فرمان خودرو-توسط-سیستم Wire (SBW)|ترکیب، اصل و ویژگی ها
یک خودروهدایت-با-سیمسیستم (SBW) از سه جزء اصلی تشکیل شده است: یک مجموعه فرمان، یک مجموعه اجرای فرمان و یک واحد کنترل الکترونیکی اصلی (ECU)، و همچنین سیستم های کمکی شامل یک سیستم پیشگیری از خطای خودکار و یک سیستم منبع تغذیه.
نمای کلی
یک سیستم فرمان خودرو با سیم (SBW) از سه جزء اصلی تشکیل شده است: یک مجموعه فرمان، یک مجموعه فرمان و یک ECU اصلی، به همراه سیستم‌های کمکی مانند سیستم پیشگیری از خطای خودکار و منبع تغذیه.
مجموعه فرمان شامل یک فرمان، یک سنسور زاویه فرمان، یک سنسور گشتاور و یک موتور گشتاور برگشتی فرمان است. وظیفه اصلی آن تبدیل قصد راننده (با اندازه گیری زاویه فرمان) به سیگنال های دیجیتال و انتقال آنها به ECU اصلی است. در همین حال، سیگنال های گشتاور را از ECU اصلی دریافت می کند تا گشتاور برگشتی فرمان را تولید کند و اطلاعات مربوط به احساس جاده را در اختیار راننده قرار دهد. مجموعه اجرای فرمان شامل یک سنسور زاویه چرخ جلو، یک موتور اجرای فرمان، یک کنترل کننده موتور فرمان و اجزای فرمان چرخ جلو و غیره است. فرمان‌های ECU اصلی را می‌پذیرد و چرخش فرمان را از طریق کنترل‌کننده موتور فرمان کنترل می‌کند تا هدف راننده را متوجه شود.
ECU اصلی سیگنال های جمع آوری شده را برای تعیین وضعیت حرکت خودرو تجزیه و تحلیل و پردازش می کند و دستورالعمل هایی را به موتور گشتاور برگشتی فرمان و موتور اجرای فرمان ارسال می کند تا عملکرد آنها را کنترل کند. این تضمین می کند که وسیله نقلیه در تمام شرایط کاری پاسخی بهینه ارائه می دهد و نیاز راننده به جبران تغییرات در ویژگی های فرمان خودرو با سرعت را کاهش می دهد و بار راننده را سبک می کند. علاوه بر این، کنترلر می تواند دستورالعمل های عملکرد راننده را شناسایی کند و قضاوت کند که آیا عملکرد فرمان در وضعیت فعلی معقول است یا خیر. هنگامی که خودرو در حالت ناپایدار قرار دارد یا راننده دستورالعمل نادرستی صادر می کند، سیستم SBW عملکرد فرمان نادرست را مسدود می کند و به طور خودکار کنترل پایداری را انجام می دهد تا در اسرع وقت خودرو را به حالت پایدار بازگرداند.
سیستم پیشگیری از خطای خودکار یک ماژول حیاتی از سیستم SBW است که شامل یک سری الگوریتم های نظارت و پیاده سازی است. به انواع و سطوح مختلف خطا با اقدامات پردازشی مربوطه پاسخ می دهد تا رانندگی عادی وسیله نقلیه را تا حداکثر میزان حفظ کند. به عنوان یکی از پرکاربردترین وسایل حمل و نقل، ایمنی وسایل نقلیه باید ملاحظات اولیه و پایه و اساس همه تحقیقات باشد. بنابراین تشخیص و پردازش خودکار خطا از مهمترین اجزای سیستم SBW است. این سیستم تشخیص دقیق خطا و منطق پردازش را برای بهبود عملکرد ایمنی خودرو اتخاذ می کند.
سیستم منبع تغذیه وظیفه تامین برق کنترل کننده، دو موتور اجرایی و سایر وسایل برقی خودرو را بر عهده دارد. حداکثر قدرت موتور اجرای زاویه چرخ جلو به تنهایی از 500 وات تا 800 وات است و همراه با سایر وسایل الکترونیکی روی خودرو، منبع تغذیه تحت بار قابل توجهی قرار دارد. بنابراین، برای اطمینان از عملکرد پایدار شبکه برق تحت بارهای سنگین، عملکرد منبع تغذیه اهمیت ویژه ای دارد.
