ساخته شده در 02.04

فناوری حسگر و کنترل هوشمند در سیستم‌های ترمز

سیستم‌های ترمز مدرن، فلز و حرکت را با حسگرهای دیجیتال هوشمند ترکیب می‌کنند! خودروسازانی مانند فورد، جنرال موتورز، تویوتا و هوندا از دیسک‌ها و کالیپرهای ترمز سنتی استفاده می‌کنند، اما برای رعایت قوانین ایمنی NHTSA و IIHS، فناوری حسگرهای جالب و کنترل هوشمند را نیز اضافه می‌کنند.

این ترکیب از ویژگی‌های شگفت‌انگیز ADAS و ترمز الکترومکانیکی و درایو-بای-وایر در جدیدترین خودروها پشتیبانی می‌کند.

تأمین‌کنندگان برتر مانند بوش، کانتیننتال، ZF و برمبو، سنسورها و ECUها را ارائه می‌دهند که به سیستم ترمز کمک می‌کند سریع‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر پاسخ دهد. این به معنای مسافت‌های توقف کوتاه‌تر و مدیریت حرارتی بهتر دیسک‌های ترمز است.

رانندگان از زمان توقف کمتر، تشخیص‌های واضح‌تر و عمر طولانی‌تر دیسک‌های ترمز خود لذت می‌برند. به علاوه، دیسک‌های ترمز با کارایی بالا با سنسورهای دقیق، قدرت توقف را در انواع شرایط واقعاً افزایش می‌دهند!

حسگرهای مدرن چگونه عملکرد ترمز خودرو را متحول می‌کنند

ترمزهای مدرن از حسگرهای دقیقی استفاده می‌کنند که حرکت را به داده تبدیل کرده و با ارائه بازخورد به واحدهای کنترل، ایمنی و عمر قطعات را افزایش می‌دهند.

این امر منجر به مدولاسیون هوشمندانه‌تر، تشخیص سریع‌تر خطا و نگهداری هدفمند برای دیسک‌های ترمز خودرو می‌شود.

انواع حسگرهای مورد استفاده در سیستم‌های ترمز

حسگرهای سرعت چرخ، مانند انواع اثر هال، داده‌هایی را برای ABS و ESC جهت تشخیص لغزش فراهم می‌کنند. حسگرهای فشار ترمز امکان کنترل ترمز سیمی و ترکیب فشار را فراهم می‌آورند.

حسگرهای موقعیت پدال ترمز، قصد راننده را می‌خوانند، در حالی که حسگرهای دما از محو شدن جلوگیری می‌کنند. حسگرهای سایش در مورد ضخامت هشدار می‌دهند.

واحدهای اینرسی شتاب لازم برای کنترل پایداری را فراهم می‌کنند. سنسورهای مجاورت، انحراف دیسک را برای تشخیص عیوب اندازه‌گیری می‌کنند. کانال‌های افزونه به تشخیص خطا کمک می‌کنند.

جانمایی سنسور و ادغام داده‌ها برای دقت بهبود یافته

جانمایی کلیدی است. سنسورهای سرعت چرخ در هاب‌ها قرار می‌گیرند؛ سنسورهای فشار به سیلندر اصلی متصل می‌شوند. سنسورهای دما و سایش روی دیسک یا نزدیک آن نصب می‌شوند.

ادغام داده‌ها سیگنال‌ها را برای فیلتر کردن نویز ترکیب می‌کند. واحد کنترل الکترونیکی (ECU) تخمین‌گرهایی را برای تصمیم‌گیری در زمان واقعی اجرا می‌کند.

طرح‌های ایمنی از سنسورهای دوگانه برای ورودی‌ها استفاده می‌کنند. روتین‌های تشخیصی، معقول بودن را بررسی کرده و در صورت بروز خطا، حالت‌های limp-home را فعال می‌کنند.

تأثیر سنسورها بر عملکرد دیسک ترمز و نظارت بر سایش

بازخورد در زمان واقعی به منطق کنترل اجازه می‌دهد تا ترمزگیری را تطبیق دهد، گرمای بیش از حد و سایش دیسک‌های ترمز خودرو را کاهش دهد و فواصل سرویس دیسک‌های ترمز با کارایی بالا را افزایش دهد.

