Napęd przewodowy - Drive by wire
Drive by wire , DbW , by-wire , steer-by-wire , fly-by-wire lub x-by-wire w przemyśle motoryzacyjnym to zastosowanie systemów elektrycznych lub elektromechanicznych do wykonywania funkcji pojazdu tradycyjnie osiąganych przez mechaniczne powiązania. Technologia ta zastępuje tradycyjne mechaniczne systemy sterowania elektronicznymi systemami sterowania wykorzystującymi siłowniki elektromechaniczne i interfejsy człowiek-maszyna, takie jak emulatory pedałów i czucia kierownicy. Elementy takie jak kolumna kierownicy , wały pośrednie, pompy, węże, paski, chłodnice i serwomechanizmy podciśnieniowe i pompy hamulcowe zostały wyeliminowane z pojazdu. Jest to podobne do systemów fly-by-wire szeroko stosowanych w przemyśle lotniczym.
Przykładami są elektroniczne sterowanie przepustnicą i sterowanie hamulcem przewodowym .
Zalety
Elektroniczny system przepustnicy jest znacznie lżejszy, co zmniejsza wagę nowoczesnych samochodów. Są łatwiejsze w serwisowaniu i strojeniu, ponieważ technik może po prostu podłączyć komputer i pozwolić komputerowi przeprowadzić strojenie. Zastosowanie elektronicznego systemu sterowania pozwala również na znacznie bardziej precyzyjną kontrolę otwarcia przepustnicy w porównaniu z przewodem, który rozciąga się w czasie. Umożliwia również zaprogramowanie reakcji przepustnicy przez producentów.
Ponieważ kierownicę można ominąć jako urządzenie wejściowe, bezpieczeństwo można poprawić, zapewniając sterowaną komputerowo interwencję elementów sterujących pojazdu za pomocą takich systemów, jak elektroniczna kontrola stabilności (ESC), adaptacyjny tempomat i systemy wspomagające pas ruchu . Niektóre systemy, z odpowiednią modyfikacją, pozwalają na sterowanie przez laptopy, a nawet kontrolery do gier.
Ergonomię można poprawić poprzez wielkość siły i zakres ruchu wymagany przez kierowcę oraz większą elastyczność w rozmieszczeniu elementów sterujących. Ta elastyczność znacznie rozszerza również liczbę opcji projektowania pojazdu.
Niedogodności
Systemy Drive by Wire mogą zostać „ zhakowane ”, a ich sterowanie może zostać uszkodzone lub odcięte przez połączenia przewodowe lub bezprzewodowe. Każdy system drive-by-wire prowadzi do większej liczby silników w pojeździe, a tym samym do większego zużycia energii. Na przykład technologia drive-by-wire dodaje silniki siłowników, aby wytworzyć moment obrotowy potrzebny do skręcania kół, oraz przetwornik sprzężenia zwrotnego, który zapewnia „wyczucie drogi” na kierownicy.
Inną wadą systemu drive-by-wire jest zauważalne opóźnienie między naciśnięciem pedału gazu a wyczuciem reakcji silnika, spowodowane nieodłącznymi opóźnieniami propagacji systemu drive-by-wire. Jednak w ostatnich latach na rynku pojawiła się gama „sterowników przepustnicy”, aby przeciwdziałać temu opóźnieniu; takich jak kontrolery przepustnicy iDRIVE i Windbooster.
Paradygmat drive by wire porzuca tradycję bezpieczeństwa w przypadku awarii takich komponentów, jak wspomaganie kierownicy, gdzie potencjalna awaria wyrafinowanego podejścia jest objęta zdolnością prostszego podstawowego systemu mechanicznego do zapewnienia funkcjonalności zapasowej.
Zastosowania w samochodach osobowych
Przepustnica za pomocą drutu
Ten system pomaga uzyskać napęd pojazdu za pomocą elektronicznej przepustnicy bez żadnych kabli od pedału przyspieszenia do przepustnicy silnika. W pojazdach elektrycznych system ten steruje silnikami elektrycznymi poprzez wykrywanie sygnału wejściowego pedału przyspieszenia i wysyłanie poleceń do modułów inwertera mocy.
