Какую функцию берет на себя бортовой компьютер в технологии drive by wire

Обновлено: 04.07.2024

Привод по проводам , DbW , по проводам , по проводам , по проводам или по проводам в автомобильной промышленности - это использование электрических или электромеханических систем для выполнения функций транспортного средства, которые традиционно выполняются механическими средствами. связи. Эта технология заменяет традиционные механические системы управления электронными системами управления, использующими электромеханические приводы и человеко-машинные интерфейсы, такие как эмуляторы педалей и рулевого управления. Такие компоненты, как рулевая колонка , промежуточные валы, насосы, шланги, ремни, охладители, вакуумные сервоприводы и главные цилиндры, удалены из автомобиля. Это похоже на проводные системы, широко используемые в авиационной промышленности.

СОДЕРЖАНИЕ

Преимущества

Электронная система дроссельной заслонки значительно легче, что снижает вес современных автомобилей. Их легче обслуживать и настраивать, поскольку технический специалист может просто подключить компьютер и позволить компьютеру выполнить настройку. Использование электронной системы управления также позволяет гораздо более точно контролировать открытие дроссельной заслонки по сравнению с тросом, который растягивается со временем. Это также позволяет производителям программировать реакцию дроссельной заслонки.

Поскольку рулевое колесо можно обойти как устройство ввода, безопасность можно повысить, обеспечив управляемое компьютером вмешательство органов управления автомобилем с такими системами, как электронный контроль устойчивости (ESC), адаптивный круиз-контроль и системы помощи при движении по полосе . Некоторые системы, с соответствующими модификациями, позволяют управлять с ноутбуков или даже игровых контроллеров.

Эргономику можно улучшить за счет силы и диапазона движений, необходимых водителю, а также за счет большей гибкости в расположении органов управления. Эта гибкость также значительно расширяет количество вариантов конструкции автомобиля.

Недостатки

Системы с приводом по проводам могут быть " взломаны ", а их управление нарушено или отключено с помощью проводных или беспроводных соединений. Каждая система электродвигателя приводит к увеличению количества двигателей в транспортном средстве и, следовательно, к большему потреблению энергии. Например, технология «drive-by-wire» добавляет приводные двигатели для создания крутящего момента, необходимого для поворота колес, и датчик обратной связи для создания «ощущения дороги» на рулевом колесе.

Еще одним недостатком системы управления по проводам является заметная задержка между нажатием на педаль газа и ощущением реакции двигателя, вызванная задержками распространения, присущими системе управления по проводам. Однако в последние годы на рынке появился ряд «контроллеров дроссельной заслонки», чтобы противодействовать этому отставанию; такие как контроллеры дроссельной заслонки iDRIVE и Windbooster.

Парадигма привода по проводам отказывается от отказоустойчивой традиции таких компонентов, как гидроусилитель руля, где возможность отказа сложного подхода покрывается способностью более простой базовой механической системы обеспечивать функциональность резервного копирования.

Используется в легковых автомобилях

Дроссель по проводам

Эта система помогает обеспечить движение транспортного средства с помощью электронного дросселя без каких-либо кабелей от педали акселератора до дроссельной заслонки двигателя. В электромобилях эта система управляет электродвигателями, считывая нажатие педали акселератора и отправляя команды на модули инвертора мощности.

Тормоз по проводам

Чистая тормозная система по проводам полностью устранит необходимость в гидравлике за счет использования двигателей для приведения в действие суппортов по сравнению с существующей в настоящее время технологией, в которой система предназначена для обеспечения тормозного усилия за счет создания гидравлического давления в тормозных магистралях.

Сдвиг по проводам

Направление движения транспортного средства (вперед, назад) задается посредством управления исполнительными механизмами внутри трансмиссии с помощью электронных команд, основанных на текущем вводе от водителя (парковка, задний ход, нейтраль или движение).

Управлять по проводам

Еврокомиссар Гюнтер Эттингер пробует систему управления Uniti на выставке CeBit Edition 2016 .

Такая система обеспечит рулевое управление автомобилю с меньшим количеством механических компонентов / связей между рулевым колесом и колесами. Управление направлением колес будет осуществляться с помощью электродвигателя (двигателей), которые приводятся в действие электронными блоками управления, контролирующими действия рулевого колеса от водителя.

