汽车线控制动技术及发展趋势探析

张军和

摘 要：未来的汽车产业，一定是向着智能化的方向发展的。随着科学技术的不断提升，自动控制理论、电子控制技术等也逐步成熟，被广泛地运用在汽车行业中，线控制动技术也属于其中一种。鉴于此，本文主要从线控制动技术的概念、特征等角度着手，分析并阐述了线控制动中具有的关键性技术、以及在实际中的有效运用，最后，结合此技术的发展现状，对其未来发展的形势进行了探析，进而对此领域的开发提出对应建议。

关键词：汽车 线控技术 制动系统

随着科学技术的迅猛发展，在现阶段汽车产业里，电子技术、自动控制技术等得到了广泛运用，而汽车线控制动技术也逐步受到了关注，有更多的科研人员对其深入探究。通常，汽车的制动系统，会直接与汽车行驶过程的安全有所联系，随着如今道路的建设发展，车流量增多，为了保障行驶安全，制动的控制变得尤为关键[1]。并且据有关报道，许多研究人员认为，线控制动技术、网络技术等都会成为未来汽车发展的主要趋势。

1 汽车线控制动技术的有关概述

1.1 关于汽车线控制动技术的含义

汽车线控制动技术，作为一种新型的技术，能够将驾驶人员的操作转变为电信号，并通过传感器、电缆等设施，将信号直接传送给执行结构，最终实施操作，以上，就是汽车线控制动技术的整个系统架构。在现阶段，发展比较稳定的线控制动技术中，主要包括了线控油门系统、线控转向系统等多种。在以上技术中，线性油门的控制的使用，相对而言更多[2]。通常情况下，采用了线控转向技术，往往是运用在一些高级轿跑车、或是展示出的概念车中，而采用了线控制动系统，则多用于实施工业操作的车辆中。总之，汽车线控制动技术的产生，对自动驾驶技术的提升有着显著推动，可以预估，在汽车行业的未来发展中，会有越来越多的线控制动技术被广泛运用。

1.2 汽车线控制动技术的工作原理

汽车线控制动技术的诞生，让人们取消了以往传统的机械装置来操作的形式，进而由电信号等进行取代，实施更高效的控制。在传统的汽车操纵方式上，驾驶员的所有操作（如踩踏油门、换挡等），都是通过机械装置来完成的，而线控制动技术则不同，它将所有的动作进行信号转变，将其转化为电信号，通过电线所发出的指令，进而实施汽车的操作。其本质就是：不再应用机械系统来完成操作，而是采用电信号，实施对执行机构的控制[3]。汽车线控制动技术，主要由检测的反馈系统、信号的处理单元、执行器等多项结构组成，所有环节相关联系，相关作用，根据其本身独立的功能工作，以推动系统能够稳定的运行。例如在检测反馈系统中，是将各种传感器中检测的信号进行放大、转换，显示出反馈的信号。所有构成，都让汽车线控制动技术得以充分发挥，也保障了行驶安全。

1.3 关于汽车线控制动技术的优势和隐患

汽车线控制动技术的发展，是近年来各大高校、科研机构所取得的重要成就，此技术本身，就具备独特的特征与优点，主要是体现在以下几个方面：①该技术能够降低对驾驶人员精力的消耗，在提高其驾驶舒适度的同时，增加了安全性。②此项技术能够为汽车行业的发展带来新的方向，提供了更广阔的设计空间，不仅能够促使设计方向更加个性化，还能提升性能，吸引更多的顾客。③此项技术能够大量减少维护所消耗的费用，也减少了维护所用的设施。但在现阶段，电子设备还具有一定的安全隐患，比如当电路失效后，很有可能导致油门的控制失灵、或是无法安全制动等，因此，今后的发展和研究要重点关注其安全性能，从而更好地提升车辆行驶的可靠性。

2 汽车线控制动中存在的关键性技术

制动系统的发展方向是：要去排除掉液压系统，并且不存在相关后备系统。在此情况下，所以针对汽车的线控制动中，就对整体系统的要求更为严格，必须是满足相关容错需求，另外还要具备与原本差异不大的系统，但其具备更优良的使用寿命，且耗费成本更低。以下，是对其中存在的关键性技术进行总结：

首先，是执行器能量需求：传统的鼓式制动的功率要求是100W，而盘式制动则需要1000W[4]。如果车辆电气系统的整体电压维持在12伏特，是很难保障能够满足其运作需求的。因此，执行器对于能量的需求非常关键。应该为其建立起足够电压的系统（一般是保持在42伏特），同时还需要应对高压所隐藏的安全隐患。

其次，是容错的要求：当取消了液压元件系统后，就不存在对应的后备执行系统。虽然在现阶段，可通过其他技术来提升整体系统的安全性，但还是需要保留一个基本的后备系统，若在电子控制单元中，发生故障时，便能及时开始启动，而关于容错的要求则是：容错的情况会根据场合的改变而变化，且在控制器等中存在备份。