Hamulec przewodowy
Czysty system hamulca przez linkę całkowicie wyeliminowałby potrzebę hydrauliki dzięki zastosowaniu silników do uruchamiania zacisków, w porównaniu z obecnie istniejącą technologią, w której system jest zaprojektowany tak, aby zapewniać siłę hamowania poprzez wytwarzanie ciśnienia hydraulicznego w przewodach hamulcowych.
Przesunięcie za pomocą drutu
Kierunek ruchu pojazdu (do przodu, do tyłu) jest ustawiany poprzez wydawanie poleceń siłownikom wewnątrz skrzyni biegów za pomocą poleceń elektronicznych na podstawie bieżącego sygnału wejściowego od kierowcy (parkowanie, wsteczny, neutralny lub jazda).
Steruj drutem
Samochód wyposażony w system steer-by-wire jest w stanie kierować bez kolumny kierownicy . Sterowanie kierunkiem kół zostanie zapewnione za pomocą silników elektrycznych, które są uruchamiane przez ECU monitorujące ruchy kierownicy od kierowcy.
Pierwszym pojazdem produkcyjnym, w którym to wdrożono, był Infiniti Q50, ale po negatywnych komentarzach zmodernizowano tradycyjny hydrauliczny układ kierowniczy . Jego zastosowanie w pojazdach drogowych jest ograniczone ze względu na obawy dotyczące niezawodności, chociaż zostało zademonstrowane w kilku pojazdach koncepcyjnych, takich jak Mercedes-Benz Unimog firmy ThyssenKrupp Presta Steering, Hy-wire i Sequel firmy General Motors , Saabs Prometheus i Mazda Ryuga . System SbW na tylne koła firmy Delphi o nazwie Quadrasteer jest stosowany w niektórych ciężarówkach typu pickup, ale odniósł ograniczony sukces komercyjny.
Na 2020 24 Godzinki Nürburgring , o Porsche Cayman GT4 wyposażony w system steer-by-wire z Schaeffler Paravan Technologie zakończył wyścig na 2 miejscu na swojej klasie (29 ogółem). W wyścigu w 2021 r. Mercedes-AMG GT3 korzystający z tego samego systemu zajął 16 miejsce w klasyfikacji generalnej.
Parkuj przewodem
Zapadka parkowania w tradycyjnym automatyczną skrzynią biegów ma mechaniczną link do dźwigni zmiany biegów i blokuje transmisję w pozycji parkowania, gdy pojazd jest ustawiony w parku. System park by wire wykorzystuje elektroniczne polecenia do uruchomienia zapadki parkowania przez silnik, gdy kierowca parkuje pojazd.
Systemy krytyczne dla bezpieczeństwa
Awarie w elektronicznych jednostkach sterujących wykorzystywanych do realizacji tych funkcjonalistów drive by wire mogą prowadzić do potencjalnie niebezpiecznych sytuacji, w których zdolność kierowcy do kontrolowania pojazdu będzie zależeć od scenariusza eksploatacji pojazdu. Na przykład niezamierzone przyspieszenie , utrata hamowania, niezamierzone kierowanie, zmiana kierunku jazdy w złym kierunku i niezamierzone odtoczenie się to tylko niektóre ze znanych zagrożeń. Wdrażanie systemów drive by wire wymaga szeroko zakrojonych testów i walidacji, tak jak w przypadku wprowadzania nowych technologii.
Ostatnio wykazano, że niektóre z tych systemów są podatne na włamania, co pozwala na zewnętrzną kontrolę pojazdu. Podczas gdy generalnie takie demonstracje hakowania, jak zdalne uruchamianie klaksonu lub wycieraczek/spryskiwaczy przedniej szyby należą do kategorii „irytujących lub zabawnych”, inne hacki związane z pedałem przyspieszenia, hamulcami i skrzynią biegów mają znacznie poważniejsze konsekwencje dla bezpieczeństwa.