Inovácia a budúcnosť elektrických systémov riadenia pre úžitkové vozidlá
Uprostred vlny elektrifikácie vozidiel a inteligencie vstupuje automobilový priemysel do kritického obdobia prechodu od funkčných vozidiel k inteligentným vozidlám. Táto transformácia podnietila rýchly vývoj mnohých špičkových-technológií, medzi ktoré patriariadiť-po-káblitechnológia podvozku-jeden zo základných základov inteligentnej jazdy-signalizuje príchod novej automobilovej éry. Realizácia-autonómneho riadenia na vysokej úrovni v budúcnosti bude vo veľkej miere závisieť od technológie podvozku riadeného-by{5}}wire.
Technológia Steer-by{1}}wire nahrádza tradičné mechanické spojenia elektrickým prenosom signálu, čím prekonáva obmedzenia konvenčných mechanizmov riadenia a prináša revolučné zmeny v ovládaní vozidla. Riadený-podvozok{4}}po drôte zvyčajne zahŕňa päť kľúčových systémov: riadenie, brzdenie, odpruženie, pohon a radenie. Medzi jeho hlavné výhody patrí kompaktná konštrukcia, silná ovládateľnosť a rýchla odozva.
Ďalej sa zameriame na hlavnú doménu technológie steer-by{1}}wire. V porovnaní s osobnými vozidlami čelia úžitkové vozidlá náročnejším výzvam v systémoch riadenia, ako sú vysoké náklady, dlhé rázvory a požiadavky na riadenie viacerých-náprav. V súčasnosti je primárna funkcia systémov riadenia úžitkových vozidiel stále obmedzená na poskytovanie základnej podpory riadenia. Pokročilé funkcie, ako napríklad nastavenie asistencie-citlivé na rýchlosť, automatický návrat-do{8}}centra, aktívne ovládanie riadenia a autonómne nastavenie režimov asistencie, zostávajú vo fáze výskumu, vývoja a pilotnej inštalácie.
Hydraulický posilňovač riadenia je naďalej hlavným riešením pre úžitkové vozidlá. Má však dlhodobé{1}}nevýhody vrátane vysokej hladiny hluku, -nenastaviteľných asistenčných charakteristík a neschopnosti podporovať elektronické ovládanie alebo funkcie riadenia-pomocou{4}}kábla.
S rýchlym pokrokom v oblasti elektronického riadenia a inteligentných technológií sa systémy riadenia úžitkových vozidiel postupne presúvajú smerom k elektronicky riadenému riadeniu a riadeniu-pomocou{1}}káblových riešení. Tento posun viedol k vývoju technológií, ako je elektro-hydraulický posilňovač riadenia (EHPS),Elektrický posilňovač riadenia(EPS) a rôzne nové konfigurácie kormidlového zariadenia. Tieto elektronicky riadené systémy riadenia nielenže riešia prirodzené obmedzenia tradičných hydraulických systémov, ale tiež výrazne zlepšujú výkon riadenia, aktívne ovládanie, bezpečnosť jazdy a celkový zážitok z jazdy.
Elektro-hydraulický posilňovač riadenia (EHPS) kombinuje tradičný systém hydraulického posilňovača riadenia (HPS) s elektromotorom a môže zostať kompatibilný s pôvodným rozhraním HPS vozidla. Systémy EHPS sa široko používajú v ľahkých-, stredne{3}}a ťažkých-nákladných vozidlách, ako aj v stredne-veľkých a veľkých autobusoch.
S rýchlym rastom nových energetických úžitkových vozidiel-ako sú autobusy, logistické vozidlá a sanitárne vozidlá- sa zdroj energie tradičných hydraulických systémov riadenia postupne presunul zo spaľovacích motorov na elektromotory. Palubné vysokonapäťové batériové systémy medzitým umožnili použitie vysokovýkonných elektrických čerpadiel-. Systém EHPS, o ktorom sa tu diskutuje, je v podstate hydraulický posilňovač riadenia poháňaný-elektrickým čerpadlom s vysokým výkonom.
Dňa 12. mája 2020 bola oficiálne vydaná národná povinná norma GB 38032-2020 Bezpečnostné požiadavky na elektrické autobusy. Článok 4.5.2 tejto normy zavádza nové požiadavky na ovládanie posilňovača počas jazdy: ak dôjde k abnormálnemu odpojeniu vysokého napätia triedy B, keď je vozidlo v pohybe a rýchlosť vozidla presiahne 5 km/h, systém riadenia musí udržiavať posilňovač najmenej 30 sekúnd. Na dosiahnutie súladu s týmto nariadením väčšina elektrických čerpadiel používaných v súčasných elektrických autobusoch používa stratégiu riadenia dvojitého napájania.
V ľahkých-úžitkových vozidlách sa systémy elektrického posilňovača riadenia (EPS) postupne stali hlavným riešením. Tieto systémy zvyčajne využívajú elektrickú recirkulačnú guľôčku riadenia. V porovnaní s tradičnými systémami EHPS, EPS eliminuje zložité hydraulické komponenty, ako sú čerpadlá, ropné nádrže a potrubia, čo vedie k jednoduchšej štruktúre. Vďaka tomu sú systémy EPS ľahšie, ponúkajú rýchlejšiu odozvu a poskytujú presnejšie ovládanie.
