Электронное управление трансмиссией shift by wire что это

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ «MULTIMODE» Робот

Multimode представляет из себя обычную механическую трансмиссию с добавлением приводов, управляемых непосредственно электродвигателями. Система включает в себя электронную систему управления дроссельной заслонкой, привод сцепления, привод выбора и переключения передач, датчики, рычаг переключения передач и TCM. Multimode обеспечивает автоматическое управление работой сцепления и имеет 2 режима: режим автоматического переключения E и режим ручного переключения M.

На каждом из приводов монтируются сдвоенные бесконтактные датчики хода, которые определяют рабочее положение привода.

Механическая трансмиссия «multimode» снабжена приводом сцепления с электродвигателем включения сцепления и приводом переключения передач с двумя электродвигателями, имитирующими переключение передач вручную на обычной МКПП. Каждый из приводов работает в соответствии с сигналами из TCM. TCM принимает данные от ECM и датчиков и управляет двигателем и трансмиссией «multimode».

Рычаг переключения передач снабжен системой электрического управления переключением «Shift-by-Wire», которая определяет выбранное водителем положение рычага и передает соответствующий сигнал в TCM для управления трансмиссией.

В рычаге переключения передач имеется механизм электрической блокировки переключения. При выключенном зажигании, а также если не нажата педаль тормоза при запущенном двигателе в положении N рычага переключения передач, последний фиксируется в текущем положении.

Механическая трансмиссия «multimode» может работать в аварийном режиме. Когда TCM обнаруживает неисправность в системе, он включает контрольную лампу механической трансмиссии «multimode» (контрольную лампу MMT), информируя водителя о возникновении неисправности. Если требуется, одновременно с контрольной лампой MMT ЭБУ включает контрольную лампу неисправности (MIL). В таких условиях аварийный режим работы дает возможность не потерять управление автомобилем, что позволяет избежать аварийных ситуаций.

Если температура муфты сцепления превышает заданный уровень, система механической трансмиссии «multimode» включает зуммер (прерывистый звуковой сигнал) и заставляет мигать контрольную лампу MMT (мигание не является признаком неисправности), предупреждая водителя о перегреве сцепления.

УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ «MULTIMODE»
Запуск системы:
MMT начинает работу при включении зажигания. Рычагом переключения передач можно манипулировать, если включено зажигание, и нажата педаль тормоза. Двигатель запускается, только при нажатой педали тормоза и установленном в нейтральное положение рычаге переключения передач.

Облегчение трогания с места / движения задним ходом:
Если на 1-й, 2-й передаче или передаче заднего хода педаль тормоза не нажата, сцепление оказывается наполовину включенным даже при отпущенной педали тормоза. Как следствие, автомобиль может медленно двигаться подобно автомобилям с автоматической трансмиссией. Это способствует подготовке автомобиля к движению. При использовании стояночного тормоза в состояние система облегчения отбора мощности отключается.

При попытке включить передачу заднего хода на скорости автомобиля 6 км/час (3,7 мили в час) или выше начинает издаваться звуковой сигнал заднего хода, но передача заднего хода не включается.
Управление переключением передач:
При переключении на более высокую передачу посредством педали акселератора ECM ограничивает частоту вращения коленчатого вала двигателя в соответствии с командой из TCM.

Автоматическое переключение (режимы E и Es)

Когда рычаг переключения передач находится в положении E, автоматически выбирается наиболее приемлемая передача с учетом угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомобиля. Перемещение переключателя управление в положение «+» или «-» во время автоматического управления переключением дает возможность водителю самостоятельно выбирать передачу. Но, через некоторое время возобновится автоматическое управление.

Помимо автоматического управления переключением в моделях с левосторонним рулевым управлением обеспечивается управление принудительным переходом на пониженную передачу. Когда педаль акселератора выжимается полностью, до щелчка, ECM воспринимает это как команду для принудительного перехода на пониженную передачу.

Переключатель выбора режима (стиля) позволяет задавать режим переключения: обычный (E) или спортивный (Es).
Обычный режим (E): экономичный режим автоматического управления переключением передач с акцентом на экономию топлива.
Спортивный режим (Es): режим автоматического управления переключением передач с акцентом на динамичную езду.