再次，是关于执行器的要求：首先，需要具备良好的高温性能，能够承受住执行器周边的较高温度，其次，需要开发一些质量轻且价格实惠的制动器，且尺寸满足车辆设计的需求。

最后，是关于抗干扰的处理：往往在车辆的行驶途中，会接收到来自不同种类的干扰信息。最常见的是“对称式”、“非对称式”两种，两者各有各的优势。除此之外，线控制动系统的软件和硬件要进一步改完，从而满足不同车輛的有效需求。只有进行全面化考虑，才能创建其科学化的总线系统，进而获取良好的控制系统。

3 汽车线控制动技术的有效运用

关于汽车线控制动技术的有效运用，主要从线性制动系统等三个不同的方面进行阐述分析：

3.1 线性制动系统

汽车的线控制动系统涵盖面广，主要包括了控制装置、传动装置等多项构成，通过全面控制有关的制动系统，并联合先进的制动器。就能够在不同的制动器中，单独进行控制，完成独立操作。而制动踏板和制动器之间没有采用机械进行连接，而是用电线关联，通过电线将两者间的能量、信号等进行传送，不仅提升了传输效率，还能提高汽车的整体性能，有效保障了驾驶过程中的安全。

3.2 线控油门系统

线控油门，主要是通过电子将油门实施控制。在传统的油门控制中，是通过机械的踩踏方式，然后用油門拉杆的开合度将其进行控制，从其程度进行加速或是减速，采用了线控油门系统后，虽然在行驶中，依然是通过踩踏油门的操作来实现控制，但不同的是，拉杆并不会与油门相连，而是将信息传输到油门踏板旁边中对应的传感器中，然后将信号处理后，由油门执行器进行操作，对油门的开合程度实施控制，整个过程不仅提升了安全性，也提升了驾驶人员的舒适度。

3.3 线控转向系统

和传统的转向盘、车轮等相连的机械结构不同，线控转向技术，就是利用了电子元器件等，将驾驶员所发出的转向指令转换为电信号，进而通过转向系统进行控制，完成转向轮的操作。在线控转向系统中，主要包括了车速传感器、电子控制单元等构成，其中，车速传感器就是用于监测出行驶的速度情况，而电子控制器则是对车速、转角等多种信息进行综合，随后向电动机发送出转向的信号，从而完成转向动作。除此之外，此系统还可以通过模拟转向盘的反馈力矩，让驾驶人员能够得出比较适宜的路况信息，并且还能对驾驶员的操作进行识别，当驾驶员操作有误，或是车辆处于非稳定的行驶状况中，会发出对应的控制信号，使转向轮进行控制，使汽车维持在稳定中，保障了行驶安全。

4 汽车线控制动技术的发展与展望

综上所述，汽车线控制动技术是一项新型的制动理念，它的运用和发展，能够大幅度地提升汽车在制动上的安全性，给汽车产业带来了新的发展方向。它在国外的发展较早：早在2002年9月时，在巴黎举办了一项车辆展览。其中，曾推行除了一款“Hy-wire”（即：通过氢燃料进行驱动，进而实施线控）的线控燃料电池车，此项发明并被《时代周刊》给予了较高评价。随后，在日本丰田的纽约国际车展上，同样展示了一款类似车。在此之后，奔驰公司所推出的SL500等车型，就最先采用了线控制动技术。而从国内发展的情况分析，其研究步伐相对而言较晚，从各大高校（包括吉林大学等）、及相关的科研机构开始了解并探析后，此项技术才逐步成为汽车产业中的重要课题。而在现阶段中，现代汽车制动控制技术，也正朝着线控制动的方向进行转变，此项技术也开始逐渐占据了重要地位，取代传统的方式[5]。同时，随着汽车其它相关的科技不断更新和发展，会导致电子元器件的成本不断降低，另外，随着线控制动的技术不断更新，并不断结合其他的新型技术，必定会给汽车行业带来全新的变革，更好地满足了未来人们活动的需求，也推动了汽车产业的进一步变革和发展。

5 结语

随着线控制动技术的应用，让人们逐渐摒弃了传统的机械和液压传动装置，开始用电子线路、电子元器件等进行代替，提升了汽车的性能，使其具有传统汽车无法相比的优势，不仅整体充满智能化，还改善了汽车的动力性能，乘坐时亦提升了舒适度。目前，线控制动技术的发展还处于不断完善的阶段，一些关键性的技术中存在的局限还有待突破，但线控制动技术，实现了汽车制动中的高精度电子控制，具有重要的现实意义，也必定会带来较大的经济效益。

参考文献：

[1]陶喆，基于新能源汽车的线控制动Nbooster关键技术突破.上海市，上海拿森汽车电子有限公司，2020-05-15.

[2]张海山，伍星星，杨昭辉.汽车线控制动技术研究[J].汽车实用技术，2019（23）：52-54.

[3]罗锦锋.基于汽车智能化的高新技术研究[J].汽车实用技术，2019（17）：163-165.

[4]王洪涛，王芳，叶忠杰.汽车线控制动系统关键技术研究分析[J].现代信息科技，2019，3（09）：155-157.

[5]董雪梅.汽车线控制动技术的研究与分析[J].汽车实用技术，2019（05）：123-125.