Automotive Steer-By-Wire (SBW) System|Σύνθεση, Αρχή & Χαρακτηριστικά
Ένα αυτοκίνητοκατευθύνετε-από-σύρμαΤο σύστημα (SBW) αποτελείται από τρία κύρια στοιχεία: ένα συγκρότημα τιμονιού, ένα συγκρότημα εκτέλεσης τιμονιού και μια κύρια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU), καθώς και βοηθητικά συστήματα που περιλαμβάνουν ένα αυτόματο σύστημα πρόληψης βλαβών και ένα σύστημα τροφοδοσίας ρεύματος.
Επισκόπηση
Ένα σύστημα διεύθυνσης αυτοκινήτου-με-σύρμα (SBW) αποτελείται από τρία βασικά εξαρτήματα: ένα συγκρότημα τιμονιού, ένα συγκρότημα εκτέλεσης τιμονιού και μια κύρια μονάδα ECU, μαζί με βοηθητικά συστήματα, όπως ένα αυτόματο σύστημα πρόληψης βλαβών και ένα τροφοδοτικό.
Το συγκρότημα τιμονιού περιλαμβάνει ένα τιμόνι, έναν αισθητήρα γωνίας τιμονιού, έναν αισθητήρα ροπής και έναν κινητήρα ροπής επιστροφής στο τιμόνι. Η κύρια λειτουργία του είναι να μετατρέπει την πρόθεση του τιμονιού του οδηγού (μετρώντας τη γωνία του τιμονιού) σε ψηφιακά σήματα και να τα μεταδίδει στην κύρια ECU. Εν τω μεταξύ, λαμβάνει σήματα ροπής από την κύρια ECU για τη δημιουργία ροπής επιστροφής στο τιμόνι, παρέχοντας στον οδηγό τις αντίστοιχες πληροφορίες αίσθησης του δρόμου. Το συγκρότημα εκτέλεσης διεύθυνσης περιλαμβάνει έναν αισθητήρα γωνίας μπροστινού τροχού, έναν κινητήρα εκτέλεσης διεύθυνσης, έναν ελεγκτή κινητήρα διεύθυνσης και εξαρτήματα διεύθυνσης μπροστινού τροχού, μεταξύ άλλων. Δέχεται εντολές από την κύρια ECU και ελέγχει την περιστροφή των τιμονιών μέσω του ελεγκτή του κινητήρα του τιμονιού για να πραγματοποιήσει την πρόθεση διεύθυνσης του οδηγού.
Η κύρια ECU αναλύει και επεξεργάζεται τα συλλεγμένα σήματα για να καθορίσει την κατάσταση κίνησης του οχήματος και στέλνει οδηγίες στον κινητήρα ροπής επιστροφής του τιμονιού και στον κινητήρα εκτέλεσης του τιμονιού για να ελέγξει τη λειτουργία τους. Αυτό διασφαλίζει ότι το όχημα προσφέρει βέλτιστη απόκριση κάτω από όλες τις συνθήκες εργασίας, μειώνοντας την ανάγκη του οδηγού να αντισταθμίσει τις αλλαγές στα χαρακτηριστικά διεύθυνσης του οχήματος με ταχύτητα και ελαφρύνοντας το βάρος του οδηγού. Επιπλέον, ο ελεγκτής μπορεί να αναγνωρίσει τις οδηγίες λειτουργίας του οδηγού και να κρίνει εάν η λειτουργία του συστήματος διεύθυνσης είναι λογική υπό την τρέχουσα κατάσταση. Όταν το όχημα βρίσκεται σε ασταθή κατάσταση ή ο οδηγός εκδίδει λανθασμένες οδηγίες, το σύστημα SBW θα εμποδίσει τη λανθασμένη λειτουργία διεύθυνσης και θα εκτελέσει αυτόματα έλεγχο ευστάθειας για να επαναφέρει το όχημα σε σταθερή κατάσταση το συντομότερο δυνατό.
