Slik fungerer Drive-by-wire-teknologi

  • Cameron Merritt
  • 0
  • 1028
  • 102
Concept Cars Image Gallery Er drive-by-wire fremtidens vei for biler? Se flere bilder av konseptbiler. AP Photo / Greg Baker

Så der er du, satte deg i setet når du tar tak i joysticken. Ved å skyve kontrollen opp beveger du bilen fremover, mens du skyver den fra side til side, styrer bilen til venstre eller høyre. Klar til å gå, du fast gassen fremover og får fart. Bilen din akselererer raskere og raskere - det vil si til du kommer til nærmeste stopplys, hvor du bremser til stopp.

Hva er dette, et slags kjedelig videospill der reglene er å følge fartsgrensen og normale, hverdagslige lover? Nei. Faktisk kan denne situasjonen, en der sjåføren bruker en videospilllignende joystick eller kontroller, snart bli en realitet i bilene som vises i showroomgulvet.

En teknologi kjent som drive-by-wire, også kalt "x-by-wire" eller ganske enkelt "by-wire", kan endre måten folk kjører på. En bil med denne typen systemer vil hovedsakelig stole på elektronikk for å kontrollere et bredt spekter av kjøretøyoperasjoner, inkludert akselerasjon, bremsing og, som nevnt i vårt tidligere eksempel, styring. Konvensjonelle biler bruker hovedsakelig hydraulisk og mekanisk teknologi for å utføre de samme grunnleggende kjøretøyoperasjonene, og selv om systemene er kraftige, kan de være altfor kompliserte, ineffektive og befordrende for slitasje gjennom årene..

Men gjennom tidene har produsenter og forskere og oppfinnere integrert datamaskiner og elektronikk i moderne biler. Hvis sjåfører ganske enkelt kan bli vant til ideen, har driv-for-ledning-systemer potensialet til å øke komforten, funksjonaliteten og sikkerheten under kjøreturen. Datamaskiner og sensorer ville analysere kommandoer og instruere kjøretøyer nøyaktig hva de skal gjøre. Og sammenkoblede systemer har også en miljøvinkel, siden teknologien kan forbedre drivstofføkonomien og redusere eller forbedre motorens utslipp.

Begrepet kan også være kjent for luftfartsinteresserte, siden fly har brukt systemer kalt "fly-by-wire" siden 1990-tallet. Den teknologien, akkurat som driv-for-wire, bruker elektriske ledninger for å kontrollere den normale driften av et fly. Hvordan fungerer stasjon for tråd i en bil? Hvordan kan sjåførene fremskynde, bremse og styre med bare et nettverk av ledninger? Er det trygt, eller er det bekymring for stasjon-for-ledning-systemer?

Driv-for-wire-systemer for akselerasjon, bremsing og styring har det største potensialet for å redusere mekanisk kobling under panseret. AP Photo / Keystone / Laurent Gillieron

I et typisk hydraulisk og mekanisk system er det en stor floke av deler som kontrollerer forskjellige aspekter av kjøretøyets drift. Tilkoblet i hele bilen er bremseforsterker, hovedsylinder, rattstamme, rattaksel, tannhjul, hydrauliske linjer og forskjellige kabler og ledd. Disse komponentene fungerer sammen og uavhengig for å gi oss en jevn kjøreopplevelse. Imidlertid legger de også vekt til kjøretøyet og et potensiale for degradering over tid.

I et driv-for-wire-system vil mest eller alt dette erstattes av elektriske ledninger. I enhver type by-trådsystem registrerer sensorer informasjon og gir data til en datamaskin eller en serie datamaskiner, som overfører den elektriske energien til mekanisk bevegelse. Det finnes flere forskjellige typer driv-for-wire-systemer, og det er noen ganger referert til som x-for-wire. Her er noen av de viktigste by-wire-systemene:

  • Gass-by-wire -- Gass-for-wire, eller akselerer-for-ledning, var den første typen driv-for-wire-system som ble introdusert. Disse systemene bruker en pedalenhet og et motorstyringssystem. Pedalen bruker sensorer som måler hvor mye eller hvor lite føreren beveger gasspedalen, og sensorene sender den informasjonen til motorstyringssystemet. Motorstyringssystemet er en datamaskin som blant andre bestemmer hvor mye drivstoff som kreves, og det gir denne inngangen til en aktuator - en enhet som konverterer energi til mekanisk bevegelse. Pedalen kan være den samme pedalførerne har blitt vant til å bruke i dag, en lett tilgjengelig pute plassert nær foten som er trykket ned for å få fart på bilen. Den samme operasjonen kan også inkorporeres i en styrespak eller videospill-lignende kontroller, som ville kvitte seg med behovet for en fotpedal fullstendig. Selvfølgelig vil dette kreve at bilistene bruker hendene for akselerasjon, bremsing og styring.
  • Bremse-by-wire -- Det er faktisk to typer bremse-for-trådsystemer. Hydraulisk eller "våt" bremse-for-ledning bruker ytterligere hydrauliske deler for å skape trykk på bremsene. Elektrisk eller "tørr" bremse-for-wire bruker derimot ganske enkelt en elektrisk motor og ingen hydraulisk bremsevæske.
  • Styre-by-wire -- Sensorer oppdager bevegelsene til rattet og sender informasjon til en mikroprosessor. Datamaskinen sender deretter kommandoer til aktuatorer på akslene, som svinger i henhold til førerens anvisninger.

