Domanda:
Come funziona esattamente il Brake by Wire?
Kozuch
2015-07-10 02:27:25 UTC
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Mi interessa scoprire come funziona il sistema Brake by Wire nelle auto di oggi. Questo video mostra che il programma / controllo elettronico della stabilità (ESC / ESP) interviene frenando le singole ruote. Quindi presumo che un'auto con ESC sia in grado di frenare per filo poiché l'elettronica frena da sola e non è presente alcuna azione frenante del conducente. Quindi, come viene eseguito tecnicamente esattamente il Brake-by-wire? C'è un motore elettrico collegato a ogni singolo freno o funziona in qualche modo dall'idraulica?

Sono coinvolto in un progetto di ricerca che ha bisogno di utilizzare il freno a filo in realtà, quindi sono interessato a conoscerlo se ci sono modi per iniziare la frenata elettronicamente. Devo hackerare l'unità ESC per vedere come funziona il sistema o ci sono principi generali utilizzati per tutti i sistemi ESC?

Quattro risposte:
Kozuch
2015-07-10 16:46:49 UTC
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Quindi potrei essere in grado di rispondere a me stesso finalmente. Dopo ulteriori ricerche ho scoperto che potrebbe esserci una certa confusione nel modo in cui vengono denominati i sistemi. Ciò che si intende per sistema brake-by-wire è solitamente un pedale del freno che è disaccoppiato meccanicamente dal resto del sistema frenante. Questo è diverso da quello che ho effettivamente bisogno di fare, perché non ho bisogno di alcuna azione sul pedale, ho solo bisogno di controllare i freni elettronicamente anche su un'auto "senza freno a filo".

Brake by wire reale

Questo è il sistema con pedale del freno disaccoppiato. Questo sito menziona due tipi di sistemi: elettro-idraulico ed elettromeccanico. Puoi ricercarli lì. Questi sistemi sembrano non essere affatto standard sulle auto di oggi, ci sono stati pochi modelli di Mercedes e Toyota negli ultimi 10 anni circa, alcuni dei quali sono stati richiamati perché il sistema era inaffidabile.

Frenatura elettronica (ESC / ESP ecc.)

Ovviamente ESC / ESP può frenare singole ruote da solo, il che è una sorta di "freno a filo" per me, ma l'industria non lo chiama così. Questa "frenata autonoma" sembra essere eseguita dall'unità di controllo idraulica (HCU, a volte HECU), che di solito è comune sia per l'ABS che per l'ESC. Questa unità si trova dietro il cilindro principale del freno e ha 2 ingressi del fluido ma 4 uscite del fluido (una per ciascuna delle 4 ruote). Per la frenata normale l'unità lascia semplicemente passare il liquido frenante senza alcun intervento. L'unità ha una pompa elettrica collegata ad essa e se l'ESC vuole frenare una ruota sembra scegliere una delle 4 uscite e la pressa da sola (senza la pressione in ingresso dalla pompa freno).

La cosa negativa qui per me sembra essere che l'HCU è una scatola nera in termini di software: riceve input da vari sensori (velocità della ruota, velocità di imbardata, ecc.) e decide da sola quale ruota frenare. Quindi, per poter avviare un'azione di frenata esternamente, è necessario inviare segnali di ingresso che provocherebbero la frenatura di tutte e 4 le ruote (è necessario prima decodificare l'unità e dubito che tale combinazione di segnali esista) o hackerare l'elettronica a un livello inferiore per premere tutti e 4 i freni contemporaneamente.

Un'altra soluzione per me potrebbe essere quella di lasciare la HCU da sola e rendere il sistema pressurizzato in qualche altro modo. Ho scoperto che esiste una parte chiamata "pompa elettrica del vuoto (booster)", anche se non ho ancora svolto ricerche più approfondite su di essa. Tutti i colpi sono i benvenuti! :)

EDIT:

Sembra davvero che oggi ci siano unità HCU ABS / ESC che possono accettare segnali esterni per avviare la frenata. Queste unità sono utilizzate nelle auto con sistemi di frenata di emergenza autonoma. Si dice che TRW EBC460 abbia la funzione AEB e sembra avere un CAN bus, quindi sospetto che possa essere in grado di accettare alcuni messaggi del bus CAN che avviano la frenata.

MODIFICA 2:

AFAIK la maggior parte dei veicoli ibridi fornisce mezzi per fare il freno a filo per consentire la "frenata rigenerativa". Non disaccoppiano meccanicamente al 100% il pedale del freno dall'impianto frenante stesso (rimane una certa connessione meccanica per i casi di emergenza) ma consentono il controllo della frenata programmatico per la maggior parte degli scenari di frenata (probabilmente tutti tranne la frenata di emergenza panica). Questo è il motivo per cui i veicoli ibridi sono molto popolari per la ricerca di auto autonome (Toyota Prius di Google ecc.) Perché in generale sono molto facili da convertire al controllo programmatico al 100% (sterzo, accelerazione, frenata). Il freno a filo è davvero una "caratteristica killer" degli ibridi e dei veicoli elettrici al 100% per scopi di ricerca di auto autonome.

elmerfud
2015-07-10 20:57:46 UTC
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Non ho molta familiarità con le configurazioni del freno a filo puro in cui il pedale del freno è completamente disaccoppiato dall'idraulica, o i sistemi in cui usano freni rigenerativi in ​​stile "carico". In un sistema a controllo elettronico in cui il pedale è ancora accoppiato all'impianto idraulico, è presente un'unità ABS attraverso la quale passano tutte le linee dei freni. Questo ha motori al suo interno per consentire di applicare pressione idraulica alle linee che corrono a ciascuna ruota per applicare i freni. Questo può anche impedire al pedale di attivare i freni mentre ha il controllo.

