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附 錄
附錄 A1 Wire control technology in car use
1.Line Control Move (Volkswagen wire) By
Line control servo system powered by realize electronic device, control device, gearing, brake four parts. ECU (electronic control units) for brake system for overall control by new electronic brake, each brakes have their own control unit. Mechanical connection reduce gradually, the brake pedal and brake the power transfer between separated, to be replaced by wire, wire transfer energy, cable relay signals. Line control move in cars since ABS since widely used on the braking system of once again skip-type development.
Current line control servo system is divided into two types: one is the electro-hydraulic braking system hydraulic EHB (Electronic - Volkswagen), another kind is Electronic Mechanical braking system Mechanical EMB (Electronic - Volkswagen). Electric hydraulic brake system of electronic and hydraulic system is to combine electronic control system, by hydraulic system provide motivation; Electronic and mechanical braking system will replace traditional brake system with wire the air or brake fluid force transmission medium, such as electric brakes to replace traditional brake, electronic and mechanical braking system is the development direction of future braking system. Line control servo system is the common features is Angle with the pedal force can step by step; the proportion of electronic control Has control of braking torque and pedal Angle corresponding program control unit; Program control unit can be based on other sensors or controller input signal active braking and other function realization.
2. Wire Control Steering System
Wire control Steering System referred By Steering SBW (By Wire System), it has the function of the network connection fault-tolerant control unit, actuators and sensors and redundancy of electronic control units, cancel the Steering dish and Steering wheel mechanical connection between entirely By electricity, realize Steering, from the traditional Steering System of various restrictions. Not only can free design of steering force transfer characteristics, but also can design the horns of the vehicle steering transmission characteristics, the design of steering characteristics to bring infinite space.
The driver turned to the disk operating, turning to dish sensor test driver's steering data (yaw angles sensors, camera, etc), to turn auxiliary system detection data, providing environmental ECU to data and environmental testing data through the network bus real-time transmission to the electronic control unit ECU, ECU to data and in accordance with the driver detection data, environment controlling steering actuators action achieve turning and will wheel corner, torque and road such as feeling of feedback to drivers, to ensure that the steering system reliable safety and system has set up redundancy electronic control units, in emergency situations, the system will ignore error messages, make the vehicle safety running smoothly.
3. Line Oil-control Door
Line oil-control door, also called electronic throttle, namely engine accelerator is through electronic control. The traditional throttle control mode is the accelerator pedal, drivers through by throttle levers of direct control engine accelerator open degree, thus decided to speeds up or slows down, the driver action and throttle action is through bars between the role of the mechanical connection. And with electronic connection line oil-control door instead of mechanical connection, the pilots on the accelerator pedal control by still pull rod, rod is not straight , but one received throttle attached to an accelerator pedal position sensor, the position of rod sensor that will change into electrical signals transmitted to the electronic control unit, automotive electronic control unit will to collect relevant sensor signal processed sends commands to throttle actuators control module, throttle actuators control module to send signals to the throttle actuators, thus control throttle opening-closing degree. That is the driver with throttle action of action between the electrical signals by electronic components is connected. Line than traditional throttle control oil door way according to precise, engine running of the various auto finely tuned into the cylinder of information, the fuel air mixture, improve engine combustion status, which greatly improve the performance and fuel economy of car.
Toyota models adopted in Lexus all electronic thread oil-control door systems, have 2 accelerator pedal position sensor, all send data to the engine control unit ECM, if one of the accelerator pedal position sensor no signal, car can still driving, and engine warning light; If two accelerator pedal position sensor are no signal, the engine working in idle state. Line of oil door system according to the driver intention of action, analysis the driver, accurate control of the throttle and increase the driving stability and dynamic economy.
In the new generation of accord sedan V6 engine 2.4 L and 3.0 L had adopted line on new technology of oil door. Through the sensor to monitor the accelerator pedal position of power control, ECU. Its advantage is improved started smooth, improved fuel efficiency engine response, defect is a slight lag. In addition the wire control technology brings another advantage is that fixed speed cruise function, its control key is integrated in on steering wheel, simple operation is convenient.
