Jak działa technologia Drive-by-wire

Galeria zdjęć Concept Cars Czy system drive-by-wire to przyszłość samochodów? Zobacz więcej zdjęć samochodów koncepcyjnych. AP Photo / Greg Baker

Więc jesteś, usadowiony na swoim miejscu, chwytając joystick. Popchnięcie dźwigni w górę powoduje ruch pojazdu do przodu, a przesuwanie na boki kieruje pojazdem w lewo lub w prawo. Gotowy do jazdy, zaciągasz gaz do przodu, nabierając prędkości. Twój samochód przyspiesza coraz szybciej - to znaczy do najbliższego światła stopu, na którym zwalniasz aż do zatrzymania.

Co to jest, jakaś nudna gra wideo, w której obowiązują zasady dotyczące ograniczenia prędkości i normalnych, codziennych praw? Nie. W rzeczywistości ta sytuacja, w której kierowca używa joysticka lub kontrolera podobnego do gry wideo, może wkrótce stać się rzeczywistością w samochodach pojawiających się na podłodze salonu.

Technologia znana jako drive-by-wire, zwana także „x-by-wire” lub po prostu „by-wire”, może zmienić sposób, w jaki ludzie jeżdżą. Samochód z tego typu systemem polegałby głównie na elektronice do sterowania szerokim zakresem operacji pojazdu, w tym przyspieszaniem, hamowaniem i, jak wspomniano we wcześniejszym przykładzie, kierowaniem. Konwencjonalne samochody używają głównie technologii hydraulicznej i mechanicznej do wykonywania tych samych podstawowych operacji pojazdu i chociaż systemy są potężne, mogą być zbyt złożone, nieefektywne i sprzyjać zużyciu na przestrzeni lat.

Jednak od lat producenci oraz zewnętrzni badacze i wynalazcy integrują komputery i elektronikę w nowoczesnych samochodach. Gdyby kierowcy mogli po prostu przyzwyczaić się do tego pomysłu, systemy drive-by-wire mogą potencjalnie zwiększyć komfort, funkcjonalność i bezpieczeństwo podczas jazdy. Komputery i czujniki analizowałyby polecenia i instruowały pojazdy, co dokładnie mają robić. Systemy by-wire również mają aspekt środowiskowy, ponieważ technologia może poprawić oszczędność paliwa i zmniejszyć lub poprawić emisję spalin.

Termin ten może być również znany entuzjastom lotnictwa, ponieważ w samolotach od lat 90. XX wieku stosowane są systemy zwane „fly-by-wire”. Ta technologia, podobnie jak drive-by-wire, wykorzystuje przewody elektryczne do sterowania normalnym działaniem samolotu. Jak działa system drive-by-wire w samochodzie? W jaki sposób kierowcy mogą przyspieszyć, zwolnić i sterować za pomocą samej sieci przewodów? Czy jest to bezpieczne, czy też istnieją obawy dotyczące systemów drive-by-wire?

Największy potencjał redukcji połączeń mechanicznych pod maską mają systemy Drive-by-Wire do przyspieszania, hamowania i kierowania. AP Photo / Keystone / Laurent Gillieron

W typowym układzie hydrauliczno-mechanicznym istnieje spora plątanina części, które kontrolują różne aspekty działania pojazdu. W całym samochodzie jest podłączony wzmacniacz hamulca, pompa hamulcowa, kolumna kierownicy, wał kierownicy, zębatka zębata, przewody hydrauliczne oraz różne kable i linki. Te komponenty współpracują ze sobą i niezależnie, zapewniając nam płynną jazdę. Jednak zwiększają one również wagę pojazdu i mogą z czasem ulec degradacji.

W systemie typu drive-by-wire większość lub całość tych elementów zostanie zastąpiona przewodami elektrycznymi. W każdym systemie przewodowym czujniki rejestrują informacje i przekazują dane do komputera lub szeregu komputerów, które przenoszą energię elektryczną na ruch mechaniczny. Istnieje kilka różnych typów systemów drive-by-wire, dlatego czasami określa się je ogólnie jako x-by-wire. Oto kilka głównych systemów by-wire:

• Przepustnica przewodowa -- Throttle-by-wire, czyli przyspieszenie przewodowe, był pierwszym wprowadzonym typem systemu drive-by-wire. Systemy te wykorzystują zespół pedałów i system zarządzania silnikiem. Pedał wykorzystuje czujniki, które mierzą, o ile lub jak mało kierowca porusza pedałem przyspieszenia, a czujniki przesyłają te informacje do systemu zarządzania silnikiem. System sterowania silnikiem to komputer, który między innymi ustala, ile paliwa jest potrzebne, i dostarcza te dane do siłownika - urządzenia, które zamienia energię na ruch mechaniczny. Pedał mógłby być tym samym pedałem, do którego kierowcy przyzwyczaili się dzisiaj, łatwo dostępnym padem umieszczonym w pobliżu stopy, który jest wciśnięty w celu przyspieszenia samochodu. Ta sama operacja może być również włączona do joysticka lub kontrolera podobnego do gry wideo, co całkowicie wyeliminowałoby potrzebę pedału nożnego. Oczywiście wymagałoby to od kierowców używania rąk do przyspieszania, hamowania i kierowania.

