Inovace a budoucnost elektrických systémů řízení pro užitková vozidla
Uprostřed vlny elektrifikace a inteligence vozidel vstupuje automobilový průmysl do kritického období přechodu od funkčních vozidel k inteligentním vozidlům. Tato transformace vedla k rychlému rozvoji řady špičkových-technologií, mezi nimiž jsouřídit-po-drátutechnologie podvozku-jeden ze základních základů inteligentního řízení-signalizuje příchod nové automobilové éry. Realizace autonomního řízení na vysoké-úrovni v budoucnu bude do značné míry záviset na technologii podvozku řízení-by{5}}wire.
Technologie Steer-by{1}}wire nahrazuje tradiční mechanická spojení elektrickým přenosem signálu, čímž překonává omezení konvenčních mechanismů řízení a přináší revoluční změny v ovládání vozidla. Řízený-by-podvozek obvykle integruje pět klíčových systémů: řízení, brzdění, odpružení, pohon a řazení. Mezi jeho hlavní přednosti patří kompaktní konstrukce, silná ovladatelnost a rychlá odezva.
Dále se zaměříme na hlavní doménu technologie steer{0}}by{1}}wire. Ve srovnání s osobními vozidly čelí užitková vozidla náročnějším výzvám v systémech řízení, jako jsou velká zatížení, dlouhý rozvor a požadavky na řízení více-náprav. V současné době je primární funkce systémů řízení užitkových vozidel stále omezena na poskytování základní podpory řízení. Pokročilé funkce, jako je -citlivé nastavení asistence, automatický návrat-do-středu, aktivní ovládání řízení a autonomní nastavení režimů podpory, zůstávají ve fázích výzkumu, vývoje a pilotní instalace.
Hydraulický posilovač řízení je i nadále hlavním řešením pro užitková vozidla. Má však dlouhodobé{1}}nevýhody, včetně vysoké hladiny hluku, -nenastavitelných asistenčních charakteristik a nemožnosti podporovat elektronické ovládání nebo funkce řízení-by{4}}drátově.
S rychlým pokrokem elektronického řízení a inteligentních technologií přecházejí systémy řízení užitkových vozidel postupně k elektronicky řízenému řízení a řízení-by{1}}drátově. Tento posun vedl k vývoji technologií, jako je elektro-hydraulický posilovač řízení (EHPS),Elektrický posilovač řízení(EPS) a různé nové konfigurace převodky řízení. Tyto elektronicky řízené systémy řízení nejen řeší přirozená omezení tradičních hydraulických systémů, ale také výrazně zlepšují výkon řízení, schopnost aktivního ovládání, bezpečnost jízdy a celkový zážitek z jízdy.
Elektro-hydraulický posilovač řízení (EHPS) kombinuje tradiční systém hydraulického posilovače řízení (HPS) s elektromotorem a může zůstat kompatibilní s původním rozhraním HPS vozidla. Systémy EHPS jsou široce používány v lehkých-užitkových, středně-a těžkých-nákladních vozidlech a také ve středně-velkých a velkých autobusech.
S rychlým růstem nových energetických užitkových vozidel-jako jsou autobusy, logistická vozidla a sanitární vozidla- se zdroj energie tradičních hydraulických systémů řízení postupně přesunul od spalovacích motorů k elektromotorům. Palubní vysokonapěťové bateriové systémy mezitím umožnily použití vysokovýkonných elektrických čerpadel-. Zde diskutovaný systém EHPS je v podstatě hydraulický posilovač řízení poháněný vysokovýkonným elektrickým čerpadlem.
Dne 12. května 2020 byla oficiálně vydána národní povinná norma GB 38032-2020 Bezpečnostní požadavky na elektrické autobusy. Článek 4.5.2 této normy zavádí nové požadavky na ovládání posilovače během jízdy: pokud dojde k abnormálnímu odpojení vysokého napětí třídy B, když je vozidlo v pohybu a rychlost vozidla překročí 5 km/h, musí systém řízení zachovat posilovač po dobu nejméně 30 sekund. Aby se vyhovělo tomuto nařízení, většina elektrických čerpadel používaných v současných elektrických autobusech používá strategii řízení duálního napájení.
U lehkých-užitkových vozidel se systémy elektrického posilovače řízení (EPS) postupně staly běžným řešením. Tyto systémy obvykle využívají elektrické recirkulační kulové řízení. Ve srovnání s tradičními systémy EHPS odstraňuje EPS složité hydraulické komponenty, jako jsou čerpadla, ropné nádrže a potrubí, což má za následek jednodušší konstrukci. Díky tomu jsou systémy EPS lehčí, nabízejí rychlejší odezvu a poskytují přesnější ovládání.
