一 线控转向系统认知 任务二 线控驱动系统认知 任务三 线控制动系统认知 任务四 线控换挡系统认知 任务五 线控悬架系统认知
线控技术认知
智能网联汽车底盘线控技术
线控技术（X by Wire），是将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号来实现传递控制，替 代传统机械系统或者液压系统，并由电信号直接控制执行机构以实现控制目的，基本原理如图5-1所 示。该技术源于美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA ）1972年推出的线控飞行技术（Fly by Wire）的飞机。其中，“X”就像数学方程中的未知数，代 表汽车中传统上由机械或液压控制的各个部件及相关的操作。
2、线控驱动系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
方式一
在加速踏板的位置增加一套执行机构，去模拟驾驶员踩加速踏板。同时还要增加一套闭环负反馈 控制系统，输入是目标车速信号，实际车速作为反馈。通过控制系统计算，去控制执行机构具体 动作（图5-2-3）。
方式二
接管节气门控制单元加速踏板的位置信号，只需要增加一套控制系统，输入目标车速信号，把实 际的车速作为反馈，最后控制系统计算输出加速踏板位置信号给节气门控制单元。
3
线控制动系统认知
学习目标
1. 掌握线控制动系统的概念及优点 2. 掌握线控制动系统的结构以及分类 3. 理解线控制动系统的工作原理
智能网联汽车底盘线控技术
理论知识
一、线控制动系统简介 二、线控制动系统分类、组成及原理 三、线控制动系统的特点
智能网联汽车底盘线控技术
3、线控制动系统认知
1、线控转向系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
转向盘模块包括转向盘、转向盘转角传感器、扭矩电机。其主要功能是将驾驶 员的转向来的力矩信号产生转向盘回正力矩，向驾驶员提供相应的路感信号。
1、线控转向系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
2、线控驱动系统认知
二、线控驱动系统结构
图5-2-1 线控驱动系统结构示意图
智能网联汽车底盘线控技术
线控油门系统主要由加速踏板、加速踏板位 置传感器、ECU、数据总线、伺服电动机和加速 踏板执行机构组成。该系统取消了加速踏板和节 气门之间的机械结构，通过加速踏板位置传感器 检测加速踏板的绝对位移。ECU计算得到最佳的 节气门开度后，输出指令驱动电机控制节气门保 持最佳开度。如图5-2-1所示。
智能网联汽车底盘线控技术
博世系统与英菲尼迪Q50的线控转 向系统有很大的区别，博世公司开发的 线控转向系统，完全取消了转向柱，由 上转向执行器SWA构成的上转向系统和 全冗余式下转向执行器SRA构成的下转 向系统组成，而且上转向系统和下转向 系统之间没有刚性连接。如图5-1-4所 示。
1、线控转向系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
一、线控制动系统简介
线控制动系统（Brake by Wire，BBW），是智能网联汽车“控制执行层”的必要关键技术，为 智能网联汽车实现自主停车提供了良好的硬件基础，是实现高级自动驾驶的关键部件之一。它是将 原有的制动踏板机械信号通过改装转变为电控信号，通过加速踏板位置传感器接收驾驶人的制动意 图，产生制动电控信号并传递给控制系统和执行机构，并根据一定的算法模拟踩踏感觉反馈给驾驶 人。
三、线控转向系统工作原理
智能网联汽车底盘线控技术
图5-1-5 线控转向系统工作原理图
1、线控转向系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
如图5-1-5所示，线控转向系统的工作原理是：当转向盘转动时，转向盘转矩传感器和转向角传感器将测量 到的驾驶员转矩和转向盘的转角转变成电信号输入到电子控制单元ECU，ECU依据车速传感器和安装在转向传 动机构上的角位移传感器的信号来控制转矩反馈电动机的旋转方向，并根据转向力模拟生成反馈转矩，同时控 制转向电动机的旋转方向、转矩大小和旋转角度，通过机械转向装置控制转向轮的转向位置，使汽车沿着驾驶 员期望的轨迹行驶。
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线控转向系统认知
学习目标
1. 掌握线控转向系统的概念 2. 掌握线控转向系统的结构 3. 理解线控转向系统的工作原理
智能网联汽车控制执行
理论知识
一、线控转向系统简介 二、线控转向系统组成结构 三、线控转向系统工作原理
智能网联汽车控制执行
1、线控转向系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
一、线控转向系统简介
2017年，耐世特（Nexteer）公司开发了由“静默转向盘系统”和“随需转向系统”组成的线控转向系 统，该系统可随需转向，在自动驾驶时转向盘可以保持静止，并可收缩至组合仪表上，从而提供更大的车内 空间。
1、线控转向系统认知
图5-1-1 线控转向电动车春晖三号
智能网联汽车底盘线控技术
国内企业对线控汽车的研究起步相对较 晚，与国外差距较大，各高校对线控系统的 研究主要以理论为主。2004年，同济大学 在上海国际工业博览会上展示了配备线控转 向系统的四轮独立驱动微型电动车“春晖三 号”，如图5-1-1所示。
1、线控转向系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
针对线控转向系统的研究，国外起步相对较早。著名汽车公司和汽车零部件厂家，如美国Delphi公司、 天合TRW公司、日本三菱公司、德国博士公司、ZF公司、宝马公司等都相继在研制各自的SBW系统。TRW 公司最早提出用控制信号代替转向盘和转向轮之间的机械连接。但受制于电子控制技术，直到20世纪90年代 ，线控转向技术才有较大进展。英菲尼迪的“Q50”成为第1款应用线控转向技术的量产车型。
由于线控制动通过ECU实现系统控制 ，ECU的可靠性、抗干扰性、容错性以及 多控制系统之间通信的实时性，都有可能 对制动控制产生影响，制约了线控制动系 统的应用与推广。
转向执行模块包括转角传感器、转向执行电机、转向电机控制器和前轮转向组 件等，其主要功能是接受ECU的命令，控制转向电机实现要求的前轮转角，完成驾 驶员的转向意图。
1、线控转向系统认知
智能网联汽车底盘线控技术
ECU对采集的信号进行分析处理，判别汽车的运动状态，向扭矩电机和转向执行电机发送命令
，控制两个电机的工作，其中转向执行电机完成车辆航向角的控制，扭矩电机模拟产生方向盘回正 力矩以保障驾驶员驾驶感受。