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智能网联汽车使用与维修微课名称:智能网联汽车自动驾驶纵向控制主讲人:朱治铭
CONTENTS执行控制算法01.纵向运动控制基本原理02.机械式线控制动系统03.智能网联汽车纵向控制04.纵向运动控制实现方式05.
简述车辆纵向控制系统的组成及工作原理。能够分析车辆纵向控制系统的工作原理学习目标学习目的
实现对车辆的运动和车身电器进行自动控制,需要相应的线控系统来满足,其中车身电器系统用于实现对车辆内外部灯光、车门以及人机交互界面等内外部交互的控制,底盘线控系统用于实现对车辆运动的控制。自动驾驶自动驾驶纵向控制00
底盘线控系统00底盘线控制系统包括转向、制动、驱动控制,其中制动部分包括行车制动、驻车制动与辅助制动,驱动系统包括发动机/电机/混合动力控制、传动系统控制等。底盘线控系统的组成
PART01执行控制算法可以划分为车辆的纵向控制和侧向控制
01执行控制算法纵向控制是通过车辆的驱动和制动系统等控制车速,侧向控制是通过转向系统等控制车辆的侧向运动。纵侧向控制的整体效果是车辆沿规划的轨迹,在特定行为模式下,以安全舒适的方式行驶并最终抵达目的地。
纵向运动控制是指通过对油门和制动的协调,实现对期望车速的精准跟随。采用油门和制动综合控制方法实现对预定速度的跟踪,其控制原理框图如图所示。01执行控制算法
PART02纵向运动控制基本原理根据预定速度和无人驾驶汽车实测速度的偏差,通过节气门控制器和制动控制器根据各自的算法分别得到节气门控制量和制动控制量
02纵向运动控制基本原理15%45%85%如果按照切换规则选择了节气门控制,则制动控制执行机构将回到零初始位置切换规则根据节气门控制量、速度控制量和速度偏差选择节气门控制还是制动控制
02纵向运动控制基本原理线控油门系统是通过传感器采集传送加速踩踏深浅与快慢的信号,从而实现踏板功能的电子控制,这个信号会被控制单元接收和解读,然后再发出控制指令,控制行驶速度。线控油门系统结构与工作原理
02纵向运动控制基本原理输入接口(制动踏板)执行机构(制动执行器)通过线控(电子信号)智能网联汽车线控制动系统的功能与传统汽车制动系统的功能一样,也是保证能够按照路况等条件进行强制减速直至停车,只是在结构上有所改变
02纵向运动控制基本原理纯机械电子系统,即没有制动液参与的线控制动系统机械式线控制动系统(EMB)需要制动液作为压力传递介质的线控制动系统液压式线控制动系统(EHB)
PART03机械式线控制动系统(EMB)系统主要由车轮制动模块、中央电子控制单元和电子踏板模块等组成,
03机械式线控制动系统(EMB)系统主要由车轮制动模块、中央电子控制单元和电子踏板模块等组成,其控制框图如图所示机械式线控制动系统(EMB)
03机械式线控制动系统——车轮制动模块20%10%30%40%无集成力或力矩传感器第二种方案需要根据电流或电机转子转角来估算制动夹紧力。但由于外界环境温度的变化及磨损的影响,不可能只根据电流或电机转子转角来计算夹紧力,需将两者结合起来才能收到好的效果。集成了力或力矩传感器第一种方案可省去对制动力或制动力矩的计算,使系统变得更准确、可靠。但力或力矩传感器价格昂贵,而且集成困难。
03机械式线控制动系统——车轮制动模块20%30%30%30%30%30%中央电子控制单元的作用接收制动踏板发出的信号,控制制动器制动;接收驻车制动信号,控制驻车制动;接收车轮传感器信号,识别车轮是否抱死、打滑等;控制车轮制动力,实现防抱死和驱动防滑。
03机械式线控制动系统——电子踏板模块它将作用在踏板上的力和速度转化为电信号,输送到中央电子控制单元。VCU将制动意图再发送给EMB-ECU,进而实现对汽车的制动。EMB系统取消了传统液压制动系统中机械式传力机构和真空助力器,取而代之的是踏板模拟器。EMB与EHB同理,在智能网联汽车中,当选用自动驾驶模式时,驾驶人踩制动踏板的人工驾驶制动操作,变为计算平台向VCU发送制动意图的自动驾驶操作。
PART04智能网联汽车纵向控制智能网联汽车纵向控制按照实现方式分类可分为直接式运动控制和分层式运动控制两种
04智能网联汽车纵向控制直接式运动控制是通过纵向控制器直接控制期望制动压力和节气门开度,从而实现对汽车纵向速度的直接控制,该方法能够使汽车实际纵向速度迅速达到期望值,响应速度快。
04智能网联汽车纵向控制分层式运动控制是根据控制目标的不同设计上位控制器和下位控制器,上位控制器是用来产生期望车速和期望加速
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