Per quanto riguarda la comprensione di questo sistema, le auto prodotte negli ultimi anni hanno una rete di bus di controllo che lega tra loro i vari moduli elettronici.

http://www.ni.com/white-paper/2732/en/

Alcuni moduli possono agire indipendentemente ma possono anche essere controllato dalla ECU. Tipicamente su auto avanzate con cose come il controllo dell'evitamento, la gestione attiva, la frenata automatica, ecc ... tutti i vari sensori sono collegati attraverso il CAN e con l'ECU o un modulo dedicato interpreteranno i dati e invieranno i comandi al ECU / PCM per controllare l'acceleratore, l'ABS per applicare i freni, ecc ... secondo necessità.

So che esistono strumenti diagnostici che attiveranno questi sistemi per i test. Ci sono state anche notizie di recente sulla ricerca per "hackerare" le auto per controllarle.

http://www.networkworld.com/article/2209501/network-security/car-hackers-can-kill-brakes--engine--and-more.html

Chiunque abbia lavorato sull'elettronica per auto, non è proprio una novità che si possano inviare comandi attraverso il bus di controllo. Dubito fortemente che i produttori rilasceranno la documentazione su come funzionano i loro sistemi, ma ci sono gruppi che fanno questo tipo di ricerca. Se hai accesso fisico all'auto dovresti essere in grado di eseguire il debug del sistema per isolare i comandi e inviarne di nuovi.

Vedo che mi sono limitato ad esplorare solo l'ESC / ESP HCU, mentre hai ragione che alcune auto oggi con assist all'anteriore devono essere in grado di frenare autonomamente con tutte le ruote (rispetto all'ESC) quindi effettivamente potrebbe esserci un modo di come farlo avviare elettronicamente la frenata su un'auto di scorta. Il problema è che poiché gli assist frontali sono abbastanza nuovi, non ci sono molte informazioni tecniche su come funzionino in teoria gli interi sistemi a livello meccanico. Inoltre non sono in grado di trovare parti di automobili per le auto più recenti in nessun catalogo, non so nemmeno se tali cataloghi esistano. Proverò a fare qualche ricerca in più.
L'implementazione dell'elusione automatica e della frenata automatica sono abbastanza nuove per le auto, ma la tecnologia sottostante esiste da un po 'di tempo. https://en.wikipedia.org/wiki/Chevrolet_Corvette_C5_Z06#Active_Handling Questo sistema di gestione attivo è stato introdotto nel 1998 e, sebbene non "guidi per te" come per evitare le cose, il computer utilizza gli stessi sensori, acceleratore e sistemi di controllo della frenata per stabilizzare l'auto quando stai guidando oltre le tue capacità / abilità. Il sistema ESC / ESP nel video sembra essere solo una logica di controllo aggiuntiva sugli stessi componenti.
Temo che "Active Handling" sia una scatola nera come ESP e non possa rompere l'intera macchina (= tutte e 4 le ruote contemporaneamente) per te. Quello che sto cercando è un dispositivo che frenerà tutte le ruote e che possa eventualmente anche modulare la forza frenante. Tale dispositivo deve essere presente con assist frontali.
Questo è esattamente come funzionano, è solo che la logica di controllo è diversa a seconda di quanto è nuova / avanzata la tua auto. Un sistema ABS a 4 canali può applicare la frenatura su ciascuna ruota indipendentemente o su tutte le ruote contemporaneamente e può modulare la potenza applicata ai freni. Sono disponibili strumenti di scansione che eseguono un ciclo di tutti i solenoidi dell'ABS per consentire un corretto spurgo del sistema di frenatura poiché l'aria rimarrà intrappolata nell'unità ABS. Sospetto che ciò che stai cercando di ottenere implicherà il reverse engineering dei comandi del bus di controllo per emetterli.
Ebbene, se una diagnostica può azionare i solenoidi, probabilmente potrebbe essere eseguita una frenata completa. Potresti consigliare uno strumento di scansione / diagnostica in grado di farlo? I comandi vengono inviati tramite OBD / CAN standard? Se il suo CAN standard, allora l'HCU potrebbe probabilmente essere portato fuori dall'auto e collegato direttamente alla diagnostica per annusare i comandi sul bus. Ho anche pensato che l'ABS potesse solo rilasciare i freni e non applicarli da solo.
Steve Matthews
2015-07-10 14:28:01 UTC
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Sui sistemi che conosco il modulo ABS (che è una parte sotto il cofano attraverso il quale vengono instradati tutti i tubi dei freni) è in grado di applicare o rimuovere elettronicamente la pressione idraulica a una specifica linea del freno (quindi frenando o rilasciando il freno su una ruota specifica). Anche questi moduli sono piuttosto costosi da sostituire!

RDS_JAF
2016-11-30 04:19:57 UTC
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Utilizza l'idraulica tramite il modulo ABS. Modula ogni canale delle valvole di blocco ABS.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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