Honda motor company Civic series to the eighth and evolution of 2005. The vehicle adopted 1 four cylinder engine, 1.8 L newly developed 1.8 cixin Li - VTEC control variable valve timing (intelligent and lift) inline 4 cylinder engine can burst 103kW for maximum power peak torque can reach more than 174Nm, almost all the natural inlet type with displacement of domestic models. This engine applied the Honda's latest I - VTEC technology, match with use wire the throttle control technology, can very effectively improve fuel economy, reducing harmful emissions. And intake efficiency and compression ratio are further improved, and made strong output power. Making yuan ECM, if one of the accelerator pedal position sensor no signal, car can still driving, and engine warning light; If two accelerator pedal position sensor are no signal, the engine working in idle state. Line of oil door system according to the driver intention of action, analysis the driver, accurate control of the throttle and increase the driving stability and dynamic economy.
Example: wire control technology in fuel-cell car can drive applications - general HY
HY wire control car change traditional mechanical transmission mode of connecting rod, using electronic signals to manipulate throttle, braking and steering mechanism. Canceled the traditional steering dish, throttle, brake pedal all operations are concentrated in a handles with one hand, the pilot can finish all of the operation. When pilots to speeds up or slows down, can promote the handle to the right or to the left; Braking buttons also installed in the handle, braking click braking button; When cornering, drivers simply up or down push lever.
Electronic wire control device constitute a set of convenient operation control unit that a set of control unit is called "X - drive". It replaced the traditional steering plate etc, with just one hand make drivers can be completed in all haste and slow (brake), turn operation.
Traditional car is through a set of mechanical device, like steering bar etc, the rotation through manipulation steering dish to wheel rotation. Wire control technology is the driver to turn into an electronic pulse instructions, the sensor captures an electronic pulse, the electronic pulse signal is driven by the electronic control motor to make wheel bogie rotation. Line control system is transformed into the instructions driver with the electrical signals, electrical signals to drive motor. Because the software determines the automobile driving characteristics, such as accelerated, deceleration (brake), turn, etc., all work just reproduced, implement the corresponding software programs.
附錄 A2 線控技術(shù)在汽車(chē)上的運(yùn)用
1.線控制動(dòng)（brake by-wire）
線控制動(dòng)系統(tǒng)由實(shí)現(xiàn)電子化的供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)器4個(gè)部分組成。ECU（電控單元）對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行整體控制，采用全新的電子制動(dòng)器，每個(gè)制動(dòng)器有各自的控制單元。機(jī)械連接逐漸減少，制動(dòng)踏板和制動(dòng)器之間的動(dòng)力傳遞分離開(kāi)，取而代之的是電線連接，電線傳遞能量，數(shù)據(jù)線傳遞信號(hào)。線控制動(dòng)是自ABS在汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用以來(lái)制動(dòng)系統(tǒng)的又一次飛躍式發(fā)展。
目前線控制動(dòng)系統(tǒng)分為2種類(lèi)型：一種是電液制動(dòng)系統(tǒng)EHB（Electronic-hydraulic Brake），另一種是電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)EMB（Electronic-Mechanical Brake）。電液制動(dòng)系統(tǒng)是將電子與液壓系統(tǒng)相結(jié)合，由電子系統(tǒng)控制，液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力；電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)則用電線取代傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中的空氣或制動(dòng)液等傳力介質(zhì)，電制動(dòng)器取代傳統(tǒng)制動(dòng)器，電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是未來(lái)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。線控制動(dòng)系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是都具有踏板轉(zhuǎn)角與踏板力可按比例調(diào)控的電子踏板；具有控制制動(dòng)力矩與踏板轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的程序控制單元；程序控制單元可基于其他傳感器或控制器的輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制動(dòng)及其它功能。
