Steer by wire pro řízení kol na více nápravách

Ing. Václav Kopecký

Master's thesis

Steer by wire for more then one axle steering

Abstract:

Tato diplomová práce je zaměřena na problematiku řízení více náprav u silničních vozidel. Cílem této práce je analýza použitelných systémů pro řízení zadní nápravy a návrh elektromechanického systému řízení steer-by-wire se zaměřením především na zabezpečení systému pro případ selhání některé z jeho komponent. První část práce je úvodem do problematiky řízení více náprav, především pak řízení všech kol u dvounápravového vozidla (4WS). Jsou zde vysvětleny výhody použití řízení všech kol a také možnosti řízení pomocí technologie steer by wire. Také jsou zde uvažována případná rizika elektronického systému. Ve druhé části jsou analyzovány funkce a možnosti systémů použitelných pro řízení zadní nápravy nebo řízení více náprav. Jedná se současnosti používané mechanické, elektrohydraulické a elektromechanické systémy. Jsou zde také uvedeny jejich aplikace na silničních vozidlech různých druhů a výhody, které jim přináší. Třetí část je zaměřena na návrh elektromechanického systému steer by wire pro řízení zadní nápravy experimentálního vozidla s řízením všech kol 4WS. Návrh zahrnuje snímání vstupních dat pro řídící jednotku, řídící programy pro jednotlivé provozní situace a návrh akčního členu řízení zadní nápravy. Závěrečná část návrhu je věnována analýze možných kritických situací, spolehlivosti navrženého systému a možnostem zálohování pro zabezpečení systému v případě kritické poruchy některé z jeho komponent.

Abstract:

This diploma work deals with the problems of steering of several axles at road carriages. The aim of this work is to analyze usable systems for steering of the rear axle and to propose an electromechanical system steer-by-wire with the focus on system security in case of defection of one of its components. The first part of this work is an introduction of the problems of the steering of several axles, mainly the steering of all wheels at two-axled vehicle (4WS). The advantages of using the all wheels steering and possibilities of steer-by-wire technology are explained there. Possible risks of an electonic system are also included there. The second part of the diploma work analyzes the funcions and possibilities of systems which are usable for steering of the rear axle or steering of several axles. It deals with the mechanical, electrohydraulic and electromechanical systems which are used nowadays. The advantages and applications of these systems on the road carriages of various types are also mentioned there. The third part of the diploma work is focused on the proposal of an electromechanical system steer-by-wire intended for an experimental vehicle 4WS. The proposal contains the scanning of entering data for the electronic control unit, steering programmes for particular operating situation and a proposal of an actuator of the steering of the rear axle. The concluding part of this work is dedicated to the analysis of possible critical situations, to the reliability of the proposed system and to the possibilities of redundancy for the security in case of critical defect of some of its components.

Keywords

řízení všemi koly, 4WS, kinematika zatáčení, Ackermannova podmínka geometrie, mechanické řízení, mechanismus řízení, převodka řízení, elektrohydraulické řízení, elektromechanické řízení, steer by wire, snímač úhlu natočení, snímač otáček, řídicí jednotka, řídicí podprogram, elektromotor, převodový poměr, kritická porucha, zálohování, spolehlivost systému, analýza FMEA, blokovací mechanismus.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2009
• Supervisor: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Transport Engineering

Master programme / field:
Transport Engineering and Communications / Transport Means: Road Vehicles