Το αυτόματο σύστημα πρόληψης σφαλμάτων είναι μια κρίσιμη ενότητα του συστήματος SBW, το οποίο περιλαμβάνει μια σειρά από αλγόριθμους παρακολούθησης και υλοποίησης. Ανταποκρίνεται σε διαφορετικούς τύπους βλαβών και επίπεδα με αντίστοιχα μέτρα επεξεργασίας για τη διατήρηση της κανονικής οδήγησης του οχήματος στο μέγιστο βαθμό. Ως ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα μέσα μεταφοράς, η ασφάλεια των οχημάτων πρέπει να αποτελεί το πρωταρχικό μέλημα και το θεμέλιο κάθε έρευνας. Επομένως, η αυτόματη ανίχνευση και επεξεργασία σφαλμάτων είναι από τα πιο σημαντικά στοιχεία του συστήματος SBW. Υιοθετεί αυστηρή λογική ανίχνευσης και επεξεργασίας σφαλμάτων για να βελτιώσει περαιτέρω την απόδοση ασφάλειας του οχήματος.
Το σύστημα τροφοδοσίας είναι υπεύθυνο για την παροχή ρεύματος στον ελεγκτή, στους δύο κινητήρες εκτέλεσης και σε άλλες ηλεκτρικές συσκευές του οχήματος-. Η μέγιστη ισχύς μόνο του κινητήρα εκτέλεσης γωνίας του μπροστινού τροχού κυμαίνεται από 500W έως 800W και μαζί με άλλες ηλεκτρονικές συσκευές στο όχημα, η τροφοδοσία ρεύματος είναι υπό σημαντικό φορτίο. Επομένως, για να εξασφαλιστεί η σταθερή λειτουργία του δικτύου ισχύος κάτω από μεγάλα φορτία, η απόδοση του τροφοδοτικού είναι ιδιαίτερα σημαντική.
Αρχή Εργασίας
Το σύστημα διεύθυνσης του οχήματος είναι ένα βασικό στοιχείο που καθορίζει την ενεργητική ασφάλεια ενός οχήματος. Το παραδοσιακό σύστημα διεύθυνσης αυτοκινήτου είναι ένα μηχανικό σύστημα: ο οδηγός χειρίζεται το τιμόνι και η κίνηση του τιμονιού μεταδίδεται στα τιμόνια μέσω του μηχανισμού διεύθυνσης και μιας σειράς συνδέσμων. Το σύστημα αυτοκινητοβιομηχανίας SBW εξαλείφει τη μηχανική σύνδεση μεταξύ του τιμονιού και των τροχών, πραγματοποιώντας το τιμόνι εξ ολοκλήρου με ηλεκτρική ενέργεια. Ξεφεύγει από τους διάφορους περιορισμούς των παραδοσιακών συστημάτων διεύθυνσης, επιτρέποντας τον ελεύθερο σχεδιασμό τόσο των χαρακτηριστικών μετάδοσης δύναμης όσο και των χαρακτηριστικών γωνιακής μετάδοσης του συστήματος διεύθυνσης του οχήματος. Αυτό προσφέρει απεριόριστες δυνατότητες στο σχεδιασμό των χαρακτηριστικών διεύθυνσης του οχήματος και αντιπροσωπεύει μια σημαντική καινοτομία στα συστήματα διεύθυνσης αυτοκινήτου.
