Automotive Steer-By-Wire (SBW) System|Komposisjon, prinsipp og funksjoner
En bilstyr-med-wire(SBW)-systemet består av tre hovedkomponenter: en rattenhet, en styringsenhet og en elektronisk hovedkontrollenhet (ECU), samt hjelpesystemer inkludert et automatisk feilforebyggingssystem og et strømforsyningssystem.
Oversikt
Et automotive steer-by-wire-system (SBW) består av tre kjernekomponenter: en rattenhet, en styringsenhet og en hoved-ECU, sammen med hjelpesystemer som et automatisk feilforebyggingssystem og en strømforsyning.
Rattenheten inkluderer et ratt, en rattvinkelsensor, en dreiemomentsensor og en rattreturmotor. Dens primære funksjon er å konvertere førerens styreintensjon (ved å måle rattvinkelen) til digitale signaler og overføre dem til hoved-ECUen. I mellomtiden mottar den dreiemomentsignaler fra hoved-ECUen for å generere rattreturmoment, og gir føreren tilsvarende informasjon om veifølelse. Styreutførelsesenheten omfatter blant annet en forhjulsvinkelsensor, en styreutførelsesmotor, en styremotorkontroller og forhjulsstyringskomponenter. Den aksepterer kommandoer fra hoved-ECUen og kontrollerer rotasjonen av rattene via styremotorkontrolleren for å realisere førerens styringsintensjon.
Hoved-ECUen analyserer og behandler de innsamlede signalene for å bestemme kjøretøyets bevegelsestilstand, og sender instruksjoner til rattets returmomentmotor og styringsmotoren for å kontrollere driften. Dette sikrer at kjøretøyet leverer en optimal respons under alle arbeidsforhold, reduserer førerens behov for å kompensere for endringer i kjøretøyets styreegenskaper med hastighet og letter førerens byrde. I tillegg kan kontrolleren identifisere førerens driftsinstruksjoner og bedømme om styreoperasjonen er rimelig under den nåværende tilstanden. Når kjøretøyet er i en ustabil tilstand eller føreren gir en feil instruksjon, vil SBW-systemet blokkere feil styring og automatisk utføre stabilitetskontroll for å gjenopprette kjøretøyet til en stabil tilstand så snart som mulig.
Det automatiske feilforebyggende systemet er en avgjørende modul i SBW-systemet, som inkluderer en rekke overvåkings- og implementeringsalgoritmer. Den reagerer på ulike feiltyper og nivåer med tilsvarende behandlingstiltak for å opprettholde normal kjøring av kjøretøyet i størst mulig grad. Som et av de mest brukte transportmidlene, må kjøretøysikkerhet være det primære hensynet og grunnlaget for all forskning. Derfor er automatisk feildeteksjon og behandling blant de viktigste komponentene i SBW-systemet. Den tar i bruk streng feildeteksjon og prosesseringslogikk for ytterligere å forbedre kjøretøysikkerhetsytelsen.
Strømforsyningssystemet er ansvarlig for å levere strøm til kontrolleren, de to utførelsesmotorene og andre -elektriske apparater i kjøretøyet. Den maksimale effekten til forhjulsvinkelutførelsesmotoren alene varierer fra 500W til 800W, og sammen med andre elektroniske enheter på kjøretøyet er strømforsyningen under betydelig belastning. Derfor, for å sikre stabil drift av strømnettet under store belastninger, er ytelsen til strømforsyningen spesielt viktig.
Arbeidsprinsipp
Kjøretøyets styresystem er en nøkkelkomponent som bestemmer den aktive sikkerheten til et kjøretøy. Det tradisjonelle bilstyringssystemet er et mekanisk system: sjåføren manipulerer rattet, og styrebevegelsen overføres til rattene gjennom rattet og en rekke koblinger. SBW-systemet for biler eliminerer den mekaniske forbindelsen mellom rattet og rattene, og realiserer styring helt ved hjelp av elektrisk energi. Den bryter seg løs fra de ulike begrensningene til tradisjonelle styresystemer, noe som gir fri utforming av både kraftoverføringsegenskapene og vinkeloverføringskarakteristikkene til kjøretøystyring. Dette gir ubegrensede muligheter til utformingen av kjøretøyets styreegenskaper og representerer en stor innovasjon innen styringssystemer for biler.
Arbeidsprinsippet til SBW-systemet for biler er som følger: Sensorer oppdager førerens styredata, som deretter overføres til-kjøretøyets ECU via en databuss, og tilbakemeldingskommandoer hentes fra styrekontrollsystemet. Styrekontrollsystemet mottar også førerens styreinstruksjoner fra styrekontrollmekanismen og hjulstatusinformasjon fra styresystemet, og kommanderer derved bevegelsen til hele styresystemet. Styresystemet kontrollerer hjulene slik at de svinger til ønsket vinkel og mater tilbake hjulvinkelen og rotasjonsmomentet til andre deler av systemet, for eksempel styrekontrollmekanismen, for å gi føreren veifølelse. Intensiteten til denne veifølelsen kan kontrolleres av styrekontrollsystemet i henhold til forskjellige forhold.
Kjennetegn
Forbedret kjøretøysikkerhetsytelse Fjerning av mekaniske koblinger som rattstammen unngår fullstendig skade på føreren fra rattstammen i kollisjonsulykker. Den intelligente ECU bedømmer rasjonaliteten til førerens operasjon basert på kjøretøyets kjøretilstand og gjør tilsvarende justeringer. Når kjøretøyet er i ekstreme arbeidsforhold, kan det automatisk utføre stabilitetskontroll på kjøretøyet.
Forbedrede kjøreegenskaper og manøvrerbarhet Styreforholdet (forholdet mellom rattvinkel og hjulvinkel) justeres dynamisk basert på kjøretøyets hastighet, traction control og andre relevante parametere. Ved lave hastigheter reduserer det lave styreforholdet rotasjonsvinkelen på rattet som kreves for å svinge eller parkere; ved høye hastigheter sikrer det økte styreforholdet bedre kjøreytelse i rett-linje.
Optimalisert kjørefølelse Siden det ikke er noen mekanisk forbindelse mellom rattet og rattene, genereres førerens "veifølelse" ved simulering. Systemet kan trekke ut informasjon som best reflekterer kjøretøyets faktiske kjøretilstand og veiforhold fra signalene og bruke den som en kontrollvariabel for rattets returmoment. Dette sikrer at rattet kun gir føreren nyttig informasjon, og gir dermed en mer realistisk veifølelse.
Komposisjon
I hovedsak, asteer-by-wire-systembestår av to nøkkelkomponenter: en rattmodul (også kjent som en rattaktuator) og en rattmodul (også kjent som en hjulaktuator). Rattmodulen er montert på den øvre rattstammen og inkluderer et tradisjonelt ratt, sensorer som registrerer styrevinkel, styrekraft eller styremoment, og en elektrisk motor som genererer en passende styrefølelse for føreren.