معرفی
در سال های اخیر، تکنولوژی Brake-by-Wire برای وسایل نقلیه کم سرعت و خودمختار به عنوان یک عامل محوری برای تحرک هوشمندتر و ایمن تر ظاهر شده است. به عنوان وسایل نقلیه کم سرعت (LSV) و سیستم عامل های حمل و نقل مستقل در محیط های شهری، دانشگاه و صنعتی گسترش می یابند، سیستم های ترمز مکانیکی سنتی با محدودیت های دقت کنترل، ادغام و بازیابی انرژی روبرو هستند. این مقاله نشان می دهد که چگونه سیستم های ترمز توسط سیم (BBW) در این زمینه ترمز را انقلاب می دهند، مسیرهای کلیدی فناوری را برجسته می کند، چالش ها را بررسی می کند و پیش بینی می کند که چگونه این تکامل ممکن است تحرک آینده را تغییر دهد.
I. چرا ترمز توسط سیم مهم است سرعت پایین و تحرک مستقل
1.1 نیاز به افزایش کنترل ترمز
با رشد مستقل و نیمه مستقل وسایل نقلیه کم سرعتترمز نیاز به تغییر دارد. در محیط های پیچیده - چرخش های تنگ، سطوح جاده های متغیر، مناطق پیاده روی - ترمز های مکانیکی یا هیدرولیکی سنتی ممکن است در پاسخگویی تاخیر داشته باشند. تکنولوژی Brake-by-Wire برای وسایل نقلیه کم سرعت و خودمختار پارادایم کنترل ظریف تر، سریع تر و انطباقی تر را ارائه می دهد که برای ایمنی و راحتی رانندگی مهم است.
1.2 ادغام با استقلال و شاسی الکترونیکی
مدرن LSV ها به طور فزاینده ای کنترل الکترونیکی را در سراسر فرمان، گاز و تعلیق ادغام کنید. ترمز با سیم به طور یکپارچه با این معماری هماهنگ می شود: یک رابط ترمز الکترونیکی (به جای پیوند مکانیکی) به سیستم ترمز اجازه می دهد تا با منطق رانندگی مستقل، کنترل ثبات، سیستم های ضد قفل (ABS) و ترمز بازسازی هماهنگی کند. بررسی شده LSVکاغذ BBW این همگرایی را به عنوان یک مسیر برای کنترل کارآمدتر و جامع تر تاکید می کند.
1.3 کارایی انرژی و همکاری های بازسازی
یکی از مزایای BBW، مدولاسیون فشار دقیق تر در هر چرخ است که از ترمز بازسازی موثر تر پشتیبانی می کند. با هماهنگی اصطکاک و بازسازی، چارچوب فناوری ترمز با سیم برای وسایل نقلیه با سرعت پایین و خودمختار بازیابی انرژی را بدون ایجاد خطر در عملکرد ترمز به حداکثر می رساند. در سرعت پایین، سناریوهای توقف و رفتن رایج برای LSV استفاده، این همکاری به افزایش کارایی کمک می کند.
دوم. معماری های اصلی: الکترو هیدرولیک در مقابل الکترو مکانیکی
2.1 سیستم های ترمز الکترو هیدرولیکی (EHB)
معماری EHB یک ترکیبی است: جایگزین تقویت کننده خلاء در یک زنجیره ترمز هیدرولیکی سنتی با یک محرک الکترونیکی است، در حالی که خطوط هیدرولیکی را حفظ می کند. این امر باعث می شود EHB یک راه حل انتقالی باشد. بر اساس بررسی، EHB همچنان نوع BBW غالب در تحقیقات LSV به دلیل سازگاری با زیرساخت های هیدرولیکی موجود و حالت های ایمن تر است.
سیستم های معمولی EHB شامل اجزای مانند دریچه شبیه ساز پدال، ECU کنترل، محرک هیدرولیکی و دریچه های ایمنی / ایمن از خرابی است. استراتژی های کنترل اغلب از PID، منطق مبهم یا کنترل کننده های رد اختلال برای تنظیم دقیق فشار چرخ استفاده می کنند. بررسی نشان می دهد که طرح های EHB باید با دقت پویایی فشار، فعال کردن دریچه سولنوئید و مسیرهای ایمنی اضافی را مدیریت کنند.
2.2 سیستم های ترمز الکترومکانیکی (EMB)
در مقابل، سیستم های EMB خطوط مایع هیدرولیک را به طور کامل حذف می کنند، با استفاده از محرک های موتوری (به عنوان مثال پیچ، دنده یا سیستم های الکترومغناطیسی) برای اعمال مستقیم نیروی ترمز. همانطور که بررسی BBW را توسعه می دهد، EMB وعده می دهد وزن سیستم را کاهش دهد، طراحی ماژولار، حذف نشت مایع و ادغام تنگ تر با سیستم های کنترل الکترونیکی.
با این حال، EMB با موانع روبرو است: تضمین نیروی چسبندگی کافی، قابلیت اطمینان، زمان پاسخ، اضافه در صورت خرابی و پذیرش نظارتی. بررسی نشان می دهد که EMB در LSV برنامه های کاربردی هنوز از نظر تجاری بالغ نیستند اما یک جهت کلیدی برای نوآوری ترمز آینده است.
