Jak funguje technologie Drive-by-wire


Takže tady jste, usazeni na svém místě a uchopíte joystick. Zatlačením ovladače nahoru posunete vozidlo dopředu, zatímco jeho zatlačením ze strany na stranu řídíte vůz doleva nebo doprava. Jste připraveni vyrazit, sešlápnete plyn vpřed a získáte rychlost. Vaše auto zrychluje stále rychleji – to znamená, dokud nedorazíte k nejbližší semaforu, kde zpomalíte a zastavíte.

Co to je, nějaká nudná videohra, kde se musí dodržovat rychlostní limity a normální, každodenní zákony? Ani náhodou. Ve skutečnosti by se tato situace, kdy řidič používá joystick nebo ovladač podobný videohře, mohla brzy stát realitou ve vozech, které se objeví na podlaze showroomu.

Technologie známá jako drive-by-wire, nazývaná také „x-by-wire“ nebo jednoduše „by-wire“, by mohla změnit způsob, jakým lidé řídí. Automobil s tímto typem systému by se spoléhal hlavně na elektroniku k ovládání široké škály operací vozidla, včetně zrychlení, brzdění a, jak již bylo zmíněno v našem dřívějším příkladu, řízení. Konvenční automobily používají k provádění stejných základních operací vozidla hlavně hydraulickou a mechanickou technologii, a přestože jsou systémy výkonné, mohou být příliš složité, neefektivní a v průběhu let mohou vést k opotřebení.

Ale v průběhu let výrobci a externí výzkumníci a vynálezci integrovali počítače a elektroniku do moderních automobilů. Pokud by si řidiči mohli jednoduše zvyknout na tuto myšlenku, systémy drive-by-wire mají potenciál zvýšit komfort, funkčnost a bezpečnost během jízdy. Počítače a senzory by analyzovaly příkazy a dávaly vozidlům pokyny, co přesně mají dělat. A systémy by-wire mají také environmentální úhel, protože tato technologie by mohla zlepšit spotřebu paliva a snížit nebo zlepšit emise motoru.

Tento termín může být známý i nadšencům letectví, protože letadla od 90. let 20. století používají systémy zvané „fly-by-wire“. Tato technologie, stejně jako drive-by-wire, používá elektrické dráty k ovládání běžných operací letadla. Jak funguje drive-by-wire v autě? Jak mohou řidiči zrychlit, zpomalit a řídit pouze pomocí sítě drátů? Je to bezpečné, nebo existují obavy ohledně systémů drive-by-wire?

>Typy systémů Drive-by-wire


V typickém hydraulickém a mechanickém systému je velká spleť částí, které řídí různé aspekty provozu vozidla. V celém voze je propojen posilovač brzd, hlavní válec, sloupek řízení, hřídel řízení, ozubená tyč s pastorkem, hydraulická vedení a různé kabely a spojky. Tyto komponenty spolupracují a nezávisle na sobě, aby nám zajistily plynulou jízdu. Nicméně také zvyšují hmotnost vozidla a potenciál pro degradaci v průběhu času.

V systému drive-by-wire by většina nebo všechno toto bylo nahrazeno elektrickými dráty. V jakémkoli typu by-wire systému senzory zaznamenávají informace a předávají data počítači nebo řadě počítačů, které převádějí elektrickou energii do mechanického pohybu. Existuje několik různých typů systémů drive-by-wire, a proto se někdy obecně nazývá x-by-wire. Zde je několik hlavních systémů by-wire:

  • Throttle-by-wire -- Throttle-by-wire, neboli akcelerace-by-wire, byl první typ systému drive-by-wire představený. Tyto systémy využívají pedálovou jednotku a systém řízení motoru. Pedál využívá senzory, které měří, jak moc nebo málo řidič pohybuje plynovým pedálem, a senzory odesílají tyto informace do systému řízení motoru. Systém řízení motoru je počítač, který mimo jiné určuje, kolik paliva je potřeba, a poskytuje tento vstup akčnímu členu – zařízení, které přeměňuje energii na mechanický pohyb. Pedál by mohl být stejný, na jaký jsou dnes řidiči zvyklí, snadno dosažitelná podložka umístěná blízko nohy, která se stlačuje za účelem zrychlení vozu. Stejná operace by mohla být začleněna také do joysticku nebo ovladače podobného videohře, což by se zcela zbavilo potřeby nožního pedálu. To by samozřejmě vyžadovalo, aby řidiči používali ruce ke zrychlování, brzdění a řízení.
  • Brake-by-wire -- Ve skutečnosti existují dva typy systémů brake-by-wire. Hydraulický, nebo "mokrý", brzda-by-wire používá další hydraulické části k vytvoření tlaku na brzdy. Na druhou stranu elektrický neboli „suchý“ brzdový systém jednoduše používá elektromotor a žádnou hydraulickou brzdovou kapalinu.
  • Steer-by-wire - Senzory detekují pohyby volantu a odesílají informace do mikroprocesoru. Počítač pak posílá příkazy akčním členům na nápravách, které se otáčejí podle pokynů řidiče.

