Технология привода по проводам или DbW в автомобильной промышленности представляет собой использование электронных или электромеханических систем вместо механических связей, которые управляют функциями вождения. Эта концепция аналогична электродистанционному управлению в авиационной отрасли. [2] Электроприводное управление может относиться только к приведению автомобиля в движение посредством электронного управления дроссельной заслонкой , [3] или к электронному управлению движением, а также рулевым управлением и торможением, которые по отдельности известны как электронное управление и тормоз по проводам , а также электронное управление другими функциями вождения автомобиля . [4]
Действия водителя традиционно передаются механически на двигатель и колеса через рулевое колесо и рулевую колонку , дроссельную заслонку , гидравлические тормоза , ручки тормоза и так далее. В системах с электронным управлением действия водителя обрабатываются электронной системой управления, которая управляет транспортным средством с помощью электромеханических приводов . Интерфейс «человек-машина» , такой как рулевое колесо, штурвал, педаль акселератора, педаль тормоза и т. д., может включать в себя тактильную обратную связь , имитирующую сопротивление гидравлических и механических педалей и рулевого управления, включая отдачу рулевого управления . Такие компоненты, как рулевая колонка, промежуточные валы, насосы, шланги, ремни, охладители, вакуумные сервоприводы и главные цилиндры, исключены из автомобиля. Стандарты безопасности для электропривода определены стандартом ISO 26262 уровня D.
Отказ от механических соединений имеет ряд преимуществ: он снижает сложность и упрощает сборку; упрощает обслуживание и настройку; уменьшает усилие, необходимое для задействования входных сигналов, и позволяет настраивать его с помощью тактильной технологии ; дает большую свободу дизайна интерьера в размещении механизмов ввода; позволяет автоматизировать функции вождения; снижает шум в кабине за счет устранения акустической связи с системами привода; а за счет уменьшения проемов в полу улучшается поведение автомобиля при столкновении . [6] Поскольку действия водителя можно игнорировать, безопасность можно повысить, обеспечив компьютерное вмешательство в управление автомобилем с помощью таких систем, как электронный контроль устойчивости (ESC), адаптивный круиз-контроль и системы помощи при движении по полосе . [2]
Каждая электронная система приводит к увеличению количества приводов в автомобиле и, следовательно, к большему потреблению энергии. Например, технология электронного управления добавляет приводные двигатели для создания крутящего момента, необходимого для поворота колес, и датчик обратной связи для создания «ощущения дороги» на рулевом колесе.
Соображения безопасности требуют резервирования датчиков действий водителя, сетей связи автомобиля , исполнительных механизмов [6] и других систем. Стандарты автомобильной безопасности, такие как ISO 26262, требуют отказоустойчивого и отказоустойчивого поведения электропривода . [7]
Сбои в системах электропривода могут привести к потенциально опасным ситуациям, безопасность которых полностью зависит от характера неисправности транспортного средства . Институт автомобильного транспорта Ахенского университета (ika – Institut für Kraftfahrzeuge Aachen) в сотрудничестве с Mercedes-AMG и другими изучает работу, риски и механизмы безопасности систем электропривода с помощью своего концептуального автомобиля с электроприводом. , СкоростьЭ. Изученные сценарии включают потерю контроля над ускорением, тормозами или рулевым управлением. [1]
Ранние проводные системы имели механические резервные системы на случай выхода из строя проводных систем. [3] Современная парадигма привода по проводам обходится без механического резервного копирования и опирается на резервирование , отказоустойчивые системы и другие меры безопасности: вычислительное резервирование посредством синхронизированных процессоров ; функциональное резервирование за счет модульной конструкции, при которой отказ одного модуля компенсируется идентичным модулем, например, путем векторизации крутящего момента для компенсации отказа модуля рулевого управления или торможения; мультисенсорное обнаружение неисправностей; самоизоляция поврежденных систем; и отказоустойчивая связь. Такие отказоустойчивые устройства определены стандартом ISO 26262 уровня D. [7]
Также была проведена оценка и стандартизация электронной компьютерной безопасности . В 2011 [9] и 2013 [10] [11] исследователи продемонстрировали , что некоторые системы коммерческих автомобилей подвержены взлому , что позволяет осуществлять внешнее управление транспортным средством. Демонстрации взлома включали удаленную активацию таких систем, как звуковой сигнал, дворники, акселератор, тормоза и трансмиссия. [11] Современные стандарты, такие как стандарт ISO/SAE 21434 и правила UNCE 155, 156 и 157, требуют специальных криптографических модулей , которые шифруют всю связь между ЭБУ и компонентами системы привода. [3]
.jpg/1280px-Lotus_Eletre_010_(cropped).jpg)
Система дистанционного торможения устраняет необходимость в механическом соединении, которое передает усилие между тормозами и устройством ввода данных водителя, таким как педаль или рычаг . Тремя основными типами систем электронного торможения являются: электронные стояночные тормоза , которые с начала 21 века стали более распространенными; электрогидравлические тормоза (EHB), которые могут быть реализованы вместе с устаревшими гидравлическими тормозами и с 2020 года нашли небольшое применение в автомобильной промышленности; и электромеханические тормоза (EMB), в которых не используется гидравлическая жидкость, которые по состоянию на 2020 год еще не были успешно внедрены в серийные автомобили из-за их новых методов приведения в действие. [14]
В системе переключения передач по проводам используются электрические или электронные соединения, которые заменяют механическое соединение между механизмом переключения передач водителя и коробкой передач . С тех пор, как в 1996 году электронная система переключения передач стала коммерчески доступной, она широко использовалась в автоматизированных механических коробках передач , а позже была реализована в полуавтоматических и автоматических коробках передач . [6]
Парковку по проводу можно рассматривать как разновидность проводной передачи. [6] Не путать со стояночным тормозом с помощью троса , который включает стояночный тормоз . Стояночная защелка в традиционной автоматической коробке передач имеет механическую связь с рычагом переключения передач и блокирует коробку передач в положении парковки, когда ручка переключения передач находится в положении «парковка». Система электрической парковки использует электронные команды, посылаемые на привод, который включает парковочную защелку.
Транспортное средство, оснащенное системой электродистанционного управления, может управлять некоторыми или всеми колесами без подключения рулевой колонки к осям колес. Он отличается от электроусилителя руля или усилителя рулевого управления, поскольку эти системы по-прежнему полагаются на рулевую колонку для механической передачи некоторого крутящего момента на колеса. [15]
Транспортным средством с системой электродистанционного управления водитель может управлять вручную с помощью рулевого колеса, штурвала или любого другого рулевого устройства, подключенного к одному или нескольким электронным блокам управления , которые используют входной сигнал для управления исполнительными механизмами рулевого управления, которые поворачивайте колеса и управляйте автомобилем. Рулевое колесо или рулевая колонка могут быть оснащены тактильной обратной связью для имитации ощущения дороги и сопротивления колес, а также изменяться в зависимости от скорости автомобиля или настраиваемых настроек. [15] [16]
Ускорение по проводам или дроссельная заслонка по проводам, [17] более известная как электронное управление дроссельной заслонкой , представляет собой систему, которая приводит в движение транспортное средство без каких-либо механических соединений, таких как тросы, от педали акселератора к дроссельной заслонке двигателя. или другие двигательные системы. В электромобилях эта система управляет электродвигателями, распознавая нажатие педали акселератора и отправляя команды модулям силовых инверторов.