Привод по проводам
Технология привода по проводам или DbW в автомобильной промышленности представляет собой использование электронных или электромеханических систем вместо механических связей, которые управляют функциями вождения. Эта концепция аналогична электродистанционному управлению в авиационной отрасли. [ 2 ] Электропривод может относиться только к электронного приведению автомобиля в движение посредством управления дроссельной заслонкой . [ 3 ] или это может относиться к электронному управлению движением, а также рулевым управлением и торможением, которые по отдельности известны как проводное управление и проводное торможение , а также электронное управление другими функциями вождения транспортного средства . [ 4 ]
Действия водителя традиционно передаются механически на двигатель и колеса через рулевое колесо и рулевую колонку , дроссельную заслонку , гидравлические тормоза , ручки тормоза и так далее. В системах с электронным управлением действия водителя обрабатываются электронной системой управления, которая управляет транспортным средством с помощью электромеханических приводов . Интерфейс «человек-машина» , такой как рулевое колесо, штурвал, педаль акселератора, педаль тормоза и т. д., может включать в себя тактильную обратную связь , имитирующую сопротивление гидравлических и механических педалей и рулевого управления, включая отдачу рулевого управления . Такие компоненты, как рулевая колонка, промежуточные валы, насосы, шланги, ремни, охладители, вакуумные сервоприводы и главные цилиндры, исключены из автомобиля. Стандарты безопасности для электропривода определены стандартом 26262 ISO уровня D.
Характеристики
[ редактировать ]
Отказ от механических соединений имеет ряд преимуществ: он снижает сложность и упрощает сборку; упрощает обслуживание и настройку; уменьшает усилие, необходимое для задействования входных сигналов, и позволяет настраивать его с помощью тактильной технологии ; дает большую свободу дизайна интерьера в размещении механизмов ввода; позволяет автоматизировать функции вождения; снижает шум в кабине за счет устранения акустической связи с системами привода; а за счет уменьшения проемов в полу улучшается при столкновении . поведение автомобиля [ 6 ] Поскольку действия водителя можно игнорировать, безопасность можно повысить, обеспечив компьютерное вмешательство в управление автомобилем с помощью таких систем, как электронный контроль устойчивости (ESC), адаптивный круиз-контроль и системы помощи при движении по полосе . [ 2 ]
Каждая электронная система приводит к увеличению количества приводов в автомобиле и, следовательно, к большему потреблению энергии. Например, технология электронного управления добавляет приводные двигатели для создания крутящего момента, необходимого для поворота колес, и датчик обратной связи для создания «ощущения дороги» на рулевом колесе.
Соображения безопасности требуют резервирования датчиков действий водителя, сетей связи автомобиля , исполнительных механизмов, [ 6 ] и другие системы. Стандарты автомобильной безопасности, такие как ISO 26262, поведения электропривода требуют отказоустойчивого и отказоустойчивого . [ 7 ]
Безопасность и безопасность
[ редактировать ]Сбои в системах электропривода могут привести к потенциально опасным ситуациям, безопасность которых полностью зависит от характера неисправности транспортного средства . Институт Ахенского университета автомобильного транспорта (ika – Institut für Kraftfahrzeuge Aachen ) в сотрудничестве с Mercedes-AMG и другими изучает работу, риски и механизмы безопасности систем электропривода с помощью своего концептуального автомобиля с электроприводом. , СкоростьЭ. Изученные сценарии включают потерю контроля над ускорением, тормозами или рулевым управлением. [ 1 ]
Ранние проводные системы имели механические резервные системы на случай выхода из строя проводных систем. [ 3 ] Современная парадигма привода по проводам обходится без механического резервного копирования и опирается на резервирование , отказоустойчивые системы и другие меры безопасности: вычислительное резервирование посредством синхронизированных процессоров ; функциональное резервирование за счет модульной конструкции, при которой отказ одного модуля компенсируется идентичным модулем, например, путем векторизации крутящего момента для компенсации отказа модуля рулевого управления или торможения; мультисенсорное обнаружение неисправностей; самоизоляция поврежденных систем; и отказоустойчивая связь. Такие отказоустойчивые устройства определены стандартом 26262 ISO уровня D. [ 7 ]