Первым серийным автомобилем, который реализовал это, был Infiniti Q50., Но после негативных отзывов они модернизировали традиционное гидравлическое рулевое управление . Его внедрение в дорожных транспортных средствах ограничено опасениями по поводу надежности, хотя оно было продемонстрировано на нескольких концептуальных автомобилях, таких как Mercedes-Benz Unimog от ThyssenKrupp Presta Steering, Hy-wire and Sequel от General Motors , Saabs Prometheus и Mazda Ryuga . Система SbW с задними колесами от Delphi под названием Quadrasteer используется на некоторых пикапах, но имела ограниченный коммерческий успех.

В шведском загрузочном Uniti выпустит UniTi все электрический автомобиль в 2019 году с собственной разработкой бычка по проводам системы и полностью заменить рулевое колесо. Концепция была продемонстрирована в виртуальной реальности на выставке CeBit в 2016 году .

Это не следует путать с электроусилителем рулевого управления . Электроусилитель рулевого управления можно рассматривать как этап эволюции от механического рулевого управления к системам управления с помощью проводов.

Припаркуйся на проводе

Парковка собачка в традиционной автоматической коробке передач имеет механическую связь с рычагом переключения передач и блокирует передачу в положении парковки , когда транспортное средство устанавливаются в парке. Не путать со стояночным тормозом . Система парковки по проводам использует электронные команды для приведения в действие парковочной защелки с помощью двигателя, когда водитель ставит автомобиль на стоянку.

Системы, критически важные для безопасности

Отказы в электронных блоках управления, используемых для реализации этих проводных функционалистов, могут привести к потенциально опасным ситуациям, когда способность водителя управлять транспортным средством будет зависеть от сценария его эксплуатации. Например, непреднамеренное ускорение , потеря торможения, непреднамеренное рулевое управление, смещение в неправильном направлении и непреднамеренный откат - вот некоторые из известных опасностей. Внедрение систем привода по проводам требует обширных испытаний и валидации, как и в случае внедрения любой новой технологии.

Недавно было продемонстрировано, что некоторые из этих систем уязвимы для взлома, что позволяет управлять автомобилем извне. В то время как обычно такие демонстрации взлома, как удаленная активация звукового сигнала или дворников / омывателей лобового стекла, относятся к категории «раздражающих или забавных», другие взломы, связанные с акселератором, тормозами и трансмиссией, имеют гораздо более серьезные последствия для безопасности.

Существуют три основные системы управления транспортным средством, которые обычно заменяются электронным управлением: дроссель, тормоза и рулевое управление. При замене альтернативами x-by-wire эти системы обычно называются:

Электронное управление дроссельной заслонкой
Тормоз-By-Wire
Steer-By-Wire

Электронное управление дроссельной заслонкой

Наиболее распространенной формой технологии x-by-wire и самой легкой в дикой природе является электронное управление дросселем. В отличие от традиционных органов управления дроссельной заслонкой, которые соединяют педаль газа с дросселем с помощью механического кабеля, в этих системах используется ряд электронных датчиков и исполнительных механизмов.

Транспортные средства с компьютеризированным контролем топлива десятилетиями использовали датчики газа. Эти датчики, по сути, просто сообщают компьютеру положение дроссельной заслонки. Сам дроссель все еще активируется физическим кабелем. В автомобилях, которые используют настоящее электронное управление дроссельной заслонкой (ETC), нет никакой физической связи между педалью газа и дросселем. Вместо этого педаль газа посылает сигнал, который заставляет электромеханический привод открыть дроссель.

Это часто считается самым безопасным типом технологии передачи данных по проводам, поскольку чрезвычайно легко реализовать систему такого типа с надежной отказоустойчивой конструкцией. Точно так же, как дроссельная заслонка будет просто закрываться, если механический трос дроссельной заслонки тормозит, а транспортное средство естественным образом замедляется и останавливается, электронные системы управления дроссельной заслонкой могут быть спроектированы таким образом, чтобы дроссельная заслонка закрывалась, если она больше не получает сигнал от датчика педали ,

Тормозные технологии

Технология с торможением по проводам часто считается более опасной, чем электронное управление дроссельной заслонкой, поскольку она включает в себя устранение любых физических связей между водителем и тормозами. Тем не менее, технология «непрерывное торможение» на самом деле представляет собой спектр технологий, которые варьируются от электрогидравлических до электромеханических, и обе они могут быть разработаны с учетом отказоустойчивости.

Традиционные гидравлические тормоза используют главный цилиндр и несколько рабочих цилиндров. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, он физически оказывает давление на главный цилиндр. В большинстве случаев это давление усиливается вакуумным или гидравлическим усилителем тормозов. Затем давление передается по тормозным магистралям на тормозные суппорты или колесные цилиндры.