نگهداری مبتنی بر وضعیت از داده‌های سنسورهای دیسک ترمز برای تعویض قطعات در صورت نیاز استفاده می‌کند. مهندسان مواد دیسک ترمز را انتخاب می‌کنند که با چرخه‌های کاری مطابقت داشته باشند، از جمله چدن و سرامیک کربنی.

دیسک‌های ترمز خودروهای پس از فروش باید با سنسورهای سایش سازگار باشند یا نقاط نصب برای سنسورها را ارائه دهند. ادغام مناسب، تشخیص دقیق را تضمین کرده و مزایای نگهداری مبتنی بر سنسور را حفظ می‌کند.

معماری سیستم ترمز: از مکانیکی تا کنترل هوشمند

خودروهای امروزی مکانیک را با فناوری ترکیب می‌کنند. سیستم‌های ترمز از تنظیمات هیدرولیکی تا الکترومکانیکی متغیر هستند و بر احساس، سرویس و مهارت‌های مورد نیاز تأثیر می‌گذارند.

سیستم‌های الکترومکانیکی در مقابل ترمز هیدرولیکی معمولی

ترمز هیدرولیکی به دلیل استفاده از کالیپرها و سیلندر اصلی، مستحکم و تعمیر آن ساده است.

عملگرها در ترمز الکترومکانیکی برای پاسخگویی سریع‌تر استفاده می‌شوند که آن را برای وسایل نقلیه الکتریکی ایده‌آل می‌کند و به مهندسان اجازه می‌دهد تا حس ترمز را تغییر دهند.

برای بهترین نتایج، بسیاری از خودروها این دو سیستم را ترکیب می‌کنند.

عملکرد واحدهای کنترل الکترونیکی (ECU) در ترمز هوشمند

ECUها که داده‌های سنسور را می‌خوانند و سیستم‌هایی مانند ABS و ESC را تنظیم می‌کنند، مغز ترمزها هستند.

در پلتفرم‌هایی که از مقررات ایمنی پیروی می‌کنند، این کنترل‌کننده‌ها به سرعت عمل می‌کنند و به‌روزرسانی نرم‌افزار را بدون نیاز به تغییر قطعات امکان‌پذیر می‌سازند.

ادغام با سیستم‌های ایمنی و شبکه‌های خودرو

ترمز هماهنگ با ویژگی‌هایی مانند حفظ مسیر، با ارتباط ECUهای ترمز با سایر سیستم‌ها امکان‌پذیر می‌شود.

سیستم‌های ایمنی از روش‌هایی برای نظارت بر سایش ترمز و کنترل خودرو در حین کاهش حرارت روتور استفاده می‌کنند.

تکنسین‌ها باید سیستم‌های شبکه‌ای، به‌روزرسانی میان‌افزار و کالیبراسیون را به اندازه کار مکانیکی حیاتی بدانند.

الگوریتم‌های کنترل پیشرفته برای ترمز تطبیقی

سیستم‌های ترمز مدرن از سنسورهای سریع و کنترل هوشمند برای بهبود توقف و پایداری استفاده می‌کنند. آن‌ها به سنسورهای سرعت چرخ، IMUها و ورودی‌های نرخ چرخش متکی هستند. این امر به تنظیم فشار ترمز و گشتاور موتور برای رانندگی ایمن‌تر کمک می‌کند.

ترمز پیش‌بینانه از داده‌های رادار و دوربین برای آماده‌سازی ترمزها قبل از یک رویداد بحرانی استفاده می‌کند. به این ترتیب، سیستم می‌تواند لنت‌ها و عملگرها را برای عملکرد بهتر از پیش آماده کند.

فضای داخلی یک خودروی آینده‌نگر با فناوری حسگر پیشرفته که در داشبورد ادغام شده است و نمایشگر دیجیتالی را نشان می‌دهد که سیستم ترمز پیش‌بینی‌کننده را در حال کار به تصویر می‌کشد. پیش‌زمینه بر داشبورد با داده‌های بی‌درنگ در مورد عملکرد ترمز و بازخورد حسگر تأکید می‌کند. در وسط، راننده‌ای با لباس رسمی حرفه‌ای بر جاده تمرکز کرده است و فرمان خودرو قابل مشاهده است که حس کنترل و ایمنی را منتقل می‌کند. پس‌زمینه منظره شهری را با حرکت محو شده برای نشان دادن

ترمز پیش‌بینانه با ورودی‌های سنسور، ABS و ESC

ABS با اصلاح فشار ترمز در پاسخ به لغزش، مسافت توقف و پایداری را بهبود می‌بخشد و در عین حال از قفل شدن چرخ‌ها جلوگیری می‌کند.

