线控技术在飞机上的应用[XCAR科技原创]随着科学技术的发展,从航空领域移植到汽车上的技术越来越多,虽然经过两期的介绍,但是这些技术还只是冰山一角,本期我们就解析一下最近较为火热的线控技术,看一看这项技术究竟会为汽车带来什么样的革命。
一、什么是线控技术线控技术(by-wire),通俗来讲就是由“电线”或者电信号来实现传递转向控制,而不是通过机械连接装置的“硬”连接来实现操作。
二、线控技术在飞机上的应用在飞机上,线控技术最早是用于实现飞机操控的线控转向技术,原理是将飞行员的操纵信号,经过变换器变成电信号,通过电缆直接传输到自主式舵机的一种系统。
它去掉了传统的飞机操纵系统中布满飞机内部的从操纵杆到舵机之间的机械传动装置和液压管路。
电传操纵系统的主要组成部分包括运动传感器、中央计算机、作动器和电源,它相当于人体的感觉器官、大脑和肌肉。
在1964年以前,飞机所搭载的转向都是机械式的操纵系统(最早为拉线式,后来出现了液压助力式)。
机械操纵系统在操纵装置(操纵杆、脚蹬)和飞机的舵机之间存在着一套相当复杂的机械联动装置和液压管路,飞行员操纵操纵杆和脚蹬,通过上述联动装置控制舵机位置,从而使飞机达到希望的姿态和航向。
随着飞机尺寸的增加和性能的进一步提高,增加稳定性帮助飞行员操纵变得日益迫切,于是在液压助力控制系统的基础上,利用电动陀螺仪原理增加了增稳系统,如偏航增稳系统、俯仰增稳系统和横滚增稳系统。
该系统通过传感器反馈的飞机状态,在程序控制下自动控制舵机偏转,以保证飞机的飞行定性。
不长时间后,通过离合器或其它使机械转向系统在不使用时断开的方法实现了操作的线控化,从这起飞机彻底告别了机械传动。
第一架采用线控操作系统的飞机就是于1964年试飞的美军F111“土豚”战斗机。
目前,除了军用飞机外,从空中客车A320开始,民航客机已经基本普及了线控转向技术。
2汽车中的线控技术其实,线控技术本身与我们的生活非常之近,除了上面提到过的遥控车,还有遥控电视、空调、厨具,甚至是门锁等。
在汽车中,也布满了各种各样的线控技术,辅助的系统如汽车影音控制、自动空调、电动调节后视镜、座椅、雨刷、各种电子稳定系统等。
控制系统如电子油门、电子变速器挡把等。
虽然线控技术随处可见,但是如同飞机一样做到颠覆传统的线控转向技术,仍然是屈指可数。
我们知道,转向系统就如同飞机的操作杆,早期的线控技术就是为了优化飞机方向舵的可操作性,而作为汽车“双腿”的转向系统是否也能采用线控技术呢?梅赛德斯-奔驰最早给出了答案。
第一款出现线控技术的汽车是奔驰在1996年发布的F200超级概念车,F200上提出的线控技术Wire-contol的核心是,取消方向盘、转向柱、油门、刹车踏板、制动油管等设备,一切皆通过电讯号传递指令,由驾驶员通过安装在车门内侧和中央控制台处的操纵杆来实现对车辆的控制, 除此之外,驾驶员对车辆的操控没有任何硬链接结构传导。
正如我们所见到的,这样的设计似乎有些天马行空,太过于颠覆传统的驾驶方式。
迄今为止,只有少部分技术被移植到量产车型上,核心的线控转向技术等并未实现量产。
不过,二十年前发布的奔驰F200概念车为后来很多厂商研发线控技术提供了一个很好的范例,但F200概念车上这种摒弃方向盘、油门、制动踏板的操作方式似乎还没有哪一辆量产车型照做,所以在现有汽车社会的环境下,这类全部使用线控技术的汽车要想在汽车行业推广,其难度相当大。
那么,线控转向技术的应用就此终结了吗?在近20年后的今天,英菲尼迪给出了另一种答案。
英菲尼迪Q50所搭载的线控主动转向系统Direct Adaptive Steering(DAS)就是源于飞机上的线控转向技术,作为首款搭载此项技术的量产车型,他的最大特点是颠覆了100多年的汽车机械转向历史。
同时也预示着汽车离自动驾驶时代更进了一步。
英菲尼迪Q50所搭载的线控主动转向(DAS)系统的原理是,三组ECU电脑根据方向盘的转动来将信号传递给三组电机,再由其中两组电机来控制车轮的转动角度和速度,一组电机来模拟路面的回馈力,另外还留有一组机械结构以备在三组ECU均发生故障时作为备用。
信号发送到驱动电机,驱动电机控制转向杆来实现转向。
以往我们已经针对英菲尼迪Q50以及其DAS线控转向系统做过许多报道,详情可以参考以下的相关内容回顾:编辑点评:飞机之所以应用线控技术,就是为了提高飞行员对飞机的精确操控和提高飞机本身的稳定性。
在汽车领域的应用,无非也是看重了此项技术的优势。
经过几十年的发展,虽然线控技术在汽车领域内得到了广泛的应用及普及,但是提高到汽车驾驶与操控层面,仍然处于“蹒跚学步”阶段。
目前,在乘用车市场中,仅有英菲尼迪Q50L车型搭载了线控转向系统,但是我们相信,这只是暂时。
正如飞机一样,不久将会有更多种类的线控技术,更为深入地搭载到汽车上,并得到普及。
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