2.3 تحمل خطا، اضافه و استراتژی های کنترل
چه EHB و چه EMB، ایمنی و قابلیت اطمینان مهم است. این بررسی بخشی را به تشخیص خطا، اضافه (به عنوان مثال ماژول های اضافه دوگانه یا سه گانه) ، کاهش خرابی سنسور و حالت های بازگشت اختصاص می دهد. استراتژی های کنترل قوی (حالت های کشویی، ناظران انطباقی، کنترل تحمل خطا) برای ایجاد BBW برای دنیای واقعی ضروری است LSV استقرار
III. چالش ها، محدودیت ها و شکاف های تحقیقاتی
3.1 صدور گواهینامه ایمنی و موانع نظارتی
یکی از موانع اصلی این است که سیستم های EMB / BBW باید گواهینامه های ایمنی سختگیرانه را برآورده کنند، به ویژه برای استفاده از جاده ها. تنظیم کنندگان در مورد جایگزینی کامل اتصالات مکانیکی یا هیدرولیکی محتاط هستند. برای LSV ها و شاتل های مستقل برای اتخاذ فناوری ترمز توسط سیم برای وسایل نقلیه کم سرعت و خودکار، اعتبار سنجی گسترده، اضافه و حالت های ایمن از شکست مورد نیاز است.
3.2 قابلیت اطمینان تحت استرس و محیط زیست پیری
اجزای الکترونیکی، سیم کشی، محرک ها و سنسورها باید تغییرات دما، رطوبت، فرسایش و خطاهای بالقوه را تحمل کنند. اطمینان از عملکرد ترمز مداوم در طول چرخه زندگی غیر معمولی است. مقاله مورد بررسی بر نیاز به الگوریتم های قوی تحمل خطا، اضافه سخت افزاری و استراتژی های خود تشخیص تاکید می کند.
3.3 هزینه، پیچیدگی و ادغام
در مقایسه با ترمز های معمولی، سیستم های BBW هزینه اضافی (محرک ها، سنسورها، ECU ها) و پیچیدگی نرم افزار را معرفی می کنند. ادغام با سیستم عامل های موجود وسایل نقلیه، مقیاس بندی برای حجم، و مدیریت تعمیر و نگهداری یا تعمیر چالش هایی خواهد بود، به ویژه در هزینه حساس LSV بخش
چهارم. چشم انداز و جهت های آینده
4.1 به سمت سیستم های ترمز کاملا مستقل
با رشد رانندگی مستقل، ترمز باید از فعالیت انسانی به کنترل کاملا الکترونیکی منتقل شود. تکنولوژی ترمز توسط سیم برای وسایل نقلیه کم سرعت و خودمختار به احتمال زیاد در شاتل های مستقل با حصار جغرافیایی، حمل و نقل محوطه دانشگاه و پد های تحرک هوشمند استاندارد خواهد شد.
4.2 تجارت EMB و معماری های ترکیبی
سیستم های EMB به تدریج بالغ می شوند و از محیط های کنترل شده یا مدارهای بسته شروع می شوند. رویکردهای ترکیبی ترکیب EHB برای ایمنی با عملیات اصلی EMB ممکن است به عنوان معماری های انتقالی عمل کنند.
4.3 ترمز سازگار با هوش مصنوعی
سیستم های BBW آینده ممکن است شامل یادگیری ماشین یا کنترل پیش بینی مدل برای تطبیق رفتار ترمز با شرایط جاده، بار وسایل نقلیه و پروفایل راننده باشد. این امر نقش کنترل الکترونیکی را در سیستم های ترمز خودکار افزایش می دهد.
4.4 پذیرش گسترده تر در LSV & بخش های تحرک میکرو
با افزایش هزینه، صدور گواهینامه ایمنی و اعتماد به نفس کاربر، BBW ممکن است به اشکال مختلف میکرو تحرک گسترش یابد (محله EVs, کارت های مستقل, شاتل های آخرین مایل). بررسی نشان می دهد که BBW یک پایه برای هوشمند، ایمن و کارآمد است. LSV اکوسیستم ها
نتیجه گیری
در حال حاضر شرکت های متعددی از جمله گروه Tairuiبه شدت در حال توسعه هستند خودرو با سرعت پایین انرژی جدیدستکنولوژی ترمز توسط سیم برای وسایل نقلیه کم سرعت و خودمختار میدان نشان دهنده یک تکامل محوری در سیستم های کنترل وسایل نقلیه، به ویژه برای کلاس نوظهور LSV ها سیستم عامل های مستقل Micro Mobility با افزایش دقت کنترل، امکان ادغام قوی تر با استقلال و بهبود بازیابی انرژی، BBW ترمز را از یک عملکرد مکانیکی به یک زیرسیستم الکترونیکی سازماندهی شده تبدیل می کند. چالش ها باقی می ماند - در ایمنی، هزینه، قابلیت اطمینان - اما تحقیقات مداوم، طرح های غنی تر تحمل خطا، و هماهنگی نظارتی می تواند این چشم انداز را به استقرار دنیای واقعی بیاورد. با تغییر چشم انداز تحرک، وسایل نقلیه که سیستم های پیشرفته BBW را اتخاذ می کنند ممکن است در پیشگام نسل بعدی حمل و نقل هوشمند و کارآمد قرار بگیرند.