Alt dette høres ganske bra ut, ikke sant? Vel, gå videre til neste side hvor vi diskuterer fordelene og ulempene med et driv-for-wire-system.

Selv om drive-by-wire gir mange fordeler for bilsystemer, har bekymring for pålitelighet stoppet full aksept. AP Photo / Andree-Noelle Pot

Noen mennesker er spente på utsiktene til flere driv-for-wire-systemer i biler. Ved å erstatte konvensjonelle gasssystemer, kan driv-for-ledning-systemer redusere antall bevegelige deler i et kjøretøy betydelig. Dette reduserer vekten, øker driftsnøyaktigheten og strekker ut tiden mellom servicebesøk for ting som mekanisk vedlikehold og andre justeringer. Noen by-wire-systemer trenger ikke engang service i det hele tatt. Mindre vekt og bedre nøyaktighet tilsvarer bedre drivstoffeffektivitet og færre utslipp.

Høres bra ut, ikke sant? Selv om det er veletablert i flyindustrien, har drive-by-wire vært treg i introduksjonen til bilen. Problemet for noen bilprodusenter er å overbevise sjåfører om at systemene er trygge. På grunn av kompleksiteten i drive-by-wire-systemer, bekymrer noen seg for potensielle elektroniske funksjonsfeil i sensorer og datamaskiner, noe som fører til skader på bilen eller til og med bilulykker og personskade.

Et argument mot drive-by-wire er at ethvert system som bruker programvare har muligheten til å mislykkes uavhengig av hvor mange ganger programvaren er testet. I et verste tilfelle, for eksempel, kan sensorene på et bremse-for-ledning-system gjøre en feil i beregningen og føre til at bremseklaven og putene bruker en feil mengde trykk - enten for lette eller for sterke - til rotoren. Uvitende om problemer med det interne systemet, kan føreren som bruker bremse-for-ledning-systemet potensielt komme i en ulykke, selv om han eller hun trodde at riktig trykkmengde ble plassert på bremsepedalen.

I alle fall henviser de fleste til ordtaket om at all programvare bare er like god som programmererne og produsentene som bygde og designet den. På grunn av påliteligheten til fly-by-wire i fly, er det sannsynlig at erfaring og produkttesting kan bringe flere drive-by-wire-systemer trygt til hverdagens biler. Flere bilfirmaer bruker (eller har brukt) forskjellige driv-by-wire-systemer i bruk av kjøretøyene, inkludert BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen og Nissan.

For mer informasjon om batteriteknologi, hybridbiler og andre relaterte emner, følg lenkene på neste side.

Relaterte artikler

  • 5 måter hybridbatteripakker forbedres
  • Slik fungerer bremseassistent
  • Hvordan bremser fungerer
  • Hvordan bremseklosser fungerer
  • Slik fungerer bremseklave
  • Slik fungerer bremsrotorer

kilder

  • Burgin, Richard og Will Valdez. "Death-by-wire". Software Engineering Ethics Research Institute. 2002. (15. april 2009) http://seeri.etsu.edu/SECodeCases/ethicsC/DeathByWire.htm
  • CNET-ordliste. "Drive-by-wire". (14. april 2009) http://reviews.cnet.com/4520-6029_7-6211213-1.html
  • Cobra tilbehør til biler. "Forklaring av Drive-by-Wire." (13. april 2009) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
  • Dorissen, Hans Theo og Klaus Durkopp. "Mechatronics og drive-by-wire-systemer avanserte ikke-kontaktende posisjonssensorer." Automotive Electronics. 16. juli 2002. (18. april 2009) http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V2H-475RD81-2&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_vers_user_1&&versjon = 10 & MD5 = 3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
  • Eisenstein, Paul A. "GM Hy-Wire Drive-by-Wire Hybrid Fuel Cell Vehicle." Populær mekanikk. August 2002. (15. april 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
  • Krebs, Michelle. "Din bil, 2022." Populærvitenskap. 7. april 2002. (15. april 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
  • Quinion, Michael. "Drive-by-wire". Verdensord. 6. desember 2003. (13. april 2009) http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-dri1.htm



Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.

De mest interessante artiklene om hemmeligheter og oppdagelser. Mye nyttig informasjon om alt
Artikler om vitenskap, rom, teknologi, helse, miljø, kultur og historie. Forklare tusenvis av emner slik at du vet hvordan alt fungerer