• Hamulec przewodowy -- W rzeczywistości istnieją dwa rodzaje systemów hamowania przewodowego. Hydrauliczny, zwany „mokrym” hamulcem przewodowym, wykorzystuje dodatkowe części hydrauliczne do wytworzenia nacisku na hamulce. Z drugiej strony, elektryczny lub „suchy” hamulec przewodowy wykorzystuje po prostu silnik elektryczny i nie wykorzystuje hydraulicznego płynu hamulcowego.

• Steer-by-wire -- Czujniki wykrywają ruchy kierownicą i wysyłają informacje do mikroprocesora. Następnie komputer wysyła polecenia do siłowników na osiach, które obracają się zgodnie ze wskazówkami kierowcy.

To wszystko brzmi całkiem nieźle, prawda? Cóż, przejdź do następnej strony, na której omawiamy zalety i wady systemu drive-by-wire.

Chociaż drive-by-wire oferuje wiele korzyści dla systemów samochodowych, obawy o niezawodność utknęły w jego pełnej akceptacji. AP Photo / Andree-Noelle Pot

Niektórzy ludzie są podekscytowani perspektywą wprowadzenia większej liczby systemów drive-by-wire w samochodach. Zastępując konwencjonalne systemy przepustnicy, systemy sterowania przewodowego mogą znacznie zmniejszyć liczbę ruchomych części w pojeździe. Zmniejsza to wagę, zwiększa dokładność operacyjną i wydłuża czas między wizytami serwisowymi w zakresie takich czynności, jak konserwacja mechaniczna i inne regulacje. Niektóre systemy by-wire w ogóle nie wymagałyby obsługi. Mniejsza waga i lepsza dokładność oznaczałyby również lepszą oszczędność paliwa i mniej emisji.

Brzmi świetnie, prawda? Cóż, chociaż ma ugruntowaną pozycję w branży lotniczej, system drive-by-wire był powolny we wprowadzaniu go do samochodu. Problemem niektórych producentów samochodów jest przekonanie kierowców, że systemy są bezpieczne. Ze względu na złożoność systemów drive-by-wire niektórzy ludzie martwią się potencjalnymi usterkami elektronicznymi czujników i komputerów, prowadzącymi do uszkodzenia pojazdu, a nawet wypadków samochodowych i obrażeń pasażerów..

Jednym z argumentów przeciwko systemowi drive-by-wire jest to, że każdy system korzystający z oprogramowania może zawieść, niezależnie od tego, ile razy to oprogramowanie zostało przetestowane. Na przykład w najgorszym przypadku czujniki w układzie hamulca przewodowego mogą popełnić błąd w obliczeniach, powodując, że zacisk hamulca i okładziny zastosują nieprawidłową siłę nacisku - zbyt małą lub zbyt mocną - do wirnika. Nieświadomy jakichkolwiek problemów z układem wewnętrznym, kierowca korzystający z hamulca przewodowego może potencjalnie wpaść w wypadek, mimo że myślał, że nacisk na pedał hamulca jest prawidłowy..

W każdym razie większość ludzi powołuje się na powiedzenie, że każde oprogramowanie jest tak dobre, jak programiści i producenci, którzy je zbudowali i zaprojektowali. Ze względu na niezawodność technologii fly-by-wire w samolotach, jest prawdopodobne, że doświadczenie i testowanie produktów może przynieść więcej systemów typu drive-by-wire do codziennych samochodów. Kilka firm samochodowych już korzysta (lub korzystało) z różnych systemów drive-by-wire w swoich pojazdach, w tym BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen i Nissan.

Aby uzyskać więcej informacji na temat technologii akumulatorów, samochodów hybrydowych i innych powiązanych tematów, skorzystaj z łączy na następnej stronie.

Powiązane artykuły

• 5 sposobów ulepszania hybrydowych akumulatorów
• Jak działa wspomaganie hamowania
• Jak działają hamulce
• Jak działają klocki hamulcowe
• Jak działają zaciski hamulcowe
• Jak działają tarcze hamulcowe

Źródła

• Burgin, Richard i Will Valdez. „Death-By-Wire”. Instytut Etyki Inżynierii Oprogramowania. 2002. (15 kwietnia 2009) http://seeri.etsu.edu/SECodeCases/ethicsC/DeathByWire.htm
• Glosariusz CNET. „Drive-by-wire”. (14 kwietnia 2009) http://reviews.cnet.com/4520-6029_7-6211213-1.html
• Akcesoria samochodowe Cobra. „Wyjaśnienie Drive-By-Wire”. (13 kwietnia 2009) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
• Dorissen, Hans Theo i Klaus Durkopp. „Mechatronika i systemy drive-by-wire to zaawansowane bezkontaktowe czujniki położenia”. Elektronika samochodowa. 16 lipca 2002 r. (18 kwietnia 2009 r.) Http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V2H-475RD81-2&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_version=1&_urluser=1 = 10 & md5 = 3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
• Eisenstein, Paul A. „GM Hy-Wire Drive-By-Wire Hybrid Fuel Cell Vehicle”. Popularna mechanika. Sierpień 2002. (15 kwietnia 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
• Krebs, Michelle. „Your Car, 2022”. Popularna nauka. 7 kwietnia 2002. (15 kwietnia 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
• Quinion, Michael. „Drive-By-Wire”. World Wide Words. 6 grudnia 2003. (13 kwietnia 2009) http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-dri1.htm