Sterowanie samochodowe-Za pomocą-systemu przewodowego (SBW)|Skład, zasada i funkcje
Motoryzacjasteruj-za pomocą-przewoduSystem SBW składa się z trzech głównych elementów: zespołu kierownicy, zespołu wykonawczego układu kierowniczego i głównej elektronicznej jednostki sterującej (ECU), a także układów pomocniczych obejmujących system automatycznego zapobiegania awariom i układ zasilania.
Przegląd
Samochodowy układ kierowniczy-by-przewodowy (SBW) składa się z trzech podstawowych komponentów: zespołu kierownicy, zespołu wykonawczego układu kierowniczego i głównego ECU, a także systemów pomocniczych, takich jak automatyczny system zapobiegania awariom i zasilacz.
Zespół kierownicy obejmuje kierownicę, czujnik kąta skrętu kierownicy, czujnik momentu obrotowego i silnik momentu zwrotnego kierownicy. Jego podstawową funkcją jest przekształcanie zamiaru kierowcy w kierowanie (poprzez pomiar kąta skrętu kierownicy) na sygnały cyfrowe i przesyłanie ich do głównego ECU. W międzyczasie odbiera sygnały momentu obrotowego z głównego ECU w celu wygenerowania momentu zwrotnego na kierownicy, dostarczając kierowcy odpowiednich informacji o wyczuciu drogi. Zespół wykonawczy układu kierowniczego składa się między innymi z czujnika kąta przedniego koła, silnika sterującego, sterownika silnika sterującego i elementów sterujących przednimi kołami. Przyjmuje polecenia z głównego ECU i steruje obrotami kierownic za pośrednictwem sterownika silnika sterującego, aby zrealizować zamiar kierowania kierowcą.
Główny ECU analizuje i przetwarza zebrane sygnały w celu określenia stanu ruchu pojazdu i wysyła instrukcje do silnika momentu powrotnego kierownicy i silnika wykonawczego sterowania w celu sterowania ich działaniem. Zapewnia to optymalną reakcję pojazdu w każdych warunkach pracy, zmniejszając potrzebę kompensowania przez kierowcę zmian w charakterystyce układu kierowniczego pojazdu wraz z prędkością i odciążając kierowcę. Dodatkowo sterownik może rozpoznać polecenia kierowcy i ocenić, czy w danym stanie sterowanie jest zasadne. Gdy pojazd znajduje się w niestabilnym stanie lub kierowca wyda nieprawidłowe polecenie, system SBW zablokuje nieprawidłowe działanie układu kierowniczego i automatycznie przeprowadzi kontrolę stabilności, aby jak najszybciej przywrócić pojazd do stanu stabilnego.
Kluczowym modułem systemu SBW jest system automatycznego zapobiegania awariom, w skład którego wchodzi szereg algorytmów monitorujących i wdrażających. Reaguje na różne rodzaje i poziomy usterek za pomocą odpowiednich środków przetwarzania, aby w maksymalnym stopniu utrzymać normalną jazdę pojazdu. Ponieważ jest to jeden z najczęściej używanych środków transportu, bezpieczeństwo pojazdu musi być najważniejszym czynnikiem i podstawą wszystkich badań. Dlatego automatyczne wykrywanie i przetwarzanie błędów są jednymi z najważniejszych elementów systemu SBW. Przyjmuje rygorystyczną logikę wykrywania i przetwarzania usterek, aby jeszcze bardziej poprawić bezpieczeństwo pojazdu.
Układ zasilania odpowiada za zasilanie sterownika, dwóch silników wykonawczych i innych-urządzeń elektrycznych pojazdu. Maksymalna moc samego silnika wykonania kąta przedniego koła wynosi od 500 W do 800 W, a wraz z innymi urządzeniami elektronicznymi w pojeździe zasilacz jest pod dużym obciążeniem. Dlatego też, aby zapewnić stabilną pracę sieci elektroenergetycznej przy dużych obciążeniach, szczególnie ważna jest wydajność zasilacza.
