Auto >> Fordonsteknik >  >> Bilvård

Så fungerar Drive-by-wire-teknik


Så där sitter du, sätter dig i din plats när du tar tag i joysticken. Genom att trycka reglaget uppåt flyttas ditt fordon framåt, medan du trycker det från sida till sida styr bilen åt vänster eller höger. Redo att köra, stoppar du gasen framåt och ökar farten. Din bil accelererar snabbare och snabbare -- det vill säga tills du når närmaste stoppljus, där du saktar ner till stopp.

Vad är det här, något slags tråkigt tv-spel där reglerna är att följa hastighetsgränsen och normala, vardagliga lagar? Nej. Faktum är att denna situation, en där föraren använder en videospelsliknande joystick eller kontroller, snart kan bli verklighet i bilarna som dyker upp på utställningsgolvet.

En teknik som kallas drive-by-wire, även kallad "x-by-wire" eller helt enkelt "by-wire", kan förändra hur människor kör. En bil med denna typ av system skulle huvudsakligen förlita sig på elektronik för att styra ett brett utbud av fordonsoperationer, inklusive acceleration, bromsning och, som nämnts i vårt tidigare exempel, styrning. Konventionella bilar använder huvudsakligen hydraulisk och mekanisk teknik för att utföra samma grundläggande fordonsoperationer, och även om systemen är kraftfulla kan de vara alltför komplexa, ineffektiva och främja slitage under åren.

Men genom åren har tillverkare och externa forskare och uppfinnare integrerat datorer och elektronik i moderna bilar. Om förare helt enkelt kunde vänja sig vid idén, har drive-by-wire-system potential att öka komforten, funktionaliteten och säkerheten under körningen. Datorer och sensorer skulle analysera kommandon och instruera fordon om exakt vad de skulle göra. Och by-wire-system har också en miljömässig vinkel, eftersom tekniken kan förbättra bränsleekonomin och minska eller förbättra motorutsläppen.

Termen kan också vara bekant för flygentusiaster, eftersom flygplan har använt system som kallas "fly-by-wire" sedan 1990-talet. Den tekniken, precis som drive-by-wire, använder elektriska ledningar för att styra den normala driften av ett plan. Hur fungerar drive-by-wire i en bil? Hur kan förare snabba upp, sakta ner och styra med bara ett nätverk av kablar? Är det säkert, eller finns det oro över drive-by-wire-system?

>Typer av drive-by-wire-system


I ett typiskt hydrauliskt och mekaniskt system finns det en stor härva av delar som styr olika aspekter av fordonets drift. Kopplad i hela bilen är bromsförstärkaren, huvudcylindern, rattstången, rattaxeln, kuggstångsväxeln, hydraulledningar och olika kablar och länkar. Dessa komponenter arbetar tillsammans och oberoende för att ge oss en smidig körupplevelse. Men de lägger också vikt på fordonet och en potential för nedbrytning över tid.

I ett drive-by-wire-system skulle det mesta eller allt av detta ersättas av elektriska ledningar. I alla typer av by-wire-system registrerar sensorer information och skickar data till en dator eller en serie datorer, som överför den elektriska energin till mekanisk rörelse. Det finns flera olika typer av drive-by-wire-system, varför det ibland brukar kallas för x-by-wire. Här är några av de viktigaste by-wire-systemen:

  • Stråla-för-tråd -- Throttle-by-wire, eller accelerera-by-wire, var den första typen av drive-by-wire-system som introducerades. Dessa system använder en pedalenhet och ett motorstyrningssystem. Pedalen använder sensorer som mäter hur mycket eller lite föraren rör på gaspedalen, och sensorerna skickar den informationen till motorns styrsystem. Motorstyrningssystemet är en dator som bland andra uppgifter bestämmer hur mycket bränsle som krävs, och det ger denna input till ett manöverdon - en enhet som omvandlar energi till mekanisk rörelse. Pedalen kan vara samma pedalförare har blivit vana vid att använda idag, en lättåtkomlig dyna placerad nära foten som trycks ner för att accelerera bilen. Samma operation skulle också kunna integreras i en joystick eller videospelsliknande kontroller, vilket helt skulle bli av med behovet av en fotpedal. Naturligtvis skulle detta kräva att förarna använder sina händer för att accelerera, bromsa och styra.
  • Broms-by-wire -- Det finns faktiskt två typer av broms-by-wire-system. Hydraulisk, eller "våt", broms-by-wire använder ytterligare hydrauliska delar för att skapa tryck på bromsarna. Elektrisk, eller "torr", broms-by-wire, å andra sidan, använder helt enkelt en elmotor och ingen hydraulisk bromsvätska.
  • Styra direkt -- Sensorer känner av rattens rörelser och skickar information till en mikroprocessor. Datorn skickar sedan kommandon till ställdon på axlarna, som svänger enligt förarens anvisningar.