ESC با استفاده از سنسورهای IMU و نرخ چرخش، فشار ترمز را بر روی چرخ‌ها اصلاح می‌کند تا پایداری را در حین پیچ‌ها حفظ کند.

ترمز پیش‌بینانه از پدهای گرم‌کننده، فعال‌کننده‌های آماده‌سازی برای توقف‌های سریع‌تر، رادار، دوربین‌ها و سنسورهای ADAS برای شناسایی تهدیدات احتمالی استفاده می‌کند.

ترمزگیری واقعی با استفاده از یادگیری ماشین و کنترل پیش‌بین مدل

کنترل پیش‌بین مدل (MPC) با بهینه‌سازی گشتاور ترمز ضمن در نظر گرفتن محدودیت‌های فعال‌کننده، ترمزگیری مشارکتی را تسهیل می‌کند.

کنترل ترمز یادگیری ماشین با شناسایی ناهنجاری‌های سنسور، اصطکاک تایر-جاده و دمای ترمز را محاسبه می‌کند.

مدل‌های ML باید از الزامات ایمنی ISO 26262 پیروی کنند و به انواع داده‌های آموزشی نیاز دارند.

استراتژی‌های تطبیقی برای انواع و مواد مختلف دیسک ترمز

الگوریتم‌های کنترل با انواع دیسک ترمز سازگار می‌شوند و نیرو و خنک‌کاری را برای رفتارهای حرارتی مختلف تنظیم می‌کنند.

استراتژی‌های آگاه از مواد به دیسک‌های ترمز با کارایی بالا کمک می‌کنند تا با جلوگیری از نقاط داغ و متعادل کردن گشتاور، عمر طولانی‌تری داشته باشند.

دیسک‌های پس از فروش، اصطکاک و اثرات حرارتی را تغییر می‌دهند؛ سیستم‌های تطبیقی، حس پدال و آستانه‌های ABS را برای ایمنی تنظیم می‌کنند.

رویکرد کنترل	ورودی‌های اصلی	مزایای کلیدی	بهترین تناسب
کنترل پالس ABS	سرعت چرخ، تخمین لغزش	جلوگیری از قفل شدن، حفظ قابلیت فرمان‌پذیری	هر وسیله نقلیه جاده‌ای
ترمز انتخابی ESC	IMU، نرخ انحراف، سرعت چرخ‌ها	پایداری در مانورها، تصحیح انحراف	شاسی‌بلندها، خودروهای اسپرت، کامیون‌ها
ترمز پیش‌بینانه	رادار، لیدار، دوربین، ادغام ADAS	زمان واکنش کاهش یافته، پیش‌شرط‌سازی	خودروهای پیشرفته کمک راننده
کنترل پیش‌بین مدل (MPC)	مدل خودرو، محدودیت‌های عملگر، داده‌های جاده	گشتاور بهینه، ترمز مشارکتی	ناوگان‌های خودران و متصل
کنترل ترمز یادگیری ماشین	داده‌های سنسور تاریخی، دما، اصطکاک	تخمین اصطکاک تطبیقی، تشخیص ناهنجاری	سیستم‌های تطبیقی، پلتفرم‌های غنی از سنسور
تطبیق آگاهانه از مواد	دمای ترمز، امضای اصطکاک	محافظت می‌کند انواع دیسک ترمز ، عمر مفید را افزایش می‌دهد	دیسک‌های ترمز با کارایی بالا، ارتقاءهای پس از فروش

نگهداری و عیب‌یابی مبتنی بر سنسور برای دیسک‌های ترمز

حسگری هوشمند، سرویس را از حدس و گمان به داده تبدیل می‌کند. سیستم‌ها سیگنال‌هایی در مورد عمق لنت، ضخامت روتور، دما و لرزش ارسال می‌کنند که به نگهداری دیسک ترمز کمک می‌کند. تلمتیکس و نمایشگرها هشدارهای زودهنگام را نشان می‌دهند و زمان خرابی را کاهش می‌دهند.

نظارت بر سایش در زمان واقعی برای دیسک‌های ترمز با استفاده از سنسورها انجام می‌شود. کنتاکت‌های سایش تعبیه‌شده، