자동차 조향-By-와이어(SBW) 시스템|구성, 원리 및 특징
자동차유선-으로-조종SBW(SBW) 시스템은 스티어링 휠 어셈블리, 스티어링 실행 어셈블리, 주 전자 제어 장치(ECU)의 세 가지 주요 구성 요소와 자동 고장 예방 시스템, 전원 공급 시스템을 포함한 보조 시스템으로 구성됩니다.
개요
자동차 SBW({0}}by{1}}와이어 시스템은 스티어링 휠 어셈블리, 스티어링 실행 어셈블리, 메인 ECU의 세 가지 핵심 구성 요소와 자동 결함 방지 시스템, 전원 공급 장치 등의 보조 시스템으로 구성됩니다.
스티어링 휠 어셈블리에는 스티어링 휠, 스티어링 휠 각도 센서, 토크 센서 및 스티어링 휠 리턴 토크 모터가 포함됩니다. 주요 기능은 운전자의 조향 의도(조향 휠 각도 측정을 통해)를 디지털 신호로 변환하고 이를 메인 ECU로 전송하는 것입니다. 한편, 메인 ECU로부터 토크 신호를 수신하여 스티어링 휠 복귀 토크를 생성하여 운전자에게 해당 도로 느낌 정보를 제공합니다. 조향 실행 어셈블리는 특히 앞바퀴 각도 센서, 조향 실행 모터, 조향 모터 컨트롤러 및 앞바퀴 조향 구성요소로 구성됩니다. 메인 ECU로부터 명령을 받아 조향 모터 컨트롤러를 통해 조향 휠의 회전을 제어하여 운전자의 조향 의도를 실현합니다.
메인 ECU는 수집된 신호를 분석 및 처리하여 차량의 움직임 상태를 판단하고, 스티어링 휠 리턴 토크 모터와 스티어링 실행 모터에 명령을 보내 작동을 제어합니다. 이를 통해 차량은 모든 작업 조건에서 최적의 반응을 제공함으로써 속도에 따라 차량 조향 특성의 변화를 보상해야 하는 운전자의 필요성을 줄이고 운전자의 부담을 덜어줍니다. 또한 컨트롤러는 운전자의 조작 지시를 파악하고 현재 상태에서 조향 조작이 적절한지 판단할 수 있다. 차량이 불안정한 상태이거나 운전자가 잘못된 지시를 내릴 경우 SBW 시스템은 잘못된 조향 조작을 차단하고 자동으로 안정성 제어를 수행하여 차량을 최대한 빨리 안정적인 상태로 복원합니다.
자동 결함 예방 시스템은 일련의 모니터링 및 구현 알고리즘을 포함하는 SBW 시스템의 중요한 모듈입니다. 이는 차량의 정상적인 주행을 최대한 유지하기 위해 해당 처리 조치를 통해 다양한 결함 유형 및 수준에 대응합니다. 가장 널리 사용되는 교통수단 중 하나인 차량 안전은 모든 연구의 최우선 고려 사항이자 기초가 되어야 합니다. 따라서 자동 오류 감지 및 처리는 SBW 시스템의 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 엄격한 결함 감지 및 처리 논리를 채택하여 차량 안전 성능을 더욱 향상시킵니다.
전원 공급 시스템은 컨트롤러, 두 개의 실행 모터 및 기타 차량용 전기 기기에 전원을 공급하는 역할을 합니다.- 앞바퀴 각도 실행 모터 단독의 최대 출력은 500W~800W에 이르며, 차량의 다른 전자 장치와 함께 전원 공급 장치에 상당한 부하가 걸립니다. 따라서 과부하 시 전력망의 안정적인 작동을 보장하려면 전원 공급 장치의 성능이 특히 중요합니다.
작동 원리
차량 조향 시스템은 차량의 능동 안전을 결정하는 핵심 구성 요소입니다. 전통적인 자동차 조향 시스템은 기계 시스템입니다. 운전자가 조향 휠을 조작하고 조향 동작이 조향 기어와 일련의 연결 장치를 통해 조향 휠로 전달됩니다. 자동차용 SBW 시스템은 스티어링 휠과 스티어링 휠 사이의 기계적 연결을 없애고 전적으로 전기 에너지로 스티어링을 구현합니다. 기존 조향 시스템의 다양한 한계에서 벗어나 차량 조향의 힘 전달 특성과 각도 전달 특성을 자유롭게 설계할 수 있습니다. 이는 차량 조향 특성 설계에 무한한 가능성을 제공하며 자동차 조향 시스템의 주요 혁신을 나타냅니다.
자동차 SBW 시스템의 작동 원리는 다음과 같습니다. 센서는 운전자의 조향 데이터를 감지한 다음 데이터 버스를 통해{0}}차량 ECU로 전송하고 조향 제어 시스템에서 피드백 명령을 얻습니다. 또한 조향 제어 시스템은 조향 제어 장치로부터 운전자의 조향 지시를 받고, 조향 시스템으로부터 휠 상태 정보를 받아 전체 조향 시스템의 움직임을 명령한다. 스티어링 시스템은 휠을 제어하여 필요한 각도로 회전하고 휠 각도와 회전 토크를 스티어링 제어 메커니즘과 같은 시스템의 다른 부분에 피드백하여 운전자에게 도로 느낌을 제공합니다. 이러한 도로 느낌의 강도는 다양한 조건에 따라 조향 제어 시스템으로 제어할 수 있습니다.
형질
향상된 차량 안전 성능 스티어링 컬럼과 같은 기계적 연결을 제거하면 충돌 사고 시 스티어링 컬럼으로 인한 운전자 부상을 완전히 방지할 수 있습니다. 지능형 ECU는 차량의 운전 상태를 기반으로 운전자 조작의 합리성을 판단하고 그에 따라 조정합니다. 차량이 극한의 작업 조건에 있을 때 자동으로 차량의 안정성 제어를 수행할 수 있습니다.
주행 특성 및 기동성 향상조향 비율(조향 휠 각도 대 휠 각도의 비율)은 차량 속도, 견인력 제어 및 기타 관련 매개변수에 따라 동적으로 조정됩니다. 저속에서 낮은 조향 비율은 회전이나 주차에 필요한 스티어링 휠 회전 각도를 줄입니다. 고속에서는 향상된 조향 비율로 인해 직선 주행 성능이 향상됩니다.-
최적화된 운전자의 도로 느낌 스티어링 휠과 스티어링 휠 사이에 기계적인 연결이 없기 때문에 운전자의 "도로 느낌"은 시뮬레이션을 통해 생성됩니다. 이 시스템은 신호로부터 실제 차량의 주행 상태와 도로 상황을 가장 잘 반영하는 정보를 추출하여 스티어링 휠 리턴 토크에 대한 제어 변수로 사용할 수 있습니다. 이를 통해 스티어링 휠은 운전자에게 유용한 정보만 제공하여 보다 현실적인 도로 느낌을 전달합니다.
구성
본질적으로,조종-by-와이어 시스템스티어링 휠 모듈(스티어링 휠 액추에이터라고도 함)과 스티어링 모듈(휠 액추에이터라고도 함)의 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 스티어링 휠 모듈은 상단 스티어링 칼럼에 장착되며 기존 스티어링 휠, 조향 각도, 조향력 또는 조향 토크를 감지하는 센서, 운전자에게 적절한 조향감을 생성하는 전기 모터로 구성됩니다.