2.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)SBW（Steering By Wire System），它由具有容錯(cuò)功能的網(wǎng)絡(luò)相連接的控制單元、執(zhí)行器、傳感器和冗余電控單元組成，取消了轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接，完全由電實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制。不但可以自由設(shè)計(jì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向的力傳遞特性，而且可以設(shè)計(jì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向的角傳遞特性，給汽車(chē)轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計(jì)帶來(lái)無(wú)限的空間。
駕駛員操作轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)傳感器檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)（橫擺角傳感器、攝像機(jī)等），向轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)ECU提供環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)和環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線實(shí)時(shí)傳送給電子控制單元ECU，ECU按照駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)和環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行器動(dòng)作實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，并將車(chē)輪的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩和路感等反饋給駕駛員，為確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全可靠，系統(tǒng)設(shè)置了冗余電控單元，在緊急情況下，系統(tǒng)會(huì)忽略錯(cuò)誤信息，使車(chē)輛安全平穩(wěn)地運(yùn)行。
3.線控油門(mén)
線控油門(mén)，也稱(chēng)為電控油門(mén)，即發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)是通過(guò)電子控制的。傳統(tǒng)的油門(mén)控制方式是駕駛員通過(guò)踩油門(mén)踏板，由油門(mén)拉桿直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)的開(kāi)合程度，從而決定加速或減速，駕駛員的動(dòng)作與油門(mén)動(dòng)作之間是通過(guò)拉桿的機(jī)械作用連接的。而線控油門(mén)用電子連接代替機(jī)械連接，駕駛員仍然通過(guò)踩油門(mén)踏板控制拉桿，拉桿不是直接連接到油門(mén)，而是連著一個(gè)油門(mén)踏板位置傳感器，傳感器將拉桿的位置變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳送至汽車(chē)的電子控制單元，電子控制單元將采集到的相關(guān)傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送指令至油門(mén)執(zhí)行器控制模塊，油門(mén)執(zhí)行器控制模塊再發(fā)送信號(hào)給油門(mén)執(zhí)行器，從而控制油門(mén)的開(kāi)合程度。也就是說(shuō)駕駛員的動(dòng)作與油門(mén)的動(dòng)作之間是通過(guò)電子元件的電信號(hào)連接的。線控油門(mén)比傳統(tǒng)油門(mén)控制方式精確，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)汽車(chē)的各種行駛信息，精確調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的燃油空氣混合氣，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況，從而大大提高了汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
豐田公司在Lexus車(chē)型上采用了全電子的線控油門(mén)系統(tǒng)，系統(tǒng)有2個(gè)加速踏板位置傳感器，都發(fā)送數(shù)據(jù)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECM，如果其中一個(gè)加速踏板位置傳感器沒(méi)有信號(hào)，汽車(chē)仍能行駛，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)警燈點(diǎn)亮；如果2個(gè)加速踏板位置傳感器都沒(méi)有信號(hào)，則發(fā)動(dòng)機(jī)工作在怠速狀態(tài)。線控油門(mén)系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的動(dòng)作，分析駕駛員的意圖，精確地控制油門(mén)，增加了駕駛穩(wěn)定性和動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性。
在新一代雅閣V6轎車(chē)的2.4L和3.0L發(fā)動(dòng)機(jī)上就采用了線控油門(mén)的新技術(shù)。通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)油門(mén)踏板位置，ECU對(duì)動(dòng)力進(jìn)行控制。其優(yōu)點(diǎn)是改善了起步的平順性、提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)稍有滯后。此外由線控技術(shù)帶來(lái)的另一個(gè)好處就是定速巡航功能，其控制鍵被集成在轉(zhuǎn)向盤(pán)上，操作簡(jiǎn)單便捷。
本田汽車(chē)公司Civic系列2005年演進(jìn)至第八代。該車(chē)采用了1臺(tái)1.8L四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，此款最新開(kāi)發(fā)的1.8Li-VTEC（智能型電控可變氣門(mén)正時(shí)和升程）直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠爆發(fā)出103kW的最大功率，峰值轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到174Nm，幾乎超過(guò)了所有自然進(jìn)氣式同排量的國(guó)產(chǎn)車(chē)型。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用了本田最新的i-VTEC技術(shù)，配以采用線控技術(shù)的節(jié)氣門(mén)，能夠非常有效地提高燃油經(jīng)濟(jì)性，降低有害物的排放。而且進(jìn)氣效率和壓縮比都進(jìn)一步提高，造就了強(qiáng)大的輸出功率。 制單元ECM，如果其中一個(gè)加速踏板位置傳感器沒(méi)有信號(hào)，汽車(chē)仍能行駛，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)警燈點(diǎn)亮；如果2個(gè)加速踏板位置傳感器都沒(méi)有信號(hào)，則發(fā)動(dòng)機(jī)工作在怠速狀態(tài)。線控油門(mén)系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的動(dòng)作，分析駕駛員的意圖，精確地控制油門(mén)，增加了駕駛穩(wěn)定性和動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性。
例：線控技術(shù)在可駕駛?cè)剂想姵仄?chē)上的應(yīng)用—通用HY