Последовательное переключение (режим M)

Перемещение рычага переключения передач в положение M (manual) дает возможность самостоятельно выбрать передачу. Водитель может включить любую передачу, переведя рычаг переключения передач в положение [+] или [-], либо выбрав положение [+] или [-] на переключателе управления.

Управление переключением на спуске/подъеме:

При движении в режимах E и Es система предотвращает переключение на нежелательную передачу и обеспечивает надлежащее тяговое усилие и эффективную мощность двигателя, оценивая наклон дороги, исходя из скорости автомобиля и угла открытия дроссельной заслонки.

При этом, когда нажимается педаль тормоза, TCM автоматически понижает передачу, улучшая управляемость автомобилем.
На подъеме, в зависимости от угла наклона дороги, блокируется переключение на более высокую 3-ю, 4-ю или 5-ю передачу по описанному выше принципу.

TCM расценивает резкое изменение состояния педали акселератора как команду водителя на разгон или замедление, и выполняет переключение на более низкую передачу или фиксирует передачу.

Управление при резком нажатии педали акселератора

Когда педаль акселератора нажимается резко, система расценивает это как команду на разгон и сокращает время перехода на более низкую передачу.

Управление при резком отпускании педали акселератора

Если педаль акселератора внезапно отпускается, система расценивает это как команду на замедление и обеспечивает эффективную тормозную мощность двигателя, не изменяя передачу. При этом также гарантируется сохранение достаточного тягового усилия для последующего цикла разгона.

Управление при остановке автомобиля (управление при торможении):
Когда частота вращения ведущего вала, измеряемая датчиком оборотов трансмиссии, опускается ниже заданного значения, TCM автоматически выключает сцепление. Это позволяет автомобилю остановиться, не заглушая двигатель. Если рычаг переключения передач находится в положении E или M, при снижении скорости автомобиля ниже заданной величины TCM включает наиболее приемлемую передачу.

Если на заданной или более низкой скорости автомобиля рычаг переключения передач в течение 2 с удерживается в положении N при отпущенной педали тормоза, TCM блокирует рычаг для предотвращения установки его в недопустимое положение. В случае нажатия педали тормоза рычаг переключения передач разблокируется.
Управление при парковке автомобиля (управление при парковке):

При выключении зажигания TCM блокирует рычаг переключения передач в текущем положении и включает сцепление для парковки автомобиля с включенной передачей.

Т.к.в системе отсутствует положение паркинга, парковка автомобиля возможна при любом положении рычага переключения передач (N, E, M или R). Если во время парковки автомобиля рычаг не находится в положении N, автомобиль паркуется с включенным сцеплением. При выключении зажигания до завершения переключения передач, передача может не переключиться. Если при выключении зажигания переключения передачи не произойдет, зазвучит зуммер, и начнет мигать индикатор положения передачи, предупреждая водителя.

Hyundai и KIA разработали первую в мире систему переключения передач на основе технологий информации и связи – ICT Connected Shift System

20 февраля 2020

• Технология информации и связи (ICT) обеспечит автоматический выбор оптимальной передачи в зависимости от дорожной и транспортной обстановки

• Она повысит топливную экономичность и уровень ездового комфорта благодаря минимизации числа необходимых переключений

• Дальнейшими направлениями развития станут распознавание предпочтений водителя и сигналов светофоров

Hyundai Motor Company и Kia Motors Corporation сообщают о создании первой в мире предиктивной системе переключения передач Information and Communication Technology (ICT) Connected Shift System, позволяющей автомобилю перейти на оптимальную ступень в коробке передач на основе информации о дорожной обстановке и плотности транспортного потока впереди. Данную технологию бренды Hyundai и KIA планируют использовать на своих будущих моделях. В ходе разработки системы компаниями было получено около 40 патентов в Корее и за пределами страны.

На сегодняшний момент, на большинстве современных моделей Hyundai и KIA предлагаются решения, подстраивающие работу автоматической трансмиссии в соответствии с персональными предпочтениями водителя, к примеру – режим Smart Drive Mode. Однако ICT Connected Shift System – это первая система, способная выполнять автоматические переключения в соответствии с внешними условиями – профилем дороги и транспортной обстановкой.

ICT Connected Shift System использует интеллектуальное программное обеспечение блока управления трансмиссией TCU (Transmission Control Unit), которое собирает и обрабатывает в режиме реального времени информацию от обеспечивающих систем, в частности – камер и радара интеллектуального круиз-контроля, а также 3D-навигации, в памяти которой заложены высокоточные карты. 3D-навигация учитывает наличие спусков и подъемов, градиент дорожного полотна, профили поворотов и разнообразные дорожные события, а также текущее состояние транспортного потока. При помощи радарного датчика определяется скорость и расстояние между автомобилем и другими участниками движения, фронтальная камера обеспечивает информацию о дорожной разметке и полосах движения.

Используя все эти данные, TCU имеет возможность при движении, в режиме реального времени, прогнозировать наиболее оптимальный сценарий переключения передач. Этот сценарий строится при помощи алгоритма, создаваемого искусственным интеллектом, и в соответствии с ним происходит переключение передач. К примеру, когда прогнозируется относительно продолжительное замедление, а радар определяет, что движущееся впереди транспортное средство не прибегает к резким изменениям скорости, возможно временное размыкание сцепления в трансмиссии и переход на движение накатом (на нейтральной передаче) для повышения топливной экономичности.

Испытания ICT Connected Shift System, проведенные совместно Hyundai и KIA на дороге с большим числом крутых виражей, показали, что при преодолении такого участка автомобилем, оснащенным данной системой, совершается примерно на 43% меньше переключений передач по сравнению с автомобилем, не имеющим ICT Connected Shift System. Соответственно, использование новой системы позволило снизить и частоту использования тормозной системы примерно на 11%, что благоприятно сказалось как на снижении утомляемости водителя, так и на степени износа тормозов.

Когда требовалось резкое ускорение для встраивания в поток при выезде на магистраль, режим работы трансмиссии автоматически переключался в режим Sport, что делало разгон и маневр проще. После встраивания в поток, система вновь возвращалась к установленному ранее режиму движения, позволяя вести автомобиль безопасно и экономично.

Помимо прочего, автоматически задействовался и режим торможения двигателем при прекращении нажатия на педаль акселератора – это происходило при получении информации и предстоящем проезде «лежачих полицейских», спусков или мест с более низким лимитом разрешенной скорости. Изменения расстояния до движущегося впереди автомобиля точно отслеживались при помощи фронтального радара, и на основании этой информации автоматически выбиралась передача трансмиссии, что также обеспечивало более высокий уровень ездового комфорта.

Новая система также способна действовать в комплексе с технологиями автопилотирования, развитие которых день за днем делает новые шаги вперед. ICT Connected Shift System в эпоху автопилотирования сможет обеспечивать как более высокий уровень топливной экономичности, так и более стабильные режимы движения транспортного средства, поскольку сможет улучшить его динамику, отслеживая и реагируя на состояние дороги и транспортного потока в режиме реального времени.

Hyundai и KIA планируют дальнейшее совершенствование ICT Connected Shift System и превращение ее в еще более интеллектуальную технологию управления трансмиссией, позволяющую взаимодействовать со светофорами с использованием связи стандартов LTE или 5G. Также планируется совершенствование распознавания намерений водителя, что может сделать управление переключением передач еще более выверенным и точным.

«Автомобили развиваются все дальше и дальше, они эволюционируют от простых средств передвижения в сторону высокоинтеллектуальных решений, обеспечивающих свободу перемещения, — комментирует руководитель лаборатории интеллектуальных систем управления силовыми агрегатами Чон Бен Ук (Byeong Wook Jeon). – Даже такие традиционные области автомобиля, как силовой агрегат и трансмиссия, становятся высоко технологичными и оптимизированными к эпохе смарт-мобильности, в частности и благодаря усилиям по интеграции ICT и искусственного интеллекта».

Nissan поставит электронный руль на серийные машины Infiniti

В фирме утверждают, что устранение прямой связи колёс и руля обеспечивает «вождение по намерению» и «вождение с душевным спокойствием». В это трудно поверить. Но эффект, мол, достигается именно такой: автомобиль едет точно туда, куда хочет водитель. И человеку не нужно напрягаться и плотно удерживать руль, какие бы выбоины ни попадались на полотне. Электроника сама скорректирует траекторию легковушки, парируя вредные возмущения.

