ساخته شده در امروز

نقش سیستم‌های ترمز در فناوری رانندگی خودران

سیستم‌های ترمز برای خودروهای خودران ایمن حیاتی هستند. سنسورها خطرات را تشخیص می‌دهند، اما ترمزها خودرو را متوقف می‌کنند. در ترافیک، ترمزهای خوب حرکت روان یا توقف ایمن را تضمین می‌کنند.

ارتباط بین کنترل خودرو و ترمزها واضح است. الگوریتم‌ها ترمزها را فرمان می‌دهند که باید برای کنترل خودکار و دستی به خوبی عمل کنند.

خودروهای خودران به دنبال ترمزگیری مداوم هستند. شرکت‌هایی مانند Waymo و Tesla اطمینان حاصل می‌کنند که ترمزها با سیستم‌های ایمنی برای توقف ایمن ادغام می‌شوند.

در ایالات متحده، نهادهای نظارتی ترمزها را قبل از اینکه خودروها به جاده بروند، بررسی می‌کنند. شرکت‌ها عملکرد ترمز را برای اطمینان از ایمنی در حالی که خودروهای بیشتری خودران می‌شوند، زیر نظر دارند.

اصول سیستم ترمز برای وسایل نقلیه خودران

سیستم‌های ترمز برای توانایی یک وسیله نقلیه خودران در توقف ایمن بسیار حیاتی هستند. درک نحوه عملکرد و اعمال ترمز و نحوه استفاده از حسگرها برای اندازه‌گیری عملکرد، اطمینان می‌دهد که وسایل نقلیه خودران به طور ایمن متوقف می‌شوند. طراحان می‌خواهند هر دو کاربرد ترمز احساس یکسانی داشته باشند، صرف نظر از وسیله نقلیه یا سرعت؛ سریع خنک شوند و اطلاعات تشخیصی واضحی را برای کمک به تصمیمات سیستم کنترل الکترونیکی ارائه دهند.

اجزای اصلی: لنت‌های ترمز، دیسک‌های ترمز، کالیپرهای ترمز و مایع ترمز

لنت‌های ترمز با اصطکاک با دیسک‌های ترمز، وسیله نقلیه را کند می‌کنند. مهندسان مواد لنت بادوام را برای دماهای مختلف انتخاب می‌کنند.

دیسک‌های ترمز در حین توقف گرما را جذب می‌کنند. دیسک‌های سبک و تهویه‌دار وزن را کاهش داده و از گرم شدن بیش از حد جلوگیری می‌کنند.

کالیپرهای ترمز به لنت‌ها فشار وارد می‌کنند. کالیپرهای ثابت کنترل را فراهم می‌کنند، در حالی که کالیپرهای شناور وزن را کاهش می‌دهند.

روغن ترمز نیرو را از سیلندر اصلی به چرخ‌ها منتقل می‌کند و برای ترمزگیری مداوم به نقطه جوش بالا و تمیزی نیاز دارد.

برای جزئیات بیشتر، به یک راهنمای عملی در مورد مکانیک سیستم ترمز مراجعه کنید. این راهنما شامل سیلندرهای اصلی، بوسترها و روغن ترمز است.

ترجیح پلتفرم‌های خودران برای ترمزهای دیسکی در مقابل کاسه‌ای به شرح زیر است:

بیشتر خودروهای خودران (AVs) ترمزهای دیسکی را ترجیح می‌دهند زیرا سریع‌تر خنک می‌شوند و نسبت به ترمزهای کاسه‌ای مقاومت بیشتری در برابر محو شدن دارند؛ بنابراین، ترمزهای دیسکی برای اکثر سیستم ترمز خودروهای خودران استفاده خواهند شد. با این حال، برخی از خودروهای خودران ممکن است به دلایل اقتصادی همچنان از ترمزهای کاسه‌ای در محور عقب استفاده کنند و در صورت استفاده سنگین با مشکلاتی در عملکرد مواجه شوند، به همین دلیل ترمزهای کاسه‌ای تقریباً هرگز به عنوان سیستم ترمز اصلی یک وسیله نقلیه استفاده نمی‌شوند.

نحوه ادغام ABS با سیستم‌های کنترل خودران

ABS از قفل شدن چرخ‌ها جلوگیری کرده و فرمان‌پذیری خودرو را در ترمزهای شدید حفظ می‌کند و به عنوان یک ویژگی ایمنی اساسی در نظر گرفته می‌شود.

ABS داده‌های سرعت چرخ را به کنترل‌کننده‌های خودرو ارسال می‌کند و با LiDAR، رادار و دوربین‌ها برای تنظیمات ترمز در زمان واقعی ترکیب می‌شود.

طراحان بین ABS و ترمز خودکار تعادل برقرار می‌کنند و حتی در صورت خرابی سنسورها، ایمنی را تضمین می‌کنند.

یکپارچه‌سازی سنسور و نرم‌افزار با سیستم‌های ترمز

سیستم ترمز مدرن از سنسورها و نرم‌افزار استفاده می‌کند. لایدار (LiDAR)، رادار و دوربین‌ها به تعیین نیروی ترمز و زمان‌بندی آن کمک می‌کنند. این سیستم برای ایمنی باید سریع، قابل پیش‌بینی و مقاوم در برابر خطا باشد.

چگونه لایدار، رادار و دوربین‌ها تصمیمات ترمز را اطلاع‌رسانی می‌کنند

تصویربرداری سه‌بعدی که توسط لایدار ارائه می‌شود، اطلاعاتی در مورد اشیاء از نظر فاصله و شکل به الگوریتم‌ها می‌دهد تا به تعیین میزان نیروی ترمز مورد نیاز کمک کند.

رادار داده‌های سرعت را در شرایط دید ضعیف جمع‌آوری می‌کند که برای تعیین میزان نیروی ترمز و زمان اعمال آن مهم است.

دوربین‌ها اطلاعات اضافی (مانند چراغ‌های راهنمایی، عابران پیاده و غیره) را در مورد محیط جمع‌آوری می‌کنند که جزئیات بیشتری را برای درک کلی سیستم از محیط اطراف خود فراهم می‌کند. ترکیب داده‌ها از حسگرهای مختلف (ادغام حسگر) خطاها را در تصمیم‌گیری ترمز کاهش داده و یکپارچگی اجزای سیستم را بهبود می‌بخشد.

سیستم‌های ترمز الکترونیکی و افزونگی نرم‌افزاری

سیستم‌های ترمز الکترونیکی از دستورات الکترونیکی برای ترمزگیری سریع‌تر و دقیق‌تر استفاده می‌کنند.

برای ایمنی، افزونگی نرم‌افزاری و مکانیزم‌های اطمینان از عملکرد صحیح وجود دارد که تضمین می‌کند حتی در صورت بروز خطا، عملکردهای ترمز همچنان فعال باشند.

پردازش داده در زمان واقعی برای ترمز اضطراری

توقف‌های اضطراری نیاز به اقدام سریع دارند. ترمزگیری در زمان واقعی نیازمند پردازش سریع داده‌ها برای توقف‌های ایمن است.

پلتفرم‌هایی مانند NVIDIA Drive این فرآیندها را اجرا می‌کنند و به پیام‌های ترمز اولویت می‌دهند.

آزمون‌ها سرعت واکنش سیستم را ارزیابی می‌کنند و توقف‌های ایمن را در موقعیت‌های واقعی تأیید می‌کنند.

قابلیت	حسگر اصلی	قدرت	نقش در ترمزگیری
فاصله و شکل	لیدار (LiDAR)	هندسه سه‌بعدی با وضوح بالا	محاسبه مسافت توقف و کانتور اشیاء برای زمان‌بندی دقیق ترمز
سرعت و سرعت نزدیک شدن	رادار (Radar)	اندازه‌گیری دقیق سرعت در شرایط آب و هوایی نامساعد	ارائه ورودی‌های سرعت نزدیک شدن برای تنظیم نیروی ترمز و جلوگیری از برخورد
زمینه معنایی	دوربین‌ها (Cameras)	طبقه‌بندی اشیاء و درک صحنه	شناسایی عابران پیاده، چراغ‌های راهنمایی و خطوط مسیر برای تصمیم‌گیری در مورد ضرورت ترمز
کنترل فعال‌سازی	ترمز سیمی (Brake-by-wire)	کنترل گشتاور الکترونیکی سریع	اجرای پروفیل‌های ترمز برنامه‌ریزی شده با دقت و تکرارپذیری
لایه‌های ایمنی	واحدهای کنترل الکترونیکی (ECU) و سنسورهای افزونه	مسیرهای مستقل جایگزین در صورت خرابی	حفظ عملکرد ترمز در صورت خرابی‌های جزئی از طریق افزونگی نرم‌افزاری
پاسخ قطعی	پردازش لبه + سیستم عامل بلادرنگ (RTOS)	پردازش در مقیاس میلی‌ثانیه	اطمینان از ترمزگیری بلادرنگ تصمیمات الزامات زمانی را برآورده می‌کنند