HY線控汽車(chē)一改傳統(tǒng)機(jī)械連桿的傳動(dòng)方式，采用電子信號(hào)來(lái)操縱油門(mén)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。取消了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)、油門(mén)、制動(dòng)踏板，所有的操作都集中在一個(gè)手柄上，駕駛員可以用一只手完成所有的操作。當(dāng)駕駛員要加速或減速時(shí)，可以向左或者向右推動(dòng)手柄；制動(dòng)按鈕也安裝在這個(gè)手柄上，要制動(dòng)時(shí)按一下制動(dòng)按鈕；當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛員只需向上或者向下推動(dòng)手柄。
電子線控裝置構(gòu)成了一套操作靈活方便的控制單元，這一套控制單元被稱(chēng)為“X-drive”。它取代了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)等，使得駕駛員用一只手就可以完成所有的加速、減速（制動(dòng)）、轉(zhuǎn)彎等操作。
傳統(tǒng)的汽車(chē)是通過(guò)一套機(jī)械裝置，比如轉(zhuǎn)向桿等，通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)而使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。線控技術(shù)是將駕駛員要轉(zhuǎn)向的指令轉(zhuǎn)化為電子脈沖信號(hào)，傳感器捕捉電子脈沖信號(hào)，這個(gè)電子脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)由電子控制的電機(jī)來(lái)使得車(chē)輪轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動(dòng)。線控系統(tǒng)就是將駕駛員的指令轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，用這個(gè)電信號(hào)去驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于軟件決定了汽車(chē)行駛特征，比如加速、減速（制動(dòng)）、轉(zhuǎn)彎等，所有的工作只是轉(zhuǎn)載、執(zhí)行相應(yīng)的軟件程序。
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
李程
系部
汽車(chē)與交通工程
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛07-2
指導(dǎo)教師姓名
崔宏耀
職稱(chēng)
副教授
從事
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
否
題目名稱(chēng)
拉線操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
隨著汽車(chē)電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的逐步成熟和汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車(chē)線控技術(shù)也逐步得到青睞和深入研究是汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
汽車(chē)線控技術(shù)就是將駕駛員的操縱動(dòng)作經(jīng)過(guò)傳感器變成電信號(hào)，通過(guò)電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。目前包括線控?fù)Q檔系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)、線控懸架系統(tǒng)、線控增壓系統(tǒng)、線控油門(mén)系統(tǒng)及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其中線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在高級(jí)轎車(chē)、跑車(chē)及概念車(chē)上有廣泛的應(yīng)用，它為自動(dòng)駕駛提供了良好的平臺(tái)。
汽車(chē)離合器操縱形式有液壓和拉線式兩種。其中拉線式：布置方便，摩擦損失大機(jī)械式受車(chē)架、車(chē)身變形影響大兩種機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)的比較桿系傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低；壽命長(zhǎng)；可靠性高；缺點(diǎn)：關(guān)節(jié)點(diǎn)多，摩擦損失大，不適合遠(yuǎn)距離操縱，受車(chē)身或車(chē)架的變形影響。拉線傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低；克服了桿系傳動(dòng)的不適合遠(yuǎn)距離操縱，受車(chē)身或車(chē)架的變形影響缺點(diǎn)；可采用吊掛式的踏板；缺點(diǎn)：繩索的壽命短，拉伸剛度小；拉伸變形導(dǎo)致增加踏板行程。
本設(shè)計(jì)針對(duì)拉線操縱式離合器設(shè)計(jì)線控操縱系統(tǒng)，可與原系統(tǒng)的功能進(jìn)行切換工作。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
基本參數(shù)
參考捷達(dá)轎車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)型式：發(fā)動(dòng)機(jī)前橫置前輪驅(qū)動(dòng)
總質(zhì)量：1.5t
驅(qū)動(dòng)橋滿載：0.8T;
最大爬坡：30%
設(shè)計(jì)線控離合器
設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
（1）研究汽車(chē)離合器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；
（2）分析離合器接合過(guò)程；
（3）分析計(jì)算離合器的操縱力變化規(guī)律建立離合器的力學(xué)模型；
（4）選擇驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)布置形式。
（5）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
技術(shù)要求（研究方法）：
（1）響應(yīng)速度優(yōu)于0.2秒；
（2）動(dòng)作無(wú)沖；
（3）結(jié)構(gòu)尺寸小，便于安裝；
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
設(shè)計(jì)圖紙（合0號(hào)圖紙1張布置圖及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）；
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2萬(wàn)字左右）；
相關(guān)外文翻譯（1篇2千字左右）；
控制系統(tǒng)硬件軟件（執(zhí)行機(jī)構(gòu)可模擬）；
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告 第2周
（2）整體方案設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)示意圖（手繪）第3周
（3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，系統(tǒng)布置，4-5周
（4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6-12周
（5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13周
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改 第14、15周
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周
五、主要參考資料
[1]王曉明，電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制（第3版）[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社. 2011
[2]王吉忠.尹寧霞.王澤鵬，車(chē)用單片機(jī)系統(tǒng)[M]，實(shí)驗(yàn)教程.中國(guó)電力出版社，2009.