Антиблокировочные тормозные системы были ранними предшественниками современных технологий торможения по проводам, в которых они позволяли автоматически тормозить транспортное средство без участия водителя. Это достигается с помощью электронного привода, который активирует существующие гидравлические тормоза, и на этой основе был построен ряд других технологий безопасности. Электронные системы контроля устойчивости, контроля тяги и системы автоматического торможения зависят от АБС и периферийно связаны с технологией торможения по проводам.

В автомобилях, в которых используется электрогидравлическая технология торможения проводом, суппорты, расположенные в каждом колесе, все еще активируются гидравлически. Однако они напрямую не связаны с главным цилиндром, который активируется нажатием на педаль тормоза. Вместо этого нажатие на педаль тормоза активирует датчик или серию датчиков. Затем блок управления определяет, какое тормозное усилие требуется для каждого колеса, и при необходимости активирует гидравлические суппорты.

В электромеханических тормозных системах гидравлический компонент отсутствует вообще. Эти настоящие системы с торможением по проводам все еще используют датчики для определения необходимой тормозной силы, но эта сила не передается через гидравлику. Вместо этого используются электромеханические приводы для активации тормозов, расположенных в каждом колесе.

Технологии управления по проводам

В большинстве автомобилей используется реечный блок или червячный и секторный рулевой механизм, который физически соединен с рулевым колесом. Когда рулевое колесо вращается, блок реечной передачи или рулевая коробка также поворачиваются. Блок реечной передачи может затем прикладывать крутящий момент к шаровым шарнирам через рулевые тяги, а рулевой механизм обычно перемещает рулевую тягу через рычаг стрелка.

В автомобилях, оборудованных системой управления по проводам, между рулевым колесом и шинами отсутствует физическая связь. На самом деле, для систем рулевого управления технически вообще не требуется использование рулевого колеса. Когда используется рулевое колесо, для обеспечения обратной связи с водителем обычно используется эмулятор чувствительности рулевого управления.

Какие автомобили уже имеют технологию Drive-by-Wire?

Не существует полностью транспортных средств с электроприводом, но ряд производителей создали концептуальные автомобили, которые соответствуют описанию. В 2003 году General Motors продемонстрировала систему электропривода с концепцией Hy-Wire, а в концепции Mazda Ryuga эта технология также использовалась в 2007 году. Электропривод можно найти в оборудовании, таком как тракторы и вилочные погрузчики, но даже легковые и грузовые автомобили эта функция электронного усилителя руля по-прежнему имеет физическое рулевое управление.

Электронное управление дроссельной заслонкой гораздо более распространено, и различные производители и модели используют эту технологию. Тормозной провод можно также найти в серийных моделях, и двумя примерами этой технологии являются электронный управляемый тормоз Toyota и Sensotronic Mercedes Benz.

Изучение будущего Drive-by-Wire

Проблемы безопасности замедлили внедрение технологий передачи по проводам. Механические системы могут и не работать, но регулирующие органы по-прежнему считают их более надежными, чем электронные системы. Системы с электроприводом также более дороги, чем механические элементы управления, поскольку они значительно сложнее.

Тем не менее, будущее технологии проводной связи может привести к ряду интересных разработок. Удаление механических средств управления может позволить автопроизводителям проектировать транспортные средства, которые радикально отличаются от легковых и грузовых автомобилей, которые находятся на дороге сегодня. Концептуальные автомобили, такие как Hy-Wire, даже позволяют перемещать конфигурацию сидения, поскольку нет механических элементов управления, которые определяют положение водителя.

Технология Drive-By-Wire также может быть интегрирована с автомобильной технологией без водителя, которая позволит управлять транспортными средствами дистанционно или с помощью компьютера. Текущие проекты автомобилей без водителей используют электромеханические приводы для управления рулевым управлением, торможением и ускорением, что можно упростить, подключив их напрямую к технологии привода по проводам.

Drive-by-wire — универсальный термин, который относится к ряду электронных систем, которые либо дополняют, либо заменяют традиционные механические средства управления. Вместо того, чтобы использовать кабели или гидравлическое давление для управления транспортным средством, технология привода по проводам использует электронные системы для активации тормозов, управления рулем и заправки двигателя.

Существуют три основных компонента привода, которые системы электропривода обычно заменяют электронными средствами управления: дроссель, тормоза и рулевое управление. Эти системы обычно упоминаются как:

Электронное управление дроссельной заслонкой

Наиболее распространенной формой технологии управления по проводам, которую проще всего найти в естественных условиях, является электронное управление дроссельной заслонкой. В отличие от традиционных элементов управления дроссельной заслонкой, которые соединяют педаль газа и дроссель с помощью механического кабеля, в этих системах используется ряд электронных датчиков и исполнительных механизмов.