Η αρχή λειτουργίας του συστήματος SBW αυτοκινήτου είναι η εξής: Οι αισθητήρες ανιχνεύουν τα δεδομένα διεύθυνσης του οδηγού, τα οποία στη συνέχεια μεταδίδονται στην ECU του οχήματος που βρίσκεται στο-όχημα μέσω ενός διαύλου δεδομένων και λαμβάνονται εντολές ανάδρασης από το σύστημα ελέγχου διεύθυνσης. Το σύστημα ελέγχου διεύθυνσης λαμβάνει επίσης τις οδηγίες διεύθυνσης του οδηγού από τον μηχανισμό ελέγχου του τιμονιού και πληροφορίες για την κατάσταση του τροχού από το σύστημα διεύθυνσης, δίνοντας έτσι εντολή στην κίνηση ολόκληρου του συστήματος διεύθυνσης. Το σύστημα διεύθυνσης ελέγχει τους τροχούς να στρίβουν στην απαιτούμενη γωνία και ανατροφοδοτεί τη γωνία τροχού και τη ροπή περιστροφής σε άλλα μέρη του συστήματος, όπως ο μηχανισμός ελέγχου διεύθυνσης, για να παρέχει στον οδηγό αίσθηση του δρόμου. Η ένταση αυτής της αίσθησης δρόμου μπορεί να ελεγχθεί από το σύστημα ελέγχου διεύθυνσης σύμφωνα με διαφορετικές συνθήκες.
Χαρακτηριστικά
Βελτιωμένη απόδοση ασφάλειας του οχήματος Η αφαίρεση μηχανικών συνδέσεων όπως η κολόνα τιμονιού αποφεύγει πλήρως τον τραυματισμό του οδηγού από την κολόνα τιμονιού σε ατυχήματα σύγκρουσης. Η έξυπνη ECU κρίνει τον ορθολογισμό της λειτουργίας του οδηγού με βάση την κατάσταση οδήγησης του οχήματος και κάνει τις αντίστοιχες ρυθμίσεις. Όταν το όχημα βρίσκεται σε ακραίες συνθήκες εργασίας, μπορεί να εκτελέσει αυτόματα έλεγχο ευστάθειας στο όχημα.
Βελτιωμένα χαρακτηριστικά οδήγησης και ευελιξία Η αναλογία του τιμονιού (ο λόγος της γωνίας του τιμονιού προς τη γωνία του τροχού) προσαρμόζεται δυναμικά με βάση την ταχύτητα του οχήματος, τον έλεγχο πρόσφυσης και άλλες σχετικές παραμέτρους. Σε χαμηλές ταχύτητες, ο χαμηλός λόγος τιμονιού μειώνει τη γωνία περιστροφής του τιμονιού που απαιτείται για τη στροφή ή το παρκάρισμα. στις υψηλές ταχύτητες, η αυξημένη αναλογία διεύθυνσης εξασφαλίζει καλύτερες επιδόσεις στην ευθεία-οδήγηση.
Βελτιστοποιημένη αίσθηση δρόμου για τον οδηγό Δεδομένου ότι δεν υπάρχει μηχανική σύνδεση μεταξύ του τιμονιού και των τροχών, η "αίσθηση δρόμου" του οδηγού δημιουργείται από την προσομοίωση. Το σύστημα μπορεί να εξάγει πληροφορίες που αντικατοπτρίζουν καλύτερα την πραγματική κατάσταση οδήγησης του οχήματος και τις συνθήκες του δρόμου από τα σήματα και να τις χρησιμοποιεί ως μεταβλητή ελέγχου για τη ροπή επιστροφής του τιμονιού. Αυτό διασφαλίζει ότι το τιμόνι παρέχει μόνο χρήσιμες πληροφορίες στον οδηγό, παρέχοντας έτσι μια πιο ρεαλιστική αίσθηση του δρόμου.
Σύνθεση
Ουσιαστικά, ακαθοδήγηση-με-σύστημα καλωδίωναποτελείται από δύο βασικά εξαρτήματα: μια μονάδα τιμονιού (γνωστή επίσης ως ενεργοποιητής τιμονιού) και μια μονάδα τιμονιού (γνωστή επίσης ως ενεργοποιητής τιμονιού). Η μονάδα τιμονιού είναι τοποθετημένη στην επάνω κολόνα του τιμονιού και περιλαμβάνει ένα παραδοσιακό τιμόνι, αισθητήρες που ανιχνεύουν τη γωνία του τιμονιού, τη δύναμη του τιμονιού ή τη ροπή του τιμονιού και έναν ηλεκτροκινητήρα που δημιουργεί την κατάλληλη αίσθηση διεύθυνσης στον οδηγό.