最近线控底盘特别火,打算出一个系列好好讲讲。
今天先跟大家聊聊机械、电控以及线控的区别。
1886年,卡尔·本茨发明了世界上第一辆三轮汽车(图一),从此开启了汽车工业时代,这辆车几乎无电子设备,转向、传动、制动全靠机械结构完成。
经过近百年的发展,电控系统应运而生,最开始应用在汽车上的是博世的电子燃油喷射系统(图二)。
该系统通过对喷油量、喷油时刻的控制,让发动机能够根据不同的工况匹配不同的动力,同时也达到了省油以及减少有害气体排放的目的。
汽车电控系统的核心是传感器、ECU、执行器。
传感器是车辆的“眼睛”,实时采集车辆的行驶数据,是电控系统的基础。
ECU是车辆的“大脑”,接收传感器信号、运算分析,下发控制指令。
执行器是车辆的“手脚”,执行ECU指令,完成车辆各项操控动作。
以电动助力转向(EPS)为例,我们来了解电控系统的工作原理。
机械(液压助力)转向系统(图三),主要是靠转向器(转向油泵)来减速增矩,“放大”人的力气,使转向得以实现,但是面对不同的情况,不能调节助力的大小。
比如在高速时,方向应该要重,避免转向角度过大,发生事故;在低速时,方向要轻,这样才能省力,更好的完成车辆方向的改变。
EPS(图四)就能根据行车工况调节助力,适配挪车、高速、过弯等场景,大幅降低驾驶疲劳,提升行车稳定性。
具体是怎么实现的呢?
通过方向盘转角传感器、车速传感器、扭矩传感器实时采集方向盘转动角度、操控力度以及车速数据,传输至ECU;ECU通过计算,在低速时增大助力、高速减小助力,最终由转向助力电机执行指令,完成转向辅助。
但是重点来了,电控依旧没有摆脱机械硬连接。
EPS只是“电子辅助”,方向盘与转向机之间仍有传动轴等机械结构。本质还是人操控机械,再由电子辅助优化,无法脱离物理传动,这也是传统车辆无法实现高阶自动驾驶的核心短板。
再次划重点!!电控是辅助人,而线控能在没有驾驶员控制的情况下,直接通过ECU完成车辆的控制。
线控(图五)的核心是去掉机械传动硬连接,只靠电信号传输指令。
比如把人打方向、踩刹车的操作动作,通过传感器转化为电信号经线束传给ECU,之后由ECU控制电机完成转向、制动、加减速动作。
因为线控是通过电信号控制,所以响应更快,操控也更精准,而且省去了部分机械结构,能够降低整车质量,空间布局也更加灵活。
最重要的是能够更好的适配自动驾驶,因为能不经过驾驶员,由电信号直接控制执行器。
缺点也很明显,就目前来说,靠电信号控制始终都没有机械连接安全,所以现在的线控都会有安全冗余设计。
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