Tohle všechno zní docela dobře, že? No, přejděte na další stránku, kde probereme výhody a nevýhody systému drive-by-wire.

>Výhody a nevýhody systémů Drive-by-wire


Někteří lidé jsou nadšeni vyhlídkou na více systémů drive-by-wire v autech. Nahrazením konvenčních systémů škrticí klapky mohou systémy drive-by-wire výrazně snížit počet pohyblivých částí ve vozidle. To snižuje hmotnost, zvyšuje provozní přesnost a prodlužuje dobu mezi servisními návštěvami pro věci, jako je mechanická údržba a další seřízení. Některé by-wire systémy by dokonce vůbec nevyžadovaly servis. Menší hmotnost a lepší přesnost by se také rovnaly lepší spotřebě paliva a nižším emisím.

Zní to skvěle, že? No, i když je to v leteckém průmyslu dobře zavedené, drive-by-wire bylo při zavádění do auta pomalé. Problémem některých výrobců automobilů je přesvědčit řidiče, že systémy jsou bezpečné. Kvůli složitosti systémů drive-by-wire se někteří lidé obávají potenciálních elektronických poruch v senzorech a počítačích, které mohou vést k poškození vozidla nebo dokonce k autonehodě a zranění cestujících.

Jedním z argumentů proti drive-by-wire je, že jakýkoli systém využívající software má schopnost selhat bez ohledu na to, kolikrát byl tento software testován. V nejhorším případě by například senzory na systému brake-by-wire mohly udělat chybu ve výpočtu, což by způsobilo, že brzdový třmen a destičky vyvinou nesprávné množství tlaku – buď příliš slabé, nebo příliš silné – k rotoru. Řidič, který by si nebyl vědom jakýchkoli vnitřních problémů systému, by se mohl potenciálně dostat k nehodě, i když si myslel, že je na brzdový pedál vyvíjen správný tlak.

V každém případě se většina lidí odvolává na rčení, že jakýkoli software je jen tak dobrý, jak dobrý jsou programátoři a výrobci, kteří jej postavili a navrhli. Vzhledem ke spolehlivosti fly-by-wire v letadlech je pravděpodobné, že zkušenosti a testování produktů by mohly bezpečně přinést více systémů drive-by-wire do běžných automobilů. Několik automobilových společností již používá (nebo používalo) různé systémy drive-by-wire ve svých vozidlech, včetně BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen a Nissan.

Další informace o technologii baterií, hybridních vozech a dalších souvisejících tématech získáte pomocí odkazů na další stránce.

>Spousta dalších informací

Související články HowStuffWorks

  • 5 způsobů, jak se hybridní baterie zdokonalují
  • Jak funguje brzdový asistent
  • Jak fungují brzdy
  • Jak fungují brzdové destičky
  • Jak fungují brzdové třmeny
  • Jak fungují brzdové rotory

>Zdroje

  • Burgin, Richard a Will Valdezovi. "Death-By-Wire." Výzkumný ústav etiky softwarového inženýrství. 2002. (15. dubna 2009) http://seeri.etsu.edu/SECodeCases/ethicsC/DeathByWire.htm
  • Glosář CNET. "Drive-by-wire." (14. dubna 2009) http://reviews.cnet.com/4520-6029_7-6211213-1.html
  • Automobilové příslušenství Cobra. "Vysvětlení Drive-By-Wire." (13. dubna 2009) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
  • Dorissen, Hans Theo a Klaus Durkopp. "Mechatronika a systémy drive-by-wire pokročilé bezkontaktní snímače polohy." Automobilová elektronika. 16. července 2002. (18. dubna 2009) http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V2H-475RD81-2&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=&_orig=search&_sort&1_acurers&0=0=0 =10&md5=3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
  • Eisenstein, Paul A. "GM Hy-Wire Drive-By-Wire Hybrid Fuel Cell Vehicle." Populární mechanika. Srpen 2002. (15. dubna 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
  • Krebs, Michelle. "Vaše auto, 2022." Populární věda. 7. dubna 2002. (15. dubna 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
  • Quinion, Michael. "Drive-By-Wire." Světová slova. 6. prosince 2003. (13. dubna 2009) http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-dri1.htm