[3]孫同景.陳桂友，F(xiàn)reescale9S12十六位單片機(jī)原理及嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2010.
[4]李涵武.趙雨旸，汽車(chē)電器與電子技術(shù)[M]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009.
[5]任桂周.侯樹(shù)展.曲金玉，汽車(chē)電子新興技術(shù)—線控技術(shù)[J].山東理工大學(xué)，2007.
[6]盧靜.陳非凡.張高飛，基于單片機(jī)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]，北京：北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002
[7]王鑒光，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)[M]，北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，1994.
[8]儲(chǔ)愛(ài)華.張植保.朱磊，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在混合動(dòng)力汽車(chē)電控離合器系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]，電控離合器，2009.
[9]徐石安.江發(fā)潮，汽車(chē)離合器[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2005.
[10]陶永華，新型PID控制及其應(yīng)用[M]，機(jī)械工業(yè)出版社.，2002
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 拉線操縱式離合器
電子線控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱(chēng): 汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí): 車(chē)輛工程B07-2班
學(xué) 生 姓 名: 李 程
導(dǎo) 師 姓 名: 崔 宏 耀
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011年2月28日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
李 程
系部
汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B07—2班
指導(dǎo)教師姓名
崔宏耀
職稱(chēng)
副教授
從事
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
否
題目名稱(chēng)
拉線操縱式離合器電子線控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
（一）線控技術(shù)的現(xiàn)狀
目前，線控技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于航空業(yè)，用線控制系統(tǒng)來(lái)取代傳統(tǒng)的液壓和機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，采用線控技術(shù)的制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)有望在未來(lái)汽車(chē)上率先獲得應(yīng)用，不久的將來(lái)線控離合器也將會(huì)出現(xiàn)在汽車(chē)上。國(guó)外GM、DELPHI、KOYO、TRW、BENZ等公司已運(yùn)用線控技術(shù)開(kāi)發(fā)了概念車(chē)。
汽車(chē)的各種操縱系統(tǒng)正向電子化、自動(dòng)化方向發(fā)展，在未來(lái)十年內(nèi)，傳統(tǒng)的汽車(chē)機(jī)械操縱系統(tǒng)將變成通過(guò)高速容錯(cuò)通信總線與高性能CPU相連的電氣系統(tǒng)。如汽車(chē)將采用電氣馬達(dá)和電控信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)線控駕駛(steerbywire)、如線控制動(dòng)（brake by-wire）、線控轉(zhuǎn)向（steer by-wire）、線控油門(mén)（throttle by-wire）、線控懸架（suspension by-wire），線控離合器等正在加緊研究開(kāi)發(fā)。當(dāng)線控這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時(shí)，汽車(chē)將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向機(jī)全都不見(jiàn)了，線控系統(tǒng)將完全取代現(xiàn)有系統(tǒng)中的液壓和機(jī)械控制,汽車(chē)可以說(shuō)是一臺(tái)裝在輪子上的計(jì)算機(jī)。
例：線控技術(shù)在可駕駛?cè)剂想姵仄?chē)上的應(yīng)用—通用HY
HY線控汽車(chē)一改傳統(tǒng)機(jī)械連桿的傳動(dòng)方式，采用電子信號(hào)來(lái)操縱油門(mén)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。取消了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)、油門(mén)、制動(dòng)踏板，所有的操作都集中在一個(gè)手柄上，駕駛員可以用一只手完成所有的操作。當(dāng)駕駛員要加速或減速時(shí)，可以向左或者向右推動(dòng)手柄；制動(dòng)按鈕也安裝在這個(gè)手柄上，要制動(dòng)時(shí)按一下制動(dòng)按鈕；當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛員只需向上或者向下推動(dòng)手柄。
電子線控裝置構(gòu)成了一套操作靈活方便的控制單元，這一套控制單元被稱(chēng)為“X-drive”。它取代了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)等，使得駕駛員用一只手就可以完成所有的加速、減速（制動(dòng)）、轉(zhuǎn)彎等操作。
