Drive by wire что это
СОДЕРЖАНИЕ
Преимущества
Электронная система дроссельной заслонки значительно легче, что снижает вес современных автомобилей. Их легче обслуживать и настраивать, поскольку технический специалист может просто подключить компьютер и позволить компьютеру выполнить настройку. Использование электронной системы управления также позволяет гораздо более точно контролировать открытие дроссельной заслонки по сравнению с тросом, который растягивается со временем. Это также позволяет производителям программировать реакцию дроссельной заслонки.
Эргономику можно улучшить за счет силы и диапазона движений, необходимых водителю, а также за счет большей гибкости в расположении органов управления. Эта гибкость также значительно расширяет количество вариантов конструкции автомобиля.
Недостатки
Системы с приводом по проводам могут быть » взломаны «, а их управление нарушено или отключено с помощью проводных или беспроводных соединений. Каждая система электродвигателя приводит к увеличению количества двигателей в транспортном средстве и, следовательно, к большему потреблению энергии. Например, технология «drive-by-wire» добавляет приводные двигатели для создания крутящего момента, необходимого для поворота колес, и датчик обратной связи для создания «ощущения дороги» на рулевом колесе.
Еще одним недостатком системы управления по проводам является заметная задержка между нажатием на педаль газа и ощущением реакции двигателя, вызванная задержками распространения, присущими системе управления по проводам. Однако в последние годы на рынке появился ряд «контроллеров дроссельной заслонки», чтобы противодействовать этому отставанию; такие как контроллеры дроссельной заслонки iDRIVE и Windbooster.
Парадигма привода по проводам отказывается от отказоустойчивой традиции таких компонентов, как гидроусилитель руля, где возможность отказа сложного подхода покрывается способностью более простой базовой механической системы обеспечивать функциональность резервного копирования.
Используется в легковых автомобилях
Дроссель по проводам
Эта система помогает обеспечить движение транспортного средства с помощью электронного дросселя без каких-либо кабелей от педали акселератора до дроссельной заслонки двигателя. В электромобилях эта система управляет электродвигателями, считывая нажатие педали акселератора и отправляя команды на модули инвертора мощности.
Тормоз по проводам
Чистая тормозная система по проводам полностью устранит необходимость в гидравлике за счет использования двигателей для приведения в действие суппортов по сравнению с существующей в настоящее время технологией, в которой система предназначена для обеспечения тормозного усилия за счет создания гидравлического давления в тормозных магистралях.
Сдвиг по проводам
Направление движения транспортного средства (вперед, назад) задается посредством управления исполнительными механизмами внутри трансмиссии с помощью электронных команд, основанных на текущем вводе от водителя (парковка, задний ход, нейтраль или движение).
Управлять по проводам
Такая система обеспечит рулевое управление автомобилю с меньшим количеством механических компонентов / связей между рулевым колесом и колесами. Управление направлением колес будет осуществляться с помощью электродвигателя (двигателей), которые приводятся в действие электронными блоками управления, контролирующими действия рулевого колеса от водителя.
Припаркуйся на проводе
Системы, критически важные для безопасности
Недавно было продемонстрировано, что некоторые из этих систем уязвимы для взлома, что позволяет управлять автомобилем извне. В то время как обычно такие демонстрации взлома, как удаленная активация звукового сигнала или дворников / омывателей лобового стекла, относятся к категории «раздражающих или забавных», другие взломы, связанные с акселератором, тормозами и трансмиссией, имеют гораздо более серьезные последствия для безопасности.
Nissan поставит электронный руль на серийные машины Infiniti
В фирме утверждают, что устранение прямой связи колёс и руля обеспечивает «вождение по намерению» и «вождение с душевным спокойствием». В это трудно поверить. Но эффект, мол, достигается именно такой: автомобиль едет точно туда, куда хочет водитель. И человеку не нужно напрягаться и плотно удерживать руль, какие бы выбоины ни попадались на полотне. Электроника сама скорректирует траекторию легковушки, парируя вредные возмущения.
