Přestavba elektromechanického servořízení na systém Steer by Wire

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Přestavba elektromechanického servořízení na systém Steer by Wire"

Hana Pokorná
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Ondřej Apoštol TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/ řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

2 Zadání řízení a měření 2 / 14 Seznámit se s problematikou by wire systémů Prostudovat elektromechanické servořízení automobilu Škoda na systém steer by wire Simulace tohoto systému v programu Matlab

3 Technologie by-wire řízení a měření 3 / 14 Tato technologie nahrazuje tradiční mechanické vazby mezi řídicím členem a řízeným členem pomocí elektronického přenášení informace Řídicí členy: výškové a směrové kormidlo, volant, plynový pedál, brzdový pedál Řízené členy: výškové a směrové klapky, kola, brzdy, škrticí klapka u motoru

4 Základní rozdělení řízení a měření 4 / 14 Fly by wire Historicky první technologie by-wire zavedená v 50.letech minulého století Fly by wire lze rozdělit do dvou skupin: analogové a digitální Drive by Wire Technologie používaná u automobilů Skládá se z několika samostatných částí a každá z těchto částí je samostatná technologie Brake by wire Steer by wire Throttle by wire další

5 Steer by Wire řízení a měření 5 / 14 Steer by wire Tato technologie nahrazuje mechanické spojení mezi volantem a koly Na volantu jsou snímače polohy a elektrický servomotor provádí příslušné natočení kol Další motor je zařazen pod volantem pro zpětnou vazbu (tzn. kladení odporu řidiči) Lze použít jiný ovládací prvek nežli volant Technologie Haptic Commander

6 řízení a měření 6 / 14 Elektromechanické servořízení u automobilu Škoda Škoda používá elektromechanické servořízení se dvěma pastorky Narozdíl od hydromechanického systému odpadla potřeba hydraulických součástí, došlo ke snížení spotřeby elektrické energie a již se nepřenášejí nepříjemné reakce do volantu Toto řízení je schopno pracovat i při vlečení vozidla

Princip elektromechanického servořízení řízení a měření 7 / 14 Při natočení volantu dochází ke zkroucení torzní tyčky integrované ve snímači G269 Signál odešle do řídicí

7 Princip elektromechanického servořízení řízení a měření 7 / 14 Při natočení volantu dochází ke zkroucení torzní tyčky integrované ve snímači G269 Signál odešle do řídicí jednotky J500 Snímač G85 tuto jednotku informuje o aktuálním natočení a rychlosti tohoto natočení Řídicí jednotka pak na základě údajů stanový moment, který musí vyvolat elektromotor

8 Princip Steer by Wire řízení a měření 8 / 14 Při natočení volantu zaznamenají snímače úhel a rychlost tohoto natočení Signály zaznamená elektronická řídicí jednotka, zpracuje a na základě řídicích charakteristik vygeneruje příslušné řídicí Řídicí signály odešle do elektromotorů sloužících pro kladení odporu řidiči a pro natočení kol Snímač polohy hřídele elektromotoru a snímač polohy hřebenu informují elektronickou řídicí jednotku, zda došlo k natočení kol a pod jakým úhlem Pro různé rychlosti vozidla existují různé řídicí charakteristiky

9 řízení a měření 9 / 14 Přechod u automobilu Škoda Senzorické jednotky ponecháme Zařadíme nový senzor pro snímání polohy hřebenu Aktuální řídicí jednotku nahradíme Konstrukční řešení uchycení volantu, motorů i senzorů Zařazení nového motoru zpětné vazby Nahrazení současného motoru pro natočení kol

10 řízení a měření 10 / 14 Přechod u automobilu Škoda

Kritické poruchy a zálohování řízení a měření 11 / 14 Výpadek některého z prvků by mohl vést k neovladatelnému vozidlu U všech prvků je nutné zálohování (pro větší

11 Kritické poruchy a zálohování řízení a měření 11 / 14 Výpadek některého z prvků by mohl vést k neovladatelnému vozidlu U všech prvků je nutné zálohování (pro větší bezpečnost doporučuji u důležitých prvků čtyřnásobné jako u Fly by Wire) Např. jako ochranu proti výpadku motoru sloužícího pro natočení kol je použita metoda dvou protiběžných motorů

12 Výhody a nevýhody systému Steer by Wire řízení a měření 12 / 14 Výhody Snížení hluku přenášeného do kabiny Snížení vibrací na volantu Možnost využívání jízdních charakteristik Snazší propojování s ostatními systémy Větší volnost pro tvořivost designérů Možnost zavedení technologií nazývaných platform nebo skateboard Nevýhody Náklady na výrobu systému jsou vyšší než na standardní systémy Nutnost použití redudantních prvků kvůli bezpečnosti Selhání kontrolních systémů může vést k neovladatelnému vozu Vyšší energetická náročnost některých těchto systémů

13 Závěr řízení a měření 13 / 14 Na základě znalostí získaných rozborem systému fly by wire a drive by wire a po prostudování součastného elektromechanického servořízení používaného u automobilu Škoda jsem navrhl přestavbu tohoto systému na systém steer by wire Jedná se o návrh na teoretické rovině, avšak s reálnými elektronickými prvky Tento návrh byl dále nasimulován v programu Matlab

14 Poděkování řízení a měření 14 / 14 Konec Děkuji za pozornost. Poděkování: Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF (CZ.1.07/2.2.00/ ) řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

Podobné dokumenty

Diagnostika elektrických posilovačů řízení EPS Column Drive

Diagnostika elektrických posilovačů řízení EPS Column Drive Tomáš Chára TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF