Automotive Steer-By-Wire (SBW) System|Zloženie, princíp a vlastnosti
Automobilový automobilriadiť-po-kábli(SBW) systém pozostáva z troch hlavných komponentov: zostavy volantu, zostavy na vykonanie riadenia a hlavnej elektronickej riadiacej jednotky (ECU), ako aj pomocných systémov vrátane automatického systému prevencie porúch a systému napájania.
Prehľad
Automobilový systém riadenia-by{1}}po drôte (SBW) sa skladá z troch základných komponentov: zostavy volantu, zostavy vykonávania riadenia a hlavnej ECU spolu s pomocnými systémami, ako je automatický systém prevencie porúch a napájací zdroj.
Zostava volantu obsahuje volant, snímač uhla natočenia volantu, snímač krútiaceho momentu a motor spätného krútiaceho momentu volantu. Jeho primárnou funkciou je previesť zámer vodiča na riadenie (meraním uhla natočenia volantu) na digitálne signály a preniesť ich do hlavnej ECU. Medzitým prijíma signály krútiaceho momentu z hlavnej ECU na generovanie spätného krútiaceho momentu volantu a poskytuje vodičovi zodpovedajúce informácie o pocite z cesty. Zostava vykonávania riadenia obsahuje okrem iného snímač uhla predného kolesa, motor vykonávania riadenia, ovládač motora riadenia a komponenty riadenia predných kolies. Prijíma príkazy z hlavnej ECU a riadi otáčanie volantov pomocou ovládača motora riadenia, aby sa realizoval zámer vodiča riadiť.
Hlavná ECU analyzuje a spracováva zozbierané signály, aby určila stav pohybu vozidla a posiela pokyny do motora spätného krútiaceho momentu volantu a motora vykonávania riadenia na riadenie ich činnosti. To zaisťuje, že vozidlo poskytuje optimálnu odozvu za všetkých pracovných podmienok, čím sa znižuje potreba vodiča kompenzovať zmeny v charakteristike riadenia vozidla rýchlosťou a znižuje sa zaťaženie vodiča. Okrem toho môže ovládač identifikovať prevádzkové pokyny vodiča a posúdiť, či je ovládanie riadenia v aktuálnom stave primerané. Keď je vozidlo v nestabilnom stave alebo vodič vydá nesprávny pokyn, systém SBW zablokuje nesprávnu činnosť riadenia a automaticky vykoná kontrolu stability, aby sa vozidlo čo najskôr vrátilo do stabilného stavu.
Systém automatickej prevencie porúch je kľúčovým modulom systému SBW, ktorý zahŕňa sériu monitorovacích a implementačných algoritmov. Reaguje na rôzne typy a úrovne porúch zodpovedajúcimi spracovateľskými opatreniami, aby sa v maximálnej miere zachovala normálna jazda vozidla. Bezpečnosť vozidla ako jeden z najpoužívanejších dopravných prostriedkov musí byť prvoradým hľadiskom a základom celého výskumu. Automatická detekcia a spracovanie porúch preto patria medzi najdôležitejšie súčasti systému SBW. Prijíma dôslednú logiku detekcie chýb a spracovania na ďalšie zlepšenie bezpečnosti vozidla.
Systém napájania je zodpovedný za napájanie ovládača, dvoch výkonných motorov a ďalších-elektrických spotrebičov vozidla. Maximálny výkon samotného motora uhlového vyhotovenia predného kolesa sa pohybuje od 500W do 800W a spolu s ostatnými elektronickými zariadeniami na vozidle je zdroj značne zaťažený. Na zabezpečenie stabilnej prevádzky elektrickej siete pri veľkom zaťažení je preto obzvlášť dôležitý výkon napájacieho zdroja.
Pracovný princíp
Systém riadenia vozidla je kľúčovým komponentom, ktorý určuje aktívnu bezpečnosť vozidla. Tradičný automobilový systém riadenia je mechanický systém: vodič manipuluje s volantom a pohyb riadenia sa prenáša na volanty cez prevodovku riadenia a sériu spojení. Automobilový systém SBW eliminuje mechanické spojenie medzi volantom a volantmi, pričom riadenie realizuje výlučne pomocou elektrickej energie. Oslobodzuje sa od rôznych obmedzení tradičných systémov riadenia a umožňuje voľne navrhnúť charakteristiky prenosu sily aj charakteristiky prenosu uhla riadenia vozidla. To prináša neobmedzené možnosti pri navrhovaní charakteristík riadenia vozidla a predstavuje veľkú inováciu v systémoch riadenia automobilov.
Princíp činnosti automobilového systému SBW je nasledovný: Senzory detegujú údaje o riadení vodiča, ktoré sa potom prenášajú do{0}}ECU vozidla prostredníctvom dátovej zbernice a zo systému riadenia sa získavajú spätné príkazy. Systém riadenia tiež prijíma pokyny vodiča z ovládacieho mechanizmu riadenia a informácie o stave kolies zo systému riadenia, čím riadi pohyb celého systému riadenia. Systém riadenia ovláda kolesá tak, aby sa natáčali do požadovaného uhla, a spätne prenáša uhol kolesa a krútiaci moment do iných častí systému, ako je napríklad mechanizmus riadenia, aby vodič získal pocit z cesty. Intenzitu tohto pocitu na ceste je možné ovládať systémom riadenia podľa rôznych podmienok.
Charakteristika
Vylepšený výkon v oblasti bezpečnosti vozidlaOdstránením mechanických spojení, ako je napríklad stĺpik riadenia, sa úplne zabráni zraneniu vodiča zo stĺpika riadenia pri nehodách s kolízou. Inteligentná ECU posudzuje racionálnosť činnosti vodiča na základe jazdného stavu vozidla a vykonáva zodpovedajúce úpravy. Keď je vozidlo v extrémnych pracovných podmienkach, môže automaticky vykonávať kontrolu stability vozidla.
Vylepšené jazdné vlastnosti a manévrovateľnosť Prevod riadenia (pomer uhla natočenia volantu k uhlu kolesa) sa dynamicky upravuje na základe rýchlosti vozidla, trakčnej kontroly a ďalších relevantných parametrov. Pri nízkych rýchlostiach nízky prevod riadenia znižuje uhol natočenia volantu potrebný na otáčanie alebo parkovanie; pri vysokých rýchlostiach zaisťuje zvýšený prevod riadenia lepší-jazdný výkon v priamom smere.
Optimalizovaný pocit vodiča z cestyKeďže medzi volantom a volantmi neexistuje žiadne mechanické spojenie, vodičov „pocit na ceste“ generuje simulácia. Systém dokáže zo signálov extrahovať informácie, ktoré najlepšie odrážajú skutočný jazdný stav vozidla a podmienky na ceste, a použiť ich ako riadiacu premennú pre spätný krútiaci moment volantu. To zaisťuje, že volant poskytuje vodičovi iba užitočné informácie, čím poskytuje realistickejší pocit z cesty.
Zloženie
V podstate, asystém riadenia-by{1}}káblovýpozostáva z dvoch kľúčových komponentov: modul volantu (známy aj ako ovládač volantu) a modul riadenia (známy aj ako ovládač kolesa). Modul volantu je namontovaný na hornom stĺpiku riadenia a obsahuje tradičný volant, senzory, ktoré detegujú uhol natočenia volantu, silu riadenia alebo krútiaci moment riadenia, a elektromotor, ktorý vodičovi vytvára vhodný pocit z riadenia.