оценка и стандартизация электронной компьютерной безопасности Также была проведена . Исследователи продемонстрировали в 2011 году [ 9 ] и 2013 г. [ 10 ] [ 11 ] что некоторые системы коммерческих автомобилей подвержены взлому , что позволяет осуществлять внешнее управление автомобилем. Демонстрации взлома включали удаленную активацию таких систем, как звуковой сигнал, дворники, акселератор, тормоза и трансмиссия. [ 11 ] Современные стандарты, такие как стандарт ISO/SAE 21434 и правила UNCE 155, 156 и 157, требуют специальных криптографических модулей , которые шифруют всю связь между ЭБУ и компонентами системы привода. [ 3 ]
Системы
[ редактировать ]
Тормоз по проводу
[ редактировать ]Система дистанционного торможения устраняет необходимость в механическом соединении, которое передает усилие между тормозами и устройством ввода данных водителя, таким как педаль или рычаг . Тремя основными типами систем электронного торможения являются: электронные стояночные тормоза , которые с начала 21 века стали более распространенными; электрогидравлические тормоза (EHB), которые могут быть реализованы вместе с устаревшими гидравлическими тормозами и с 2020 года нашли небольшое применение в автомобильной промышленности; и электромеханические тормоза (EMB), в которых не используется гидравлическая жидкость, которые по состоянию на 2020 год еще не были успешно внедрены в серийные автомобили из-за их новых методов приведения в действие. [ 14 ]
Переключение по проводу
[ редактировать ]В системе переключения передач по проводам используются электрические или электронные соединения, которые заменяют механическое соединение водителя между механизмом переключения передач и коробкой передач . С тех пор, как в 1996 году электронная система переключения передач стала коммерчески доступной, она широко использовалась в автоматизированных механических коробках передач , а позже была реализована в полуавтоматических и автоматических коробках передач . [ 6 ]
Парковку по проводу можно рассматривать как разновидность проводной передачи. [ 6 ] Не путать со стояночным тормозом с помощью троса который включает стояночный , тормоз . Стояночная защелка в традиционной автоматической коробке передач имеет механическую связь с рычагом переключения передач и блокирует коробку передач в положении парковки, когда ручка переключения передач находится в положении «парковка». Система автоматической парковки использует электронные команды, посылаемые на исполнительный механизм, который включает парковочную защелку.
Управляйте по проводам
[ редактировать ]Транспортное средство, оснащенное системой электродистанционного управления, может управлять некоторыми или всеми колесами без подключения рулевой колонки к осям колес. Он отличается от электроусилителя руля или усилителя рулевого управления, поскольку эти системы по-прежнему полагаются на рулевую колонку для механической передачи некоторого крутящего момента на колеса. [ 15 ]
Транспортным средством с системой электродистанционного управления водитель может управлять вручную с помощью рулевого колеса, штурвала или любого другого рулевого устройства, подключенного к одному или нескольким электронным блокам управления , которые используют входной сигнал для управления исполнительными механизмами рулевого управления, которые поворачивайте колеса и управляйте автомобилем. Рулевое колесо или штурвал может быть оснащен тактильной обратной связью для имитации ощущения дороги и сопротивления колеса, а также изменяться в зависимости от скорости автомобиля или настраиваемых настроек. [ 15 ] [ 16 ]
Дроссель по проводу
[ редактировать ]Ускорение по проводам или дроссельная заслонка по проводам, [ 17 ] более известная как электронное управление дроссельной заслонкой , представляет собой систему, которая приводит в движение транспортное средство без каких-либо механических соединений, таких как тросы, от педали акселератора к дроссельной заслонке двигателя или другим двигательным системам. В электромобилях эта система управляет электродвигателями, распознавая нажатие педали акселератора и отправляя команды модулям силовых инверторов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б SpeedE – Исследовательская платформа , ika – Институт транспортных средств RWTH Ахенского университета, 2016 г.