عملکرد ترمز و اعتبارسنجی ایمنی

آزمایش و اعتبارسنجی برای اطمینان به ترمزهای خودکار کلیدی هستند. مهندسان مسافت توقف، زمان توقف و سرعت کاهش سرعت خودرو را بررسی می‌کنند. همچنین به میزان ثبات ترمز توجه می‌کنند.

یک سیستم ترمز پیشرفته در تمرکز در یک وسیله نقلیه خودران مدرن، که اجزای پیچیده ترمز مانند دیسک‌ها، کالیپرها و سنسورها را به نمایش می‌گذارد. در پیش‌زمینه، نمای نزدیک از سیستم ترمز با چرخش‌های قابل مشاهده و انتشار گرما، که پویایی عملکرد بالا را منعکس می‌کند. قسمت میانی یک وسیله نقلیه خودران در حال حرکت را نشان می‌دهد، با یک پوشش شفاف که داده‌های بی‌درنگ مانند معیارهای عملکرد ترمز و شاخص‌های اعتبارسنجی ایمنی را نمایش می‌دهد. پس‌زمینه یک آینده‌نگر را نشان می‌دهد

به منظور مقایسه میانگین‌ها، آزمایش ترمز اضطراری در شرایط کنترل شده انجام خواهد شد، که در مکان‌هایی مانند M-City برای عواملی از جمله عملکرد ترمز و حرارت، و تأیید الزامات ویزا برای قطعات انجام می‌شود.

انواع مختلفی از آزمایش‌ها انجام خواهد شد. به عنوان مثال، شبیه‌سازی‌ها به ما امکان می‌دهند تا برای چندین شرط آزمایش کنیم و مشخصات دیجیتال را قبل از رانندگی با آن‌ها تغییر دهیم.

آزمایش با خودروهای واقعی در جاده‌های عمومی انجام خواهد شد و اطلاعاتی در مورد اینکه چه چیزی در شرایط معمول جاده بهتر عمل می‌کند و چگونه محصولات خود را بهبود بخشیم، ارائه می‌دهد و اطمینان حاصل می‌کند که آن‌ها استانداردهای FMVSS و NHTSA را برای قابلیت اطمینان و ایمنی برآورده می‌کنند.

هر ایالت مقرراتی را تدوین کرده است که آزمایش خودروهای خودران را تنظیم می‌کند تا اطمینان حاصل شود که تولیدکنندگان داده‌های تصادف و اثبات قابل اعتماد بودن سیستم‌های خود را ارائه می‌دهند. بنابراین، تولیدکنندگان باید اطلاعات یا داده‌هایی را از آزمایش یا شبیه‌سازی ارائه دهند تا انطباق با مقررات ایالتی را اثبات کنند، که منجر به روشی ساده‌شده برای نظارت و کنترل می‌شود.

ملاحظات نگهداری برای ناوگان‌های خودران

ناوگان‌های خودران برای سخت‌افزار و نرم‌افزار به نگهداری دقیق نیاز دارند. تلمتیکس و مدل‌های پیش‌بینی‌کننده به جلوگیری از خرابی کمک می‌کنند. مدیران ناوگان از داده‌ها برای برنامه‌ریزی و حسابرسی استفاده می‌کنند.

نظارت بر سایشلنت ترمزو دیسک‌ها با تلمتیکس

سیستم‌های تلمتیکس سایش ترمز را ردیابی می‌کنند و ضخامت لنت و مصرف انرژی را بررسی می‌کنند. هشدارها نشان می‌دهند که چه زمانی ترمزها نیاز به توجه دارند.