Транспортные средства с компьютеризированным контролем топлива десятилетиями использовали датчики газа. Эти датчики сообщают компьютеру положение дросселя, но сам дроссель все еще активируется физическим кабелем. В автомобилях, которые используют настоящее электронное управление дроссельной заслонкой (ETC), физическая связь между педалью газа и дросселем отсутствует. Вместо этого педаль газа посылает сигнал, который заставляет электромеханический привод открыть дроссель.

Это часто считается самым безопасным типом технологии передачи данных по проводам, поскольку чрезвычайно легко реализовать систему такого типа с надежной, отказоустойчивой конструкцией. Точно так же, как дроссельная заслонка будет просто закрываться, если механический тросик дроссельной заслонки тормозит, электронные системы управления дроссельной заслонкой могут быть спроектированы так, чтобы дроссельная заслонка закрывалась, если она больше не получает сигнал от датчика педали.

Тормозные технологии

Некоторые считают, что технология с торможением по проводам более опасна, чем электронное управление дроссельной заслонкой, поскольку она включает в себя устранение физической связи между водителем и тормозами. Тем не менее, технология «непрерывное торможение» на самом деле представляет собой спектр технологий, которые варьируются от электрогидравлических до электромеханических систем, и обе они могут быть разработаны с учетом отказоустойчивости.

Традиционные гидравлические тормоза используют главный цилиндр, а также несколько рабочих цилиндров. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, он прикладывает физическое давление к главному цилиндру. В большинстве случаев это давление усиливается вакуумным или гидравлическим усилителем тормозов. Затем давление передается по тормозным магистралям на тормозные суппорты или колесные цилиндры.

Антиблокировочные тормозные системы были ранними предшественниками современных технологий торможения по проводам, поскольку они позволяли автоматически тормозить транспортное средство без участия водителя. Это достигается с помощью электронного привода, который активирует существующие гидравлические тормоза. Ряд других технологий безопасности также был построен на этом фундаменте. Электронная система контроля стабильного положения , контроль тяги , и автоматическая тормозная система все зависит от ABS и периферического , связанные с тормозом по проводам технологии.

В автомобилях, в которых используется электрогидравлическая технология торможения проводом, суппорты, расположенные в каждом колесе, все еще активируются гидравлически. Однако они напрямую не связаны с главным цилиндром, который активируется нажатием на педаль тормоза. Вместо этого нажатие на педаль тормоза активирует ряд датчиков. Затем блок управления определяет, сколько тормозного усилия требуется на каждое колесо, и при необходимости активирует гидравлические суппорты.

В электромеханических тормозных системах гидравлический компонент отсутствует вообще. Эти настоящие системы с торможением по проводам все еще используют датчики для определения требуемой тормозной силы, но эта сила не передается через гидравлику. Вместо этого используются электромеханические приводы для активации тормозов, расположенных в каждом колесе.

Технологии управления по проводам

В большинстве автомобилей используется реечный блок или червячный рулевой механизм, который физически соединен с рулевым колесом. Когда рулевое колесо вращается, реечный блок или рулевая коробка также поворачиваются. Блок реечной передачи может затем прикладывать крутящий момент к шаровым шарнирам через рулевые тяги, а рулевая коробка обычно перемещает рулевую тягу через рычаг стрелка.

В автомобилях, оснащенных технологией управления по проводам, между рулем и шинами отсутствует физическая связь. На самом деле, в системах с рулевым управлением технически вообще не нужно использовать рулевые колеса. Когда используется рулевое колесо, для обеспечения обратной связи с водителем обычно используется эмулятор чувствительности рулевого управления.

Какие автомобили уже оснащены технологией Drive-By-Wire?

У Tesla есть автомобили, которые очень близки к полной передаче по проводам, и они явно толкают конверт изо всех сил, чтобы получить разрешение на автономное использование.

Не существует полностью серийных транспортных средств с электроприводом, но ряд производителей создали концептуальные автомобили, которые соответствуют описанию. В 2003 году General Motors продемонстрировала систему электропривода с концепцией Hy-Wire, а в концепции Mazda Ryuga эта технология также использовалась в 2007 году. Электропривод можно найти в оборудовании, таком как тракторы и вилочные погрузчики, но даже в легковых и грузовых автомобилях. эта функция электронного усилителя руля по-прежнему имеет физическое рулевое управление.

