Как работает технология Drive-by-wire

Итак, вы сидите на своем месте и берете в руки джойстик. Нажатие рычага управления вверх перемещает автомобиль вперед, а нажатие из стороны в сторону поворачивает автомобиль влево или вправо. Готовы к работе, вы жмете газ вперед, набирая скорость. Ваш автомобиль разгоняется все быстрее и быстрее, пока вы не доедете до ближайшего светофора, где вы замедляетесь до полной остановки.

Что это, какая-то скучная видеоигра, в которой действуют правила ограничения скорости и нормальные, бытовые законы? Неа. Фактически, эта ситуация, когда водитель использует джойстик или контроллер, похожий на видеоигру, вскоре может стать реальностью в автомобилях, которые появляются в выставочном зале.

Технология, известная как drive-by-wire, также называемая «x-by-wire» или просто «by-wire», может изменить способ вождения людей. Автомобиль с системой такого типа будет полагаться в основном на электронику для управления широким спектром операций автомобиля, включая ускорение, торможение и, как упоминалось в нашем предыдущем примере, рулевое управление. Обычные автомобили в основном используют гидравлические и механические технологии для выполнения тех же самых основных операций с автомобилем, и хотя системы мощные, они могут быть чрезмерно сложными, неэффективными и подверженными износу с годами.

Но на протяжении многих лет производители, а также сторонние исследователи и изобретатели интегрируют компьютеры и электронику в современные автомобили. Если бы водители могли просто привыкнуть к этой идее, системы Drive-by-Wire могли бы повысить комфорт, функциональность и безопасность во время вождения. Компьютеры и датчики будут анализировать команды и указывать транспортным средствам, что именно делать. Электронные системы также имеют экологический аспект, поскольку эта технология может улучшить экономию топлива и уменьшить или улучшить выбросы двигателя.

Этот термин также может быть знаком энтузиастам авиации, поскольку с 1990-х годов в самолетах использовались системы, называемые «fly-by-wire». Эта технология, как и привод по проводам, использует электрические провода для управления обычными операциями самолета. Как работает электропроводка в автомобиле? Как водители могут ускоряться, замедляться и управлять автомобилем, используя всего лишь сеть проводов? Безопасно ли это или есть опасения по поводу беспроводных систем?

>Типы проводных систем

В типичной гидравлической и механической системе есть большой набор деталей, которые контролируют различные аспекты работы автомобиля. По всему автомобилю соединены усилитель тормозов, главный цилиндр, рулевая колонка, рулевой вал, реечная передача, гидравлические линии и различные тросы и звенья. Эти компоненты работают вместе и независимо друг от друга, обеспечивая плавное вождение. Однако они также увеличивают вес автомобиля и могут со временем ухудшиться.

В системе с приводом по проводам большая часть или все это будет заменено электрическими проводами. В проводной системе любого типа датчики записывают информацию и передают данные на компьютер или серию компьютеров, которые преобразуют электрическую энергию в механическое движение. Существует несколько различных типов проводных систем, поэтому их иногда называют x-by-wire. Вот несколько основных систем проводной связи:

• Электронная дроссельная заслонка -- Электронное управление дроссельной заслонкой или ускорение по проводам было первым введенным типом системы привода по проводам. В этих системах используется педальный блок и система управления двигателем. В педали используются датчики, которые измеряют, насколько сильно или мало водитель нажимает на педаль акселератора, и датчики отправляют эту информацию в систему управления двигателем. Система управления двигателем — это компьютер, который, помимо других задач, определяет, сколько топлива требуется, и передает эти данные на исполнительный механизм — устройство, преобразующее энергию в механическое движение. Педаль может быть той же, к которой сегодня привыкли водители педалей, легкодоступной подушечкой, расположенной рядом с ногой, на которую нажимают, чтобы разогнать автомобиль. Ту же операцию можно было бы также включить в джойстик или контроллер, похожий на видеоигру, что полностью избавило бы от необходимости использовать педаль. Конечно, это потребует от водителей использования рук для ускорения, торможения и рулевого управления.

• Электронный тормоз -- На самом деле существует два типа тормозных систем. Гидравлический или «мокрый» тормоз с электропроводкой использует дополнительные гидравлические детали для создания давления на тормоза. С другой стороны, электрический или «сухой» тормоз по проводам просто использует электродвигатель и не использует гидравлическую тормозную жидкость.