تشخیص از راه دور، دیسک‌های ناهموار یا کالیپرهای شل را تشخیص می‌دهد که برای شاتل‌ها و ون‌های برقی حیاتی است.

شاتل‌ها و ون‌های برقی از ترمز احیاکننده استفاده می‌کنند که باعث کاهش سایش لنت ترمز می‌شود، اما ترمزهای اصطکاکی همچنان برای مواقع اضطراری مورد نیاز هستند.

مدیریت و فواصل سرویس مایع ترمز

مایع ترمز رطوبت جذب کرده و نقطه جوش خود را از دست می‌دهد. بررسی‌های منظم برای ایمنی حیاتی است. ناوگان‌ها هر دو تا سه سال یکبار مایع ترمز را تعویض می‌کنند.

یادآوری‌های خودکار، نگهداری را در مسیر نگه می‌دارند. گزارش‌های سرویس، تعویض مایع و نتایج را برای تنظیم‌کنندگان ثبت می‌کنند.

نگهداری پیش‌بینانه از خرابی‌ها جلوگیری می‌کند

نگهداری پیش‌بینانه از یادگیری ماشین بر روی تلمتری برای پیش‌بینی خرابی قطعات و پیگیری سلامت سنسورها استفاده می‌کند.

تحلیل‌ها کاهش عملکرد را شناسایی می‌کنند و به نرم‌افزار اجازه می‌دهند تا عملیات وسیله نقلیه را محدود کند یا خدمات را درخواست کند.

منطقه نگهداری	ورودی‌های کلیدی تلمتری	فاصله زمانی معمول	اقدام ناوگان
لنت ترمز	ضخامت لنت، تعداد عملگر، انرژی در هر توقف	متغیر؛ در صورت رسیدن به حد آستانه تعویض شود	زمان بندی تعویض، ثبت سرویس
دیسک ترمز	الگوهای ارتعاش، اندازه گیری های خارج از مرکز بودن، افزایش دما	هنگام تعویض لنت یا در صورت بروز هشدار، بازرسی شود	بازسازی یا تعویض، به‌روزرسانی تاریخچه روتور
روغن ترمز	محتوای رطوبت، تست نقطه جوش	هر ۲ تا ۳ سال یا طبق دستورالعمل سازنده تجهیزات اصلی (OEM)	شستشو و تعویض، ثبت در پلتفرم
سلامت سنسور و ABS	تغییر سرعت چرخ، کدهای خطا، قطع سیگنال	نظارت مداوم با اعتبارسنجی دوره‌ای	اجرای تشخیص، تعمیر یا تعویض قطعات
نگهداری پیش‌بینانه	تله‌متری تاریخی، داده‌های محیطی، سن قطعه	به‌روزرسانی‌های مداوم مدل	اولویت‌بندی تعمیرات، کاهش زمان توقف

چالش‌های عملیاتی و پیامدهای ایمنی عمومی

وسایل نقلیه خودران (AVs) با چالش‌هایی مانند عملکرد ثابت ترمز، نیاز به مدیریت جاده‌های یخ‌زده و باران شدید مواجه هستند. این نیاز به کنترل تطبیقی برای کاهش ریسک دارد.

سنسورها ممکن است توسط برف یا کثیفی مسدود شوند و باعث تاخیر و ترمز ناگهانی برای اطمینان از ایمنی شوند.

مدیریت ناوگان پیچیدگی را اضافه می کند. نگهداری، قطعات و آموزش تکنسین ها کلیدی هستند؛ در صورت عدم مدیریت صحیح، ترمز تحت تاثیر قرار می گیرد، خطر تصادفات افزایش می یابد و ایمنی عمومی را به خطر می اندازد.

قوانین روشن برای عملکرد خودروهای خودران برای ایمنی و پاسخگویی حیاتی هستند.

شفافیت در گزارش دهی حوادث اعتماد را جلب می کند، که برای پذیرش خودروهای خودران و اولویت بندی ایمنی بسیار مهم است.

برای افزایش ایمنی خودروهای خودران، ما از لایه های حفاظتی متعددی از جمله سنسورها و نرم افزار استفاده می کنیم و محدودیت های عملیاتی را در هوای نامساعد تعیین می کنیم. همکاری با مقامات محلی ضروری است.

اخبار مرتبط