Zasada działania
Układ kierowniczy pojazdu jest kluczowym elementem decydującym o bezpieczeństwie czynnym pojazdu. Tradycyjny samochodowy układ kierowniczy jest układem mechanicznym: kierowca manipuluje kierownicą, a ruch kierowniczy jest przenoszony na kierownice za pośrednictwem przekładni kierowniczej i szeregu połączeń. Samochodowy system SBW eliminuje mechaniczne połączenie między kierownicą a kierownicami, realizując sterowanie wyłącznie energią elektryczną. Uwalnia się od różnych ograniczeń tradycyjnych układów kierowniczych, umożliwiając swobodne projektowanie zarówno charakterystyki przenoszenia siły, jak i charakterystyki przenoszenia kąta układu kierowniczego pojazdu. Daje to nieograniczone możliwości projektowania właściwości układu kierowniczego pojazdu i stanowi główną innowację w samochodowych układach kierowniczych.
Zasada działania samochodowego systemu SBW jest następująca: czujniki wykrywają dane dotyczące kierowania przez kierowcę, które następnie są przesyłane do-ECU pojazdu za pośrednictwem magistrali danych, a polecenia zwrotne są uzyskiwane z układu sterowania kierownicą. Układ kierowniczy otrzymuje również instrukcje kierowania kierowcy od mechanizmu kierowniczego oraz informacje o stanie kół z układu kierowniczego, sterując w ten sposób ruchem całego układu kierowniczego. Układ kierowniczy steruje kołami, aby skręciły pod wymaganym kątem, i przekazuje kąt kół i moment obrotowy innym częściom układu, takim jak mechanizm kierowniczy, aby zapewnić kierowcy wyczucie drogi. Intensywność wrażenia z jazdy można regulować za pomocą układu kierowniczego w zależności od różnych warunków.
Charakterystyka
Zwiększone bezpieczeństwo pojazdu Usunięcie połączeń mechanicznych, takich jak kolumna kierownicy, całkowicie pozwala uniknąć obrażeń kierowcy spowodowanych kolumną kierownicy w wypadkach kolizyjnych. Inteligentny ECU ocenia racjonalność działania kierowcy na podstawie stanu jazdy pojazdu i dokonuje odpowiednich korekt. Gdy pojazd znajduje się w ekstremalnych warunkach pracy, może automatycznie przeprowadzić kontrolę stabilności pojazdu.
Lepsze właściwości jezdne i zwrotność Przełożenie układu kierowniczego (stosunek kąta skrętu kierownicy do kąta koła) jest dynamicznie dostosowywane w oparciu o prędkość pojazdu, kontrolę trakcji i inne istotne parametry. Przy małych prędkościach niskie przełożenie układu kierowniczego zmniejsza kąt obrotu kierownicy wymagany do skręcania lub parkowania; przy dużych prędkościach zwiększone przełożenie układu kierowniczego zapewnia lepszą wydajność-na prostej.
Zoptymalizowane wyczucie drogi przez kierowcę Ponieważ pomiędzy kierownicą a kierownicami nie ma mechanicznego połączenia, „wyczucie drogi” przez kierowcę generowane jest w drodze symulacji. System może wyodrębnić z sygnałów informacje, które najlepiej odzwierciedlają rzeczywisty stan jazdy pojazdu i warunki drogowe, i wykorzystać je jako zmienną sterującą momentem powrotnym kierownicy. Dzięki temu kierownica dostarcza kierowcy wyłącznie przydatnych informacji, zapewniając w ten sposób bardziej realistyczne wrażenia z jazdy.
Kompozycja
Zasadniczo, Asteruj-za pomocą-systemu przewodowegoskłada się z dwóch kluczowych elementów: modułu kierownicy (znanego również jako siłownik kierownicy) i modułu sterującego (znanego również jako siłownik koła). Moduł kierownicy montowany jest na górnej kolumnie kierownicy i zawiera tradycyjną kierownicę, czujniki wykrywające kąt skrętu, siłę skrętu lub moment obrotowy kierownicy oraz silnik elektryczny, który generuje dla kierowcy odpowiednie wyczucie kierowania.