傳統(tǒng)的汽車(chē)是通過(guò)一套機(jī)械裝置，比如轉(zhuǎn)向桿等，通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)而使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。線控技術(shù)是將駕駛員要轉(zhuǎn)向的指令轉(zhuǎn)化為電子脈沖信號(hào)，傳感器捕捉電子脈沖信號(hào)，這個(gè)電子脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)由電子控制的電機(jī)來(lái)使得車(chē)輪轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動(dòng)。線控系統(tǒng)就是將駕駛員的指令轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，用這個(gè)電信號(hào)去驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于軟件決定了汽車(chē)行駛特征，比如加速、減速（制動(dòng)）、轉(zhuǎn)彎等，所有的工作只是轉(zhuǎn)載、執(zhí)行相應(yīng)的軟件程序。
（二）研究線控技術(shù)的目的和意義
目的：隨著汽車(chē)電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的逐步成熟和汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車(chē)線控技術(shù)也逐步得到青睞和深入研究是汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
汽車(chē)線控技術(shù)就是將駕駛員的操縱動(dòng)作經(jīng)過(guò)傳感器變成電信號(hào)，通過(guò)電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。目前包括線控?fù)Q檔系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)、線控懸架系統(tǒng)、線控增壓系統(tǒng)、線控油門(mén)系統(tǒng)及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其中線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在高級(jí)轎車(chē)、跑車(chē)及概念車(chē)上有廣泛的應(yīng)用，它為自動(dòng)駕駛提供了良好的平臺(tái)。
汽車(chē)離合器操縱形式有液壓和拉線式兩種。其中拉線式：布置方便，摩擦損失大機(jī)械式受車(chē)架、車(chē)身變形影響大兩種機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)的比較桿系傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低；壽命長(zhǎng)；可靠性高；缺點(diǎn)：關(guān)節(jié)點(diǎn)多，摩擦損失大，不適合遠(yuǎn)距離操縱，受車(chē)身或車(chē)架的變形影響。拉線傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低；克服了桿系傳動(dòng)的不適合遠(yuǎn)距離操縱，受車(chē)身或車(chē)架的變形影響缺點(diǎn)；可采用吊掛式的踏板；缺點(diǎn)：繩索的壽命短，拉伸剛度??；拉伸變形導(dǎo)致增加踏板行程。本設(shè)計(jì)針對(duì)拉線操縱式離合器設(shè)計(jì)線控操縱系統(tǒng)，可與原系統(tǒng)的功能進(jìn)行切換工作。
意義：由于操縱控制通過(guò)駕駛員的手完成，不需要轉(zhuǎn)向盤(pán)、轉(zhuǎn)向柱和腳踏板，這樣就減少了正面碰撞時(shí)的潛在危險(xiǎn)性，改善了汽車(chē)的安全性和舒適性，并為汽車(chē)設(shè)計(jì)提供了更大的設(shè)計(jì)空間，便于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)。由于駕駛特性如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、加速等過(guò)程都是程序設(shè)定的，設(shè)計(jì)師可設(shè)計(jì)不同的程序供用戶選擇。同時(shí)汽車(chē)比質(zhì)量變輕，性能高（響應(yīng)快）。線控系統(tǒng)取消了許多機(jī)械連接裝置、液壓裝置和氣壓裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝并簡(jiǎn)化維護(hù)工作，可能磨損的部件更少了，維護(hù)用品也可大大減小，減少維護(hù)費(fèi)用。若使用線控制動(dòng)無(wú)需制動(dòng)液，使汽車(chē)更為環(huán)保，減少維護(hù)。汽車(chē)的車(chē)內(nèi)娛樂(lè)裝置也集成到網(wǎng)絡(luò)之中，使得汽車(chē)導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛成為可能，整個(gè)汽車(chē)就是一個(gè)完整的電路整體。安裝測(cè)試簡(jiǎn)單快捷，更穩(wěn)固的電子接口（模塊結(jié)構(gòu)），隔板間無(wú)機(jī)械連接，簡(jiǎn)單布置就能增加電子控制功能。線控技術(shù)將會(huì)給汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了劃時(shí)代的飛躍。
當(dāng)然，目前線控技術(shù)還有很多的不足，如電子設(shè)備還相當(dāng)?shù)牟豢煽俊姶鸥蓴_、器件失效、軟件程序的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)攻擊等等。一旦電路失效而沒(méi)有機(jī)械冗余就會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果——轉(zhuǎn)向失靈、油門(mén)難以控制和不能制動(dòng)!所以線控技術(shù)研究的重點(diǎn)應(yīng)該是系統(tǒng)的可靠性和安全性。
（三）線控技術(shù)的發(fā)展前景