V systémoch EPS pomoc pri riadení zabezpečuje elektromotor namiesto hydraulického tlaku. Regulátor presne reguluje výkon motora na základe signálov otáčania volantu. Keď vodič otočí volantom, senzory zachytia údaje o uhle a krútiacom momente v reálnom čase a prenesú ich do ovládača. Po spracovaní vyšle ovládač riadiace signály na pohon motora a poskytne vhodnú pomoc. Keď volant nie je v činnosti, asistenčný systém prejde do nečinného stavu, nespotrebováva žiadnu dodatočnú energiu, čím sa zvyšuje energetická účinnosť.
V súčasnosti sa na trhu začali zavádzať niektoré modely úžitkových vozidiel s nízkou tonážou-EPS riešeniavrátane ľahkých{0}}úžitkových vozidiel nezávisle vyvinutých našou spoločnosťou. Vývoj technológie elektrického riadenia sa čoraz viac diverzifikuje. Nové konfigurácie prevodovky riadenia, ako napríklad konštrukcie s priamou spojovacou tyčou-, sa vyvíjajú a dosahujú stabilný pokrok, aby spĺňali požiadavky na vysoký krútiaci moment úžitkových vozidiel.
V súčasnosti univerzity a výrobcovia na celom svete vyvinuli rôzne konfigurácie elektrických prevodoviek riadenia, ktoré sú schopné poskytnúť veľký krútiaci moment, ktorý vyžadujú úžitkové vozidlá. Tieto inovácie vniesli nový impulz do pokroku v technológii elektrického riadenia pre úžitkové vozidlá. Spomedzi nich vzbudil značnú pozornosť planétový elektrický prevod riadenia. Integruje kľúčové komponenty, ako je pomocný-motor, valcový redukčný mechanizmus, planétový redukčný mechanizmus a závitovková prevodovka. Kombináciou planetárneho a valcového redukčného mechanizmu tento dizajn účinne znižuje otáčky motora a zároveň zvyšuje výstupný krútiaci moment, čím spĺňa vysoké-požiadavky na krútiaci moment.
Mechanizmus šnekovej prevodovky medzitým zaisťuje hladký prenos spätného krútiaceho momentu volantu a zaťaženia vozovky. Elektrický prevod riadenia s cykloidným veterníkom integruje motor, cykloidný reduktor veterníka a reduktor kužeľového prevodu. Motor poháňa cykloidný veterníkový reduktor, ktorý sa potom pripojí k reduktoru s kužeľovým ozubením a nakoniec prenáša pohyb na vstupný hriadeľ riadenia. Táto konfigurácia sa vyznačuje kompaktnou a sofistikovanou štruktúrou a zároveň poskytuje vysoký krútiaci moment, ktorý zaisťuje ľahké a citlivé riadenie pre úžitkové vozidlá.
Elektromagnetický posilňovač riadenia využíva elektromagnetické princípy na dosiahnutie-posilňovača riadenia. Medzi jeho hlavné komponenty patrí zostava hrebeňa-a{3}}matice na vstupnom hriadeli riadenia, ktorá zaberá so sektorovým vahadlom uloženým v zostave prevodovky riadenia. Permanentný magnet je namontovaný na zostave stojana-a{6}}matice, zatiaľ čo jednosmerné elektromagnetické cievky sú nainštalované v zostavách horného a spodného krytu. Senzory na vstupnom hriadeli riadenia navyše monitorujú stav riadenia v reálnom čase.
Keď riadiaca jednotka ECU prijíma signály súvisiace s uhlom riadenia, rýchlosťou a krútiacim momentom, dodáva prúd vhodnej veľkosti a smeru do jednosmerných elektromagnetických cievok. Na základe princípu, že ako magnetické póly sa odpudzujú a opačné póly sa priťahujú, je zostava hrebeňa-a{2}}matice poháňaná tak, aby sa pohybovala, čím sa otáča hriadeľ sektorového vahadla a poskytuje pomoc pri riadení.
S neustálym pokrokom v technológiách autonómneho riadenia sa kladú vyššie požiadavky na bezpečnostnú redundanciu v systémoch riadenia-by{1}}wire. V súčasnosti demonštračné vozidlá s autonómnym riadením zvyčajne využívajú stratégie redundancie softvéru aj hardvéru na zaistenie prevádzkovej bezpečnosti. Tieto technológie sa však zatiaľ v masovo-vyrábaných úžitkových vozidlách veľmi neuplatňujú.
Stručne povedané, výber technológií riadenia-by{1}}wire pre úžitkové vozidlá sa líši v závislosti od faktorov, ako je zaťaženie vozidla, obmedzenia rozloženia a vyspelosť technológie. Viaceré technické cesty sa zbiehajú k riešeniam elektrického riadenia, čo predstavuje jasný trend v budúcom vývoji systémov riadenia úžitkových vozidiel.