- ^ Jump up to: а б Остин Вебер (26 марта 2010 г.), «Обработка проволоки: по-проводной технологии» , журнал Assembly Magazine
- ^ Jump up to: а б с д Шайберт, Клаус; Костаригка, Артемида; Даннебаум, Удо; Амбекар, Абхиджит; Цай, Вэньлинь; Хайдт, Лоран (2023). «Проблемы с внедрением технологий X-By-Wire в легковые автомобили и легкие грузовики с точки зрения функциональной безопасности, кибербезопасности и доступности». Серия технических документов SAE . Том. 1. дои : 10.4271/2023-01-0581 . S2CID 258033364 .
- ^ Пиллаи, Арджун В.; Манойкумар, Б. (2022). «Обзор проводных технологий в автомобилях» . МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ТЕНДЕНЦИЯМ ХИМИЧЕСКОГО ТЕХНИКИ 2021 (ICoTRICE2021) . Материалы конференции AIP. Том. 2452. с. 030001. Бибкод : 2022AIPC.2452c0001P . дои : 10.1063/5.0113232 . S2CID 253697706 .
- ^ Крис Розамонд (12 января 2024 г.), «Первый в мире автомобиль с электроприводом разрывает все механические связи с водителем» , Auto Express
- ^ Jump up to: а б с д Харальд Наунхаймер; и др. (2011), «9.1.3 Электромеханическое переключение передач», Автомобильные трансмиссии: основы, выбор, конструкция и применение (второе изд.), Springer, doi : 10.1007/978-3-642-16214-5 , ISBN 978-3-642-16213-8
- ^ Jump up to: а б Арункумар Сампат, «На пути к функциональной безопасности в транспортных средствах с электроприводом» (PDF) , Mobility Engineering (декабрь 2020 г.)
- ^ Лидия Засс (26 июля 2023 г.), «25 лет ПАРАВАНУ» , sperrfrei-magazin.de
- ^ Чековей, Стивен. «Комплексный экспериментальный анализ автомобильных поверхностей нападения» . Ютуб . Архивировано из оригинала 31 мая 2017 года . Проверено 23 августа 2018 г.
- ^ Гринберг, Энди. «Хакеры раскрывают ужасные атаки на новые автомобили — со мной за рулем (видео)» . Форбс . Архивировано из оригинала 25 августа 2017 года . Проверено 26 августа 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Гринберг, Энди. «Хакеры удаленно убили джип на шоссе, находясь в нем со мной» . Проводной . Архивировано из оригинала 19 января 2017 года . Проверено 6 марта 2017 г.
- ^ ZF представляет технологию MOBILITY by-wire на выставке IAA в 2023 году
- ^ Георг Качер (10 июля 2023 г.), «Обзор Lotus Eletre 2024 года: первая международная поездка» , «Какой автомобиль?»
- ^ Дитер Шрамм; и др. (2020), «5 тормозных систем», Автомобильные технологии: технические основы нынешних и будущих автомобилей , De Gruyter Oldenbourg, doi : 10.1515/9783110595703 , ISBN 9783110595703 , S2CID 216374738
- ^ Jump up to: а б Крис Перкинс (17 марта 2023 г.), «Как Toyota обосновывает необходимость проводного управления» , Road & Track
- ^ Дженсер, Мэтт. «Загляните внутрь первого автомобиля с электронным управлением» . Проводной . Архивировано из оригинала 16 марта 2014 года . Проверено 6 марта 2017 г.
- ^ Джон Фуллер (28 апреля 2009 г.), «Как работает технология электронного управления» , HowStuffWorks
Внешние ссылки
[ редактировать ]
шасси Система управления |
|---|