Innovasjon og fremtid for elektriske styringssystemer for nyttekjøretøy
Midt i bølgen av kjøretøyelektrifisering og intelligens går bilindustrien inn i en kritisk overgangsperiode fra funksjonelle kjøretøy til intelligente kjøretøy. Denne transformasjonen har drevet den raske utviklingen av en rekke banebrytende-teknologier, blant annetstyr-etter-wirechassisteknologi-et av kjernegrunnlagene for intelligent kjøring-signalerer ankomsten av en ny bilæra. Realiseringen av autonom kjøring på høyt-nivå i fremtiden vil i stor grad avhenge av steer-by--chassisteknologi.
Steer-by-wire-teknologi erstatter tradisjonelle mekaniske forbindelser med elektrisk signaloverføring, bryter begrensningene til konvensjonelle styremekanismer og bringer revolusjonerende endringer i kjøretøykontroll. Et steer-by-chassis integrerer vanligvis fem nøkkelsystemer: styring, bremsing, fjæring, driv og giring. Hovedfordelene inkluderer en kompakt struktur, sterk kontrollerbarhet og rask respons.
Deretter fokuserer vi på kjernedomenet til steer-by-wire-teknologi. Sammenlignet med personbiler står nyttekjøretøyer overfor mer krevende utfordringer i styresystemer, som tung last, lange akselavstander og krav til styring med flere-aksler. For tiden er den primære funksjonen til styresystemer for nyttekjøretøy fortsatt begrenset til å gi grunnleggende styrehjelp. Avanserte funksjoner som hastighets-sensitiv assistansejustering, automatisk retur-til-senter, aktiv styringskontroll og autonom justering av assistansemoduser forblir i stadiene av forskning, utvikling og pilotinstallasjon.
Hydraulisk servostyring fortsetter å være hovedløsningen for nyttekjøretøyer. Den har imidlertid langvarige-mangler, inkludert høye støynivåer, ikke-justerbare assistanseegenskaper og manglende evne til å støtte elektronisk kontroll eller-styringsfunksjoner-.
Med den raske utviklingen av elektronisk kontroll og intelligente teknologier, går styringssystemer for nyttekjøretøy gradvis over mot elektronisk styrt styring og -ved-løsninger. Dette skiftet har ført til utviklingen av teknologier som elektro-hydraulisk servostyring (EHPS),Elektrisk servostyring(EPS), og forskjellige nye styregirkonfigurasjoner. Disse elektronisk kontrollerte styresystemene adresserer ikke bare de iboende begrensningene til tradisjonelle hydrauliske systemer, men forbedrer også styreytelsen, aktiv kontrollevne, kjøresikkerhet og den generelle kjøreopplevelsen betydelig.
Det elektro-hydrauliske servostyringssystemet (EHPS) kombinerer et tradisjonelt hydraulisk servostyringssystem (HPS) med en elektrisk motor og kan forbli kompatibelt med det originale HPS-grensesnittet til kjøretøyet. EHPS-systemer er mye brukt i lette-laste, middels-og tunge-lastebiler, så vel som i mellomstore- og store busser.
Med den raske veksten av nye energikjøretøyer-som busser, logistikkkjøretøyer og sanitetskjøretøyer-har kraftkilden til tradisjonelle hydrauliske styresystemer gradvis skiftet fra forbrenningsmotorer til elektriske motorer. I mellomtiden har innebygde-batterisystemer med høy spenning muliggjort bruk av elektriske-høyeffektspumper. EHPS-systemet som diskuteres her er i hovedsak et hydraulisk servostyringssystem drevet av en elektrisk pumpe med høy-effekt.
12. mai 2020 ble den nasjonale obligatoriske standarden GB 38032-2020 sikkerhetskrav for elektriske busser offisielt utstedt. Artikkel 4.5.2 i denne standarden introduserer nye krav til servostyring under kjøring: hvis det oppstår en unormal klasse B høyspenningsutkobling mens kjøretøyet er i bevegelse og kjøretøyets hastighet overstiger 5 km/t, må styresystemet opprettholde servoassistanse i minst 30 sekunder. For å overholde denne forskriften, bruker de fleste elektriske pumper som brukes i nåværende elektriske busser en kontrollstrategi for dobbel strømforsyning.
I lette-nyttekjøretøyer har elektriske servostyringssystemer (EPS) gradvis blitt hovedløsningen. Disse systemene bruker vanligvis et elektrisk resirkulerende kulestyreutstyr. Sammenlignet med tradisjonelle EHPS-systemer eliminerer EPS komplekse hydrauliske komponenter som pumper, oljereservoarer og rørledninger, noe som resulterer i en enklere struktur. Som et resultat er EPS-systemer lettere, gir raskere respons og gir mer presis kontroll.