اصل کار
سیستم فرمان خودرو جزء کلیدی است که ایمنی فعال خودرو را تعیین می کند. سیستم سنتی فرمان خودرو یک سیستم مکانیکی است: راننده فرمان را دستکاری می‌کند و حرکت فرمان از طریق دنده فرمان و یک سری اتصالات به چرخ‌های فرمان منتقل می‌شود. سیستم SBW خودرو، اتصال مکانیکی بین فرمان و چرخ‌های فرمان را حذف می‌کند و فرمان را کاملاً با انرژی الکتریکی درک می‌کند. این سیستم از محدودیت‌های مختلف سیستم‌های فرمان سنتی رهایی می‌یابد، و امکان طراحی آزادانه ویژگی‌های انتقال نیرو و ویژگی‌های انتقال زاویه‌ای فرمان خودرو را فراهم می‌کند. این امکانات نامحدودی را برای طراحی ویژگی های فرمان خودرو به ارمغان می آورد و نشان دهنده یک نوآوری بزرگ در سیستم های فرمان خودرو است.
اصل کار سیستم SBW خودرو به شرح زیر است: سنسورها داده‌های فرمان راننده را شناسایی می‌کنند، که سپس از طریق یک گذرگاه داده به ECU روی خودرو منتقل می‌شود و دستورات بازخورد از سیستم کنترل فرمان دریافت می‌شود. سیستم کنترل فرمان نیز دستورالعمل های فرمان راننده را از مکانیزم کنترل فرمان و اطلاعات وضعیت چرخ را از سیستم فرمان دریافت می کند و بدین ترتیب حرکت کل سیستم فرمان را فرمان می دهد. سیستم فرمان چرخ ها را کنترل می کند تا به زاویه مورد نیاز بچرخند و زاویه چرخ و گشتاور چرخش را به سایر قسمت های سیستم مانند مکانیزم کنترل فرمان برمی گرداند تا احساس جاده را برای راننده فراهم کند. شدت این احساس جاده با توجه به شرایط مختلف توسط سیستم کنترل فرمان قابل کنترل است.
خصوصیات
بهبود عملکرد ایمنی خودروحذف اتصالات مکانیکی مانند ستون فرمان به طور کامل از آسیب راننده از ستون فرمان در تصادفات جلوگیری می کند. ECU هوشمند عقلانی بودن عملکرد راننده را بر اساس وضعیت رانندگی خودرو قضاوت می کند و تنظیمات مربوطه را انجام می دهد. هنگامی که خودرو در شرایط کاری شدید قرار دارد، می تواند به طور خودکار کنترل پایداری خودرو را انجام دهد.
بهبود ویژگی های رانندگی و مانورپذیری نسبت فرمان (نسبت زاویه فرمان به زاویه چرخ) به صورت دینامیکی بر اساس سرعت خودرو، کنترل کشش و سایر پارامترهای مربوطه تنظیم می شود. در سرعت های پایین، نسبت پایین فرمان، زاویه چرخش فرمان مورد نیاز برای گردش یا پارک را کاهش می دهد. در سرعت‌های بالا، نسبت فرمان افزایش یافته، عملکرد بهتر رانندگی در خط مستقیم-را تضمین می‌کند.
احساس جاده راننده بهینه شده از آنجایی که هیچ ارتباط مکانیکی بین فرمان و چرخ‌های فرمان وجود ندارد، «احساس جاده» راننده با شبیه‌سازی ایجاد می‌شود. این سیستم می تواند اطلاعاتی را که به بهترین شکل وضعیت رانندگی واقعی خودرو و شرایط جاده را منعکس می کند از سیگنال ها استخراج کند و از آن به عنوان متغیر کنترلی برای گشتاور برگشتی فرمان استفاده کند. این تضمین می‌کند که فرمان فقط اطلاعات مفیدی را در اختیار راننده قرار می‌دهد، بنابراین احساس واقعی‌تر جاده را ارائه می‌دهد.
ترکیب
اساساً، الفهدایت-با-سیستم سیمیاز دو جزء کلیدی تشکیل شده است: یک ماژول فرمان (همچنین به عنوان محرک فرمان نیز شناخته می شود) و یک ماژول فرمان (همچنین به عنوان محرک چرخ شناخته می شود). ماژول فرمان بر روی ستون بالایی فرمان نصب شده است و شامل یک فرمان سنتی، سنسورهایی است که زاویه فرمان، نیروی فرمان یا گشتاور فرمان را تشخیص می دهد و یک موتور الکتریکی که احساس فرمان مناسبی را برای راننده ایجاد می کند.