在國(guó)內(nèi)，除了同濟(jì)大學(xué)研究完成的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外，由北京理工大學(xué)完成的“一種電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品及其應(yīng)用”獲得了2004年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)。其中的一項(xiàng)技術(shù)就是利用線控同步換檔和行星傳動(dòng)技術(shù)，取消了主離合器，簡(jiǎn)化了換檔機(jī)構(gòu)，研制了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能匹配優(yōu)良的線控行星變速器。國(guó)內(nèi)的一些高校也正在進(jìn)行線控技術(shù)的研究。
線控技術(shù)研究的難點(diǎn)在于高性能控制器的研制，要求在整個(gè)系統(tǒng)中有精確高速的通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò)，使控制中心和執(zhí)行器之間能完全協(xié)調(diào)、匹配工作；而且需要高效的容錯(cuò)技術(shù)，使得系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠保障一定的安全，即系統(tǒng)有好的可靠性。
目前線控技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用還不成熟。但隨著汽車(chē)各系統(tǒng)的電子化、集成化的發(fā)展需要，線控技術(shù)發(fā)展迅速，作為一種汽車(chē)高新電子技術(shù)，線控技術(shù)必將得到廣泛的應(yīng)用。但電子化不可能完全取代機(jī)械化，機(jī)械系統(tǒng)的損壞通常都是有過(guò)程的，而線控制系統(tǒng)的失效是瞬間的。如果線控制系統(tǒng)失效那一刻汽車(chē)的速度行駛過(guò)高，造成的后果就可能非常嚴(yán)重。電子控制要完全取代機(jī)械操作還需要時(shí)間。
2、 設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
基本參數(shù)
參考捷達(dá)轎車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)型式：發(fā)動(dòng)機(jī)前橫置前輪驅(qū)動(dòng)
總質(zhì)量：1.5t
驅(qū)動(dòng)橋滿載：0.8T;
最大爬坡：30%
設(shè)計(jì)線控離合器
設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
（1）研究汽車(chē)離合器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；
（2）分析離合器接合過(guò)程；
（3）分析計(jì)算離合器的操縱力變化規(guī)律建立離合器的力學(xué)模型；
（4）選擇驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)布置形式。
（5）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
擬解決的主要問(wèn)題：
（1）機(jī)構(gòu)響應(yīng)速度優(yōu)于0.2秒；
（2）動(dòng)作無(wú)緩沖；
（3）結(jié)構(gòu)尺寸小，便于安裝
（4）完成設(shè)計(jì)圖紙（合0號(hào)圖紙1張布置圖及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）；
（5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2萬(wàn)字左右）；
（6）相關(guān)外文翻譯 （1篇2千字左右）；
（7）控制系統(tǒng)硬件軟件軟件（執(zhí)行機(jī)構(gòu)可模擬）。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)查研究
資料采集、分析、整理，市場(chǎng)調(diào)研，了解實(shí)物特征及工作太原理
合理的選擇零部件及尺寸參數(shù)，合理布局
各種參數(shù)的計(jì)算，修改優(yōu)化，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)仿真的研究
編出正確工作控制程序
畫(huà)出裝配圖，工作原理圖，工作電路圖
完成設(shè)計(jì)
四、進(jìn)度安排
第 2 周 （1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告
第 3 周 （2）整體方案設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)示意圖（手繪）
第 4- 5 周 （3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，系統(tǒng)布置，
第6-12 周 （4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第 13 周 （5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第 15 周 （6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改
第 16 周 （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯
五、參考文獻(xiàn)
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[19]Dai HY.Zhang H Q. Zhang WH Robust performance analysis of active suspension with model uncertainty using structured singular value u approach [C]，1998
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)要求
一、“開(kāi)題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開(kāi)題報(bào)告”撰寫(xiě)規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及畢業(yè)論文撰寫(xiě)規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。