V systémech EPS je podpora řízení zajišťována elektromotorem namísto hydraulického tlaku. Ovladač přesně reguluje výkon motoru na základě signálů otáčení volantu. Když řidič otočí volantem, senzory zachytí údaje o úhlu a točivém momentu v reálném čase a přenesou je do ovladače. Po zpracování vyšle řídicí jednotka řídicí signály k pohonu motoru a poskytne vhodnou pomoc. Když volant není v činnosti, asistenční systém přejde do klidového stavu, nespotřebovává žádnou další energii a zlepšuje tak energetickou účinnost.
V současné době se na trhu začaly přijímat některé modely užitkových vozidel s nízkou tonážou-EPS řešenívčetně lehkých-užitkových vozidel nezávisle vyvinutých naší společností. Vývoj technologie elektrického řízení se stále více diverzifikuje. Nové konfigurace převodky řízení, jako jsou konstrukce s přímou spojovací tyčí-, jsou ve vývoji a dosahují stálého pokroku, aby splnily požadavky na vysoký točivý moment užitkových vozidel.
V současné době univerzity a výrobci po celém světě vyvinuli řadu konfigurací elektrických převodek řízení schopných dodávat velký točivý moment požadovaný užitkovými vozidly. Tyto inovace vnesly nový impuls do pokroku v technologii elektrického řízení pro užitková vozidla. Mezi nimi značnou pozornost přitáhl elektrický převod řízení s planetovým soukolím. Integruje klíčové komponenty, jako je pomocný-motor, válcový redukční mechanismus, planetový redukční mechanismus a šneková převodovka. Kombinací planetového a cylindrického redukčního mechanismu tato konstrukce účinně snižuje otáčky motoru a zároveň zvyšuje výstupní točivý moment, čímž splňuje požadavky na vysoký-točivý moment.
Mechanismus šnekové převodovky mezitím zajišťuje hladký přenos zpětného točivého momentu volantu a zatížení jízdního odporu. Cykloidní větrník elektrický převodovka řízení integruje motor, cykloidní větrníkový reduktor a kuželový převod. Motor pohání cykloidní větrníkový reduktor, který se poté připojí k reduktoru s kuželovým ozubením a nakonec přenáší pohyb na vstupní hřídel řízení. Tato konfigurace se vyznačuje kompaktní a sofistikovanou strukturou a zároveň poskytuje vysoký točivý moment, což zajišťuje lehké a citlivé řízení pro užitková vozidla.
Elektromagnetický posilovač řízení využívá elektromagnetické principy k dosažení-posilovače řízení. Mezi jeho hlavní součásti patří sestava hřebenové-a{3}}matice na vstupním hřídeli řízení, která je v záběru se sektorovým vahadlem uloženým v sestavě převodky řízení. Permanentní magnet je namontován na sestavě stojanu-a{6}}matice, zatímco stejnosměrné elektromagnetické cívky jsou instalovány v sestavách horního a spodního krytu. Senzory na vstupním hřídeli řízení navíc monitorují stav řízení v reálném čase.
Když ECU převodky řízení přijímá signály týkající se úhlu řízení, rychlosti a točivého momentu, dodává proud vhodné velikosti a směru do stejnosměrných elektromagnetických cívek. Na základě principu, že stejně jako magnetické póly se odpuzují a opačné póly se přitahují, je sestava hřebenu-a{2}}matice poháněna tak, aby se pohybovala, čímž se otáčí vahadlem sektoru a poskytuje podporu řízení.
S neustálým pokrokem v technologiích autonomního řízení jsou kladeny vyšší požadavky na bezpečnostní redundanci v systémech řízení-by{1}}wire. V současné době demonstrační vozidla s autonomním řízením obvykle využívají strategie redundance softwaru i hardwaru, aby byla zajištěna provozní bezpečnost. Tyto technologie však dosud nebyly široce používány v masově-vyráběných užitkových vozidlech.
Stručně řečeno, výběr technologií řízení-by{1}}pro užitková vozidla se liší v závislosti na faktorech, jako je zatížení vozidla, omezení uspořádání a vyspělost technologie. Mnoho technických cest se sbližuje k řešením elektrického řízení, což představuje jasný trend v budoucím vývoji systémů řízení užitkových vozidel.