Det här låter ganska bra, eller hur? Nåväl, gå vidare till nästa sida där vi diskuterar fördelarna och nackdelarna med ett drive-by-wire-system.

>Fördelar och nackdelar med Drive-by-wire-system


Vissa människor är glada över möjligheten till fler drive-by-wire-system i bilar. Genom att ersätta konventionella gasspjällssystem kan drive-by-wire-system avsevärt minska antalet rörliga delar i ett fordon. Detta minskar vikten, ökar driftnoggrannheten och förlänger tiden mellan servicebesöken för bland annat mekaniskt underhåll och andra justeringar. Vissa by-wire-system skulle inte ens kräva service alls. Mindre vikt och bättre noggrannhet skulle också vara lika med bättre bränsleeffektivitet och färre utsläpp.

Låter bra, eller hur? Tja, även om det är väletablerat inom flygbranschen, har drive-by-wire varit långsam i sin introduktion till bilen. Problemet för vissa biltillverkare ligger i att övertyga förarna om att systemen är säkra. På grund av komplexiteten hos drive-by-wire-system oroar sig vissa människor för potentiella elektroniska fel i sensorer och datorer, vilket leder till fordonsskador eller till och med bilolyckor och passagerare.

Ett argument mot drive-by-wire är att alla system som använder programvara har förmågan att misslyckas oavsett hur många gånger den programvaran har testats. I ett värsta scenario, till exempel, kan sensorerna på ett broms-för-tråd-system göra ett fel i beräkningen, vilket gör att bromsoket och beläggen utövar ett felaktigt tryck - antingen för lätt eller för starkt - till rotorn. Omedveten om några interna systemproblem kan föraren som använder broms-by-wire-systemet potentiellt råka ut för en olycka, även om han eller hon trodde att rätt mängd tryck placerades på bromspedalen.

I vilket fall som helst hänvisar de flesta till talesättet att vilken programvara som helst bara är lika bra som de programmerare och tillverkare som byggde och designade den. På grund av tillförlitligheten hos fly-by-wire i flygplan är det troligt att erfarenhet och produkttester kan ge fler drive-by-wire-system på ett säkert sätt till vardagsbilar. Flera bilföretag använder redan (eller har använt) olika drive-by-wire-system i sina fordon, inklusive BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen och Nissan.

För mer information om batteriteknik, hybridbilar och andra relaterade ämnen, följ länkarna på nästa sida.

>Mycket mer information

Relaterade HowStuffWorks-artiklar

  • Fem sätt att förbättra hybridbatterier
  • Så fungerar bromsassistent
  • Så fungerar bromsar
  • Så fungerar bromsbelägg
  • Så fungerar bromsok
  • Så fungerar bromsrotorer

>Källor

  • Burgin, Richard och Will Valdez. "Death-By-Wire." Software Engineering Ethics Research Institute. 2002. (15 april 2009) http://seeri.etsu.edu/SECodeCases/ethicsC/DeathByWire.htm
  • CNET-ordlista. "Drive-by-wire." (14 april 2009) http://reviews.cnet.com/4520-6029_7-6211213-1.html
  • Cobra biltillbehör. "Förklaring av Drive-by-Wire." (13 april 2009) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
  • Dorissen, Hans Theo och Klaus Durkopp. "Mekatronik och drive-by-wire-system avancerade beröringsfria positionssensorer." Bilelektronik. 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&_sort=d&0l_02=d&01_02=d&01_02=d&01_02=1&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort&_sort=d&01_02=d&01_02=d&01_02=1&view=d&view =10&md5=3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
  • Eisenstein, Paul A. "GM Hy-Wire Drive-By-Wire Hybrid Fuel Cell Vehicle." Populär mekanik. Augusti 2002. (15 april 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
  • Krebs, Michelle. "Din bil, 2022." Populär vetenskap. 7 april 2002. (15 april 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
  • Quinion, Michael. "Drive-by-Wire." World Wide Words. 6 december 2003. (13 april 2009) http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-dri1.htm