I EPS-systemer gis styrehjelp av en elektrisk motor i stedet for hydraulisk trykk. Kontrolleren regulerer motoreffekten nøyaktig basert på rattrotasjonssignaler. Når sjåføren dreier på rattet, fanger sensorer opp vinkel- og dreiemomentdata i sanntid og overfører dem til kontrolleren. Etter behandlingen sender kontrolleren kontrollsignaler for å drive motoren og gi passende assistanse. Når rattet ikke er i drift, går assistentsystemet inn i en hviletilstand, forbruker ingen ekstra energi og forbedrer dermed energieffektiviteten.
For tiden har noen nyttekjøretøymodeller med lav-tonnasje på markedet begynt å ta i brukEPS-løsninger, inkludert lette-nyttekjøretøyer uavhengig utviklet av selskapet vårt. Utviklingen av elektrisk styringsteknologi blir stadig mer diversifisert. Nye styreutstyrskonfigurasjoner, slik som design av rett stag-, er under utvikling og har gjort jevn fremgang for å møte de høye dreiemomentkravene til nyttekjøretøyer.
For tiden har universiteter og produsenter over hele verden utviklet en rekke elektriske styregirkonfigurasjoner som er i stand til å levere det store dreiemomentet som kreves av kommersielle kjøretøy. Disse innovasjonene har satt ny fart i utviklingen av elektrisk styreteknologi for nyttekjøretøyer. Blant dem har planetgirets elektriske styreutstyr vakt betydelig oppmerksomhet. Den integrerer nøkkelkomponenter som en kraft-hjelpemotor, sylindrisk girreduksjonsmekanisme, planetgirreduksjonsmekanisme og snekkegirtransmisjon. Ved å kombinere planetariske og sylindriske girreduksjonsmekanismer, reduserer denne designen effektivt motorhastigheten samtidig som det øker utgangsmomentet, og oppfyller dermed høye-momentkrav.
I mellomtiden sørger snekkegiroverføringsmekanismen for jevn overføring av ratttilbakemeldingsmoment og veimotstandsbelastninger. Det cykloidale pinwheel elektriske styreutstyret integrerer en motor, en cycloidal pinwheel-reduksjon og en konisk girreduksjon. Motoren driver den cykloidale pinwheel-reduksjonen, som deretter kobles til vinkelgirreduksjonen, og til slutt overfører bevegelse til styreinngangsakselen. Denne konfigurasjonen har en kompakt og sofistikert struktur samtidig som den leverer høyt dreiemoment, noe som sikrer lett og responsiv styring for kommersielle kjøretøy.
Det elektromagnetiske servostyringsutstyret bruker elektromagnetiske prinsipper for å oppnå-servostyrt styring. Dens kjernekomponenter inkluderer en tannstang-og-mutterenhet på styreinngangsakselen, som griper inn i en sektorvippeaksel som er plassert inne i styregirenheten. En permanent magnet er montert på stativet-og-mutterenheten, mens DC elektromagnetiske spoler er installert i den øvre og nedre dekselenheten. I tillegg overvåker sensorer på styreinngangsakselen styringsstatus i sanntid.
Når styremaskinens ECU mottar signaler relatert til styrevinkel, hastighet og dreiemoment, leverer den strøm av passende størrelse og retning til de elektromagnetiske DC-spolene. Basert på prinsippet om at som magnetiske poler frastøter og motsatte poler tiltrekker seg, drives stativet-og-mutteren til å bevege seg, og roterer dermed sektorvippeakselen og gir styrehjelp.
Med den kontinuerlige utviklingen av teknologier for autonom kjøring, stilles det høyere krav til sikkerhetsredundans i styrings-by-systemer. For øyeblikket bruker demonstrasjonskjøretøyer for autonom kjøring vanligvis både programvare- og maskinvareredundansstrategier for å sikre driftssikkerhet. Imidlertid har disse teknologiene ennå ikke blitt mye brukt i masseproduserte nyttekjøretøyer-.
Oppsummert varierer utvalget av steer-by--steer-by--wire-teknologier for nyttekjøretøy avhengig av faktorer som kjøretøylast, layoutbegrensninger og teknologiens modenhet. Flere tekniske ruter konvergerer mot elektriske styreløsninger, og markerer en klar trend i den fremtidige utviklingen av styringssystemer for nyttekjøretøy.