Устранить механическую связь между рулевым колесом и управляемыми колёсами автомобиля инженеры из разных компаний задумывали не раз. Отвечать за поворот могут и изолированные электроприводы, а баранке можно отвести роль всего лишь электронного джойстика. До сих пор такая концепция «полёта по проводам» (fly-by-wire), давно применяемая в авиации, в автостроении воплощалась только в виде концептов или исследовательских прототипов. А вот компания Nissan выдала небольшую сенсацию: пришла пора решиться на внедрение данного принципа в серийных машинах.
Японцы называют свою систему steer-by-wire («рулевое управление по проводам»). Тестовые образцы машин с таким механизмом компания представила на днях на своём полигоне. Информация о повороте рулевого колеса здесь передаётся в дублирующие друг друга электронные блоки, которые отдают команду электрическому исполнительному механизму. Инженеры обещают даже более точное и лёгкое управление, без люфтов и каких-либо задержек в реакции, нежели в случае прямого соединения баранки и колёс.
Но как быть со столь важной для требовательных водителей обратной связью? Оказывается, в такой системе её тоже можно организовать электронным образом, искусственно меняя усилие на руле при помощи актуатора. Важно, что связь эта поддаётся тонкой настройке и одновременно исключает передачу от колёс на руль каких-либо вибраций и ударов. В Ниссане утверждают, что грамотным выбором программы управления можно добиться ощущения, будто автомобиль — продолжение вашего тела, несмотря на всю виртуальную природу такой связи.
О безопасности новации специалисты тоже подумали основательно. Конструкторы не стали полностью удалять из автомобиля классический рулевой вал, идущий к рулевому механизму. Он остался, но только как аварийный вариант. В норме он отсоединён от колёс. Но в случае отказа электроники либо потери электропитания специальное сцепление тут же восстанавливает прямое механическое управление машиной.
Такое решение японские инженеры, впрочем, считают промежуточным. Мол, когда все привыкнут к steer-by-wire, а уверенность в надёжности системы возрастёт, механическую связь можно будет убрать окончательно. «В будущем, если мы освободимся от прямой связи, мы могли бы разместить руль где угодно, хоть на заднем сиденье, или мы можем обеспечить управление автомобилем с помощью джойстика», — заявил Масахару Сато, инженер Nissan, участвующий в работе над системой.
Самое интересное: рулевое управление по проводам компания намерена внедрить на автомобилях марки Infiniti примерно в течение одного года. Это будет первый случай в истории автомобилестроения, когда принцип fly-by-wire окажется реализован на серийных моделях и они поступят в продажу. Какие именно модели получат новинку, японцы пока не говорят. Но на тестах присутствовал седан Infiniti G37S с таким электронным рулём.
Ещё заманчивее выглядит дальнейшее развитие данной концепции. На том же полигоне японцы продемонстрировали в действии систему автономной аварийной рулёжки (Autonomous Emergency Steering System — AESS). Подобно недавно показанному тем же Ниссаном полностью автономному парковщику, AESS может брать управление автомобилем на себя в случае, если необходимо избежать столкновения с другой машиной или пешеходом. С AESS автомобиль видит всю обстановку впереди, оценивает шанс на успешность аварийного торможения и, если запаса расстояния не хватает, ищет рядом с препятствием свободное пространство, выполняя манёвр уклонения.
Японцы говорят, что система AESS может попасть в серию в течение трёх-пяти лет. «Мы думаем об основах. Какой инструмент сделает автомобиль более приспособленным для людей. Контролируя руки, ноги, глаза и мозг, автомобили развиваются в сторону роботов», — утверждает инженер Тетсуя Иидзима, подразумевая, конечно же, отслеживание ошибок водителя и вмешательство электроники в случае опасности. Заметим, полностью автономные автомобили как эксперимент на дорогах и городских улицах мы уже наблюдали. Но согласитесь, куда любопытнее будет увидеть хотя бы отдельные элементы такой автономности в серийных образцах. Судя по опытам японцев, ждать осталось не так уж долго.
Drive-by-Wire
Drive-by-Wire— сервопривод, электронная цифровая система управления автомобилем.
Можно в той или иной мере реализовать «мечту водителя» — машину, действующую по принципу «делай то, что я хочу». Например, нажатый до упора тормоз может означать не «зажать тормозные диски с максимальным усилием», а «остановиться как можно быстрее», и уже дело ЭВМ — решать, как остановиться.
В обычных автомобилях расположение некоторых органов управления во многом диктуется компоновкой агрегатов. Drive-by-wire позволяет перенести их в любое удобное место — например, переключать передачи кнопками на руле.
Также это позволяет автоматизировать некоторые рутинные действия — удерживание скорости или полосы, парковку в стеснённых местах.
В первую очередь это — дороговизна и пониженная надёжность. Например, если дроссель, трансмиссия и зажигание выходят из-под контроля водителя, остановить машину станет невозможно.
Возможны ошибки контроллера, вызванные невозможностью получения необходимой информации, её недостаточным характером или искажением, либо отсутствием учёта всех возможных вариантов программным обеспечением — например, для экстренной остановки на рыхлом грунте надо не удерживать колесо крутящимся, а, заблокировав, «зарыть» его в грунт (этот недостаток характерен для современной системы АБС), однако надёжное определение типа грунта в движении при современном уровне технологий практически невозможно. Управление автомобилем, особенно в нестандартных ситуациях, требует учёта множества факторов, информацию о некоторых из которых может надёжно получить только сам водитель — например, очень сложно при помощи датчиков получить надёжную информацию о типе и состоянии дорожного покрытия, степени его обледенения в гололёд и т. п.
В серийных автомобилях применяются такие системы, частично реализующие принцип drive-by-wire:
Электронное управление рулём применяется в небольших обслуживающих машинах наподобие электрокаров, но никогда — в дорожных автомобилях (хотя существуют концепт-кары с электронным рулевым управлением). В автороботах, участвующих в DARPA Grand Challenge, часто применяются наработки автопроизводителей из области drive-by-wire.
morozoff
morozoffЖурнал Михаила Морозова
ситуативные всплески эпистолярности
(no subject)
Многие покупатели современных автомобилей Toyota и Lexus либо не догадываются, либо до конца не понимают, что означает технология «drive by wire». В старых автомобилях руль был физически соединен с колесами, нажатие педали тормоза напрямую создавало давление в гидравилической системе торможения, а нажатие педали газа напрямую управляло ручкой акселератора. В системе «drive by wire» никакой физической связи между управляющими элементами и объектами управления нет. Вместо этого, сигналы от водителя поступаю в компьютер, который затем посылает команды на поворот колес, увеличение оборотов двигателя и прижимание тормозных колодок.
И вот совсем недавно некий старичок на Toyota Prius прямо у нас в Сан Диего позвонил 911 и сказал, что его Prius ускорился до 90 миль в час и он не может его остановить. В конце концов ему удалось остановиться без аварии, когда нагнавший его полицейский посоветовал использовать ручной тормоз. Его машину забрали в Toyota и тщательно изучили. Результат исследования оказался предсказуемым. Разумеется никакой проблемы они не обнаружили. Как заявили представители Toyota, машина не показала никаких аномалий на их тестах и результаты испытания расходятся с приключениями водителя. В связи с этим хочется сказать следующее:
1. Если бы они могли воспроизвести эту проблему, то миллионы автомобилей просто должны были попадать в аварии каждый день. Проблема тут именно в случайности и непредсказуемости подобных ситуаций. Я, как программист, знаю, что за отмазку «а у меня на компьютере программа работает как надо» разработчика надо сразу увольнять. Тут таже ситуация.
3. Лично у меня Lexus с такой же системой и надо видеть как официальные дилеры изворачиваются, чтобы убедить клиентов, что в Lexus-ах совершенно другая ситстема и они вне опасности. Хотя я не думаю, что они параллельно вели две разработки одного и того же механизма.
Точно также они изворачиваются доказывая что у их флагманского автомобиля нет проблем со «свистом ветра» при движении. Хотя уже существуют целые веб-сайты автовладельцев, сетующих на то, что у них в машине слишком сильно слышен шум обтекающего машину воздуха. Отмазку, которую придумал Лексус, поистине гениальна в своей абсурдности. Они утверждают, что у машины настолько хорошая звукоизоляция, что водитель лучше слышит все шумы, которые раньше заглушались шумом двигателя. То есть они пытаются списать это на субъективность восприятия. Хотя простейший опыт с измерителем звукового давления показывает, что шум в Лексусе больше шума в спортивной Хонде, где с шумом вообще никогда не боролись. Разумеется это проблема возникает не у всех и не сразу. Что дает корпорации возможность увиливать и изворачиваться, сваливая вину на клиента, как и в случае с непроизвольным ускорением Prius-а.
Мне кажется, что все-таки существует вселенская справедливость и корпорация Toyota вместе с Lexus сейчас отгребает кармические проблемы связанные со своим идиотским решением блокировать систему навигации когда машина находится в движении. Это беспрецендентная подстава вынуждает водителя остановиться, чтобы ввести новые координаты в навигатор. Абсолютно все водители были настолько тронуты этой «заботой» об их безопасности, что наверняка пожелали разработчикам этой системы разориться и сдохнуть от поноса. Мысли в головах большого количества людей, как известно, обретают реальную силу. Разрение уже замаячило на горизонте. А там и до поноса недалеко.
Drive-by-Wire
Drive-by-Wire— сервопривод, электронная цифровая система управления автомобилем.
Содержание
Достоинства [ | ]
Можно в той или иной мере реализовать «мечту водителя» — машину, действующую по принципу «делай то, что я хочу». Например, нажатый до упора тормоз может означать не «зажать тормозные диски с максимальным усилием», а «остановиться как можно быстрее», и уже дело ЭВМ — решать, как остановиться.
В обычных автомобилях расположение некоторых органов управления во многом диктуется компоновкой агрегатов. Drive-by-wire позволяет перенести их в любое удобное место — например, переключать передачи кнопками на руле.
Также это позволяет автоматизировать некоторые рутинные действия — удерживание скорости или полосы, парковку в стеснённых местах.
Недостатки [ | ]
В первую очередь это — дороговизна и пониженная надёжность. Например, если дроссель, трансмиссия и зажигание выходят из-под контроля водителя, остановить машину станет невозможно.
Возможны ошибки контроллера, вызванные невозможностью получения необходимой информации, её недостаточным характером или искажением, либо отсутствием учёта всех возможных вариантов программным обеспечением — например, для экстренной остановки на рыхлом грунте надо не удерживать колесо крутящимся, а, заблокировав, «зарыть» его в грунт (этот недостаток характерен для современной системы АБС), однако надёжное определение типа грунта в движении при современном уровне технологий практически невозможно. Управление автомобилем, особенно в нестандартных ситуациях, требует учёта множества факторов, информацию о некоторых из которых может надёжно получить только сам водитель — например, очень сложно при помощи датчиков получить надёжную информацию о типе и состоянии дорожного покрытия, степени его обледенения в гололёд и т. п.
Современное состояние [ | ]
В серийных автомобилях применяются такие системы, частично реализующие принцип drive-by-wire:
Электронное управление рулём применяется в небольших обслуживающих машинах наподобие электрокаров, но никогда — в дорожных автомобилях (хотя существуют концепт-кары с электронным рулевым управлением). В автороботах, участвующих в DARPA Grand Challenge, часто применяются наработки автопроизводителей из области drive-by-wire.