Устранить механическую связь между рулевым колесом и управляемыми колёсами автомобиля инженеры из разных компаний задумывали не раз. Отвечать за поворот могут и изолированные электроприводы, а баранке можно отвести роль всего лишь электронного джойстика. До сих пор такая концепция «полёта по проводам» (fly-by-wire), давно применяемая в авиации, в автостроении воплощалась только в виде концептов или исследовательских прототипов. А вот компания Nissan выдала небольшую сенсацию: пришла пора решиться на внедрение данного принципа в серийных машинах.

Японцы называют свою систему steer-by-wire («рулевое управление по проводам»). Тестовые образцы машин с таким механизмом компания представила на днях на своём полигоне. Информация о повороте рулевого колеса здесь передаётся в дублирующие друг друга электронные блоки, которые отдают команду электрическому исполнительному механизму. Инженеры обещают даже более точное и лёгкое управление, без люфтов и каких-либо задержек в реакции, нежели в случае прямого соединения баранки и колёс.

Но как быть со столь важной для требовательных водителей обратной связью? Оказывается, в такой системе её тоже можно организовать электронным образом, искусственно меняя усилие на руле при помощи актуатора. Важно, что связь эта поддаётся тонкой настройке и одновременно исключает передачу от колёс на руль каких-либо вибраций и ударов. В Ниссане утверждают, что грамотным выбором программы управления можно добиться ощущения, будто автомобиль — продолжение вашего тела, несмотря на всю виртуальную природу такой связи.

О безопасности новации специалисты тоже подумали основательно. Конструкторы не стали полностью удалять из автомобиля классический рулевой вал, идущий к рулевому механизму. Он остался, но только как аварийный вариант. В норме он отсоединён от колёс. Но в случае отказа электроники либо потери электропитания специальное сцепление тут же восстанавливает прямое механическое управление машиной.

Такое решение японские инженеры, впрочем, считают промежуточным. Мол, когда все привыкнут к steer-by-wire, а уверенность в надёжности системы возрастёт, механическую связь можно будет убрать окончательно. «В будущем, если мы освободимся от прямой связи, мы могли бы разместить руль где угодно, хоть на заднем сиденье, или мы можем обеспечить управление автомобилем с помощью джойстика», — заявил Масахару Сато, инженер Nissan, участвующий в работе над системой.

Самое интересное: рулевое управление по проводам компания намерена внедрить на автомобилях марки Infiniti примерно в течение одного года. Это будет первый случай в истории автомобилестроения, когда принцип fly-by-wire окажется реализован на серийных моделях и они поступят в продажу. Какие именно модели получат новинку, японцы пока не говорят. Но на тестах присутствовал седан Infiniti G37S с таким электронным рулём.

Ещё заманчивее выглядит дальнейшее развитие данной концепции. На том же полигоне японцы продемонстрировали в действии систему автономной аварийной рулёжки (Autonomous Emergency Steering System — AESS). Подобно недавно показанному тем же Ниссаном полностью автономному парковщику, AESS может брать управление автомобилем на себя в случае, если необходимо избежать столкновения с другой машиной или пешеходом. С AESS автомобиль видит всю обстановку впереди, оценивает шанс на успешность аварийного торможения и, если запаса расстояния не хватает, ищет рядом с препятствием свободное пространство, выполняя манёвр уклонения.

Японцы говорят, что система AESS может попасть в серию в течение трёх-пяти лет. «Мы думаем об основах. Какой инструмент сделает автомобиль более приспособленным для людей. Контролируя руки, ноги, глаза и мозг, автомобили развиваются в сторону роботов», — утверждает инженер Тетсуя Иидзима, подразумевая, конечно же, отслеживание ошибок водителя и вмешательство электроники в случае опасности. Заметим, полностью автономные автомобили как эксперимент на дорогах и городских улицах мы уже наблюдали. Но согласитесь, куда любопытнее будет увидеть хотя бы отдельные элементы такой автономности в серийных образцах. Судя по опытам японцев, ждать осталось не так уж долго.

КАК: Как работает технология Drive-By-Wire? — 2021

Монопод Xiaomi Selfie Stick(drive-by-wire) Black (Октябрь 2021).