• Электронное управление -- Датчики обнаруживают движения рулевого колеса и отправляют информацию в микропроцессор. Затем компьютер отправляет команды на приводы осей, которые поворачиваются в соответствии с указаниями водителя.

Все это звучит неплохо, правда? Что ж, переходим на следующую страницу, где мы обсудим преимущества и недостатки системы управления по проводам.

>Преимущества и недостатки систем Drive-by-wire

Некоторые люди воодушевлены перспективой увеличения количества электронных систем в автомобилях. Заменив обычные дроссельные системы, системы электроуправления могут значительно сократить количество движущихся частей в автомобиле. Это снижает вес, повышает точность работы и увеличивает время между визитами в сервис для таких вещей, как механическое обслуживание и другие регулировки. Некоторые проводные системы вообще не требуют обслуживания. Меньший вес и лучшая точность означают лучшую топливную экономичность и меньшее количество вредных выбросов.

Звучит здорово, правда? Что ж, несмотря на то, что технология drive-by-wire хорошо зарекомендовала себя в авиационной отрасли, ее внедрение в автомобили происходило медленно. Проблема для некоторых производителей автомобилей заключается в том, чтобы убедить водителей в том, что системы безопасны. Из-за сложности беспроводных систем некоторые люди беспокоятся о потенциальных электронных неисправностях в датчиках и компьютерах, которые могут привести к повреждению автомобиля или даже автомобильным авариям и травмам пассажиров.

Одним из аргументов против «драйв-по-проводу» является то, что любая система, использующая программное обеспечение, может дать сбой независимо от того, сколько раз это программное обеспечение было протестировано. В наихудшем сценарии, например, датчики системы электронного торможения могут допустить ошибку в расчетах, в результате чего тормозной суппорт и колодки будут оказывать неправильное давление — либо слишком слабое, либо слишком сильное. к ротору. Не подозревая о каких-либо внутренних проблемах системы, водитель, использующий систему электронного торможения, потенциально может попасть в аварию, даже если он или она считает, что на педаль тормоза оказывается правильное давление.

В любом случае, большинство людей ссылаются на высказывание о том, что любое программное обеспечение настолько хорошо, насколько хороши программисты и производители, которые его создали и спроектировали. Из-за надежности электродистанционного управления в самолетах вполне вероятно, что опыт и тестирование продуктов могут безопасно использовать больше систем электроуправления в повседневных автомобилях. Несколько автомобильных компаний уже используют (или использовали) различные системы электроуправления в своих автомобилях, в том числе BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen и Nissan.

Для получения дополнительной информации о технологии аккумуляторов, гибридных автомобилях и других связанных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

>Дополнительная информация

Статьи по теме HowStuffWorks

• 5 способов улучшить гибридные аккумуляторные батареи
• Как работает система экстренного торможения
• Как работают тормоза
• Как работают тормозные колодки
• Как работают тормозные суппорты
• Как работают тормозные диски

>Источники

• Бургин, Ричард и Уилл Вальдес. «Смерть по проводам». Научно-исследовательский институт этики разработки программного обеспечения. 2002 г. (15 апреля 2009 г.) http://seeri.etsu.edu/SECodeCases/ethicsC/DeathByWire.htm
• Глоссарий CNET. «Драйв по проводам». (14 апреля 2009 г.) http://reviews.cnet.com/4520-6029_7-6211213-1.html
• Автомобильные аксессуары Cobra. «Объяснение Drive-By-Wire». (13 апреля 2009 г.) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
• Дориссен, Ханс Тео и Клаус Дюркопп. «Мехатроника и системы электроуправления усовершенствовали бесконтактные датчики положения». Автомобильная электроника. 16 июля 2002 г. (18 апреля 2009 г.) =10&md5=3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
• Эйзенштейн, Пол А. «Гибридный автомобиль на топливных элементах GM Hy-Wire Drive-By-Wire». Популярная механика. Август 2002 г. (15 апреля 2009 г.) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
• Кребс, Мишель. «Твоя машина, 2022». Популярная наука. 7 апреля 2002 г. (15 апреля 2009 г.) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
• Квинион, Майкл. «Драйв по проводам». Мировые слова. 6 декабря 2003 г. (13 апреля 2009 г.) http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-dri1.htm