Электронное управление дроссельной заслонкой гораздо более распространено, и различные производители и модели используют эту технологию. Тормозной провод также можно найти в серийных моделях. Двумя примерами этой технологии являются электронный управляемый тормоз Toyota и Sensotronic Mercedes Benz.

Изучение будущего Drive-by-Wire

Тем не менее, будущее технологии проводной связи может привести к ряду интересных разработок. Удаление механических средств управления может позволить автопроизводителям проектировать транспортные средства, которые радикально отличаются от легковых и грузовых автомобилей, которые находятся на дороге сегодня. Концептуальные автомобили, такие как Hy-Wire, даже позволяют перемещать конфигурацию сидений, поскольку нет механических элементов управления, которые определяют положение водителя.

Технология Drive-by-Wire также может быть интегрирована с автомобильной технологией без водителя, которая позволяет управлять транспортными средствами дистанционно или с помощью компьютера. Текущие проекты автомобилей без водителей используют электромеханические приводы для управления рулевым управлением, торможением и ускорением, что можно упростить, подключив их напрямую к технологии привода по проводам.

Drive-by-Wire (Привод по проводам) - навигация, электронная цифровая система управления автомобилем.

Водитель управляет бортовым компьютером, а не непосредственно на машине. на компьютер исполняет команды, данные датчика, во время езды на велосипеде сервомашинок, - на проводе.

1. Достоинства. (Dignity)

В той или иной мере реализовать "мечту водителя" - машина, которая действует по принципу "делать то, что я хочу". например, нажимается для блокировки тормоза может означать "зажать колёса с максимальным усилием", и "остановиться как можно быстрее" и корпус компьютера, чтобы решить, как остановить.

В обычном автомобиле расположение некоторых органов управления во многом продиктована компоновкой агрегатов. Drive-by-wire (Привод по проводам) позволяет перемещать их в любое удобное место - например, переключать передачи с помощью кнопок на рулевом колесе.

Также он позволяет автоматизировать некоторые рутинные действия - скорость проведения или дорожки, парковка в труднодоступных местах.

2. Недостатки. (Disadvantages)

В первую очередь это высокая стоимость и пониженная надежность. например, если газ, передача и зажигания из-под контроля водителя остановить автомобиль будет невозможно.

Контроллер ошибок, вызванных невозможностью получения необходимой информации, ее отсутствие или искажение информации, или отказ от включения всех возможных вариантов программного обеспечения - например, для экстренного торможения на рыхлом грунте надо не держать колеса крутятся и блокируются, "зарыть" в землю этот недостаток характерен для современной системы ABS, однако достоверное определение типа почвы в движении при современном уровне технологий практически невозможно. за рулем, особенно в нестандартных ситуациях, требует учета множества факторов, некоторые из которых можно достоверно получить только водителю - например, очень сложно с помощью датчиков для получения достоверной информации о типе и состояние дорожного покрытия, степень обледенения в лед и т. п.

Колесо служит не только для передачи управления автомобиля и передает водителю информацию о состоянии передних колес "обратная связь". при переходе к drive-by-wire (привод по проводам) водитель лишается этого важного "органа чувств" технология force feedback (обратная связь по усилию) - это только полумера, хотя в авиации проверенная система управления с помощью необратимых бустеров-усилителей, в которых какой-либо прямой связи между органами управления и исполнительный механизм отсутствует, и "обратная связь" на органы управления создан целиком искусственно, используя специальный механизм загрузки). кроме того, в случае сбоя системы водитель теряет возможность непосредственно управлять автомобилем, что запрещено законом в ряде стран.

По этим причинам рулевое управление редко полностью передается Drive-by-Wire (Привод по проводам) хотя "парковочные ассистенты" с возможностью автоматического управления управляемыми колесами при парковке стала обычная ситуация. но эти автомобили были например, в Infiniti Q50 (Инфинити Q50) руль не механически связаны с колесами. это не относится к авто устройство управления, как джойстик, не обеспечивая резервный ручной режим управления, хотя такие автомобили существовали, например, SAAB 9000 Prometheus (Прометей СААБ 9000).

3. Современное состояние. (The modern state)

Электронный контроль устойчивости. (Electronic stability control)
Электронный контроль тяги и торможения в гибридных автомобилях.
Антиблокировочная система. (Anti-lock braking system)

Электронная система рулевого управления используется в небольших машин как электрические автомобили, но никогда не в дороге, а есть автомобили концепт-кары с электронной системой рулевого управления. В автобота, участвующих в DARPA Grand Challenge (DARPA грандиозная), часто применяют достижения производителей из области drive-by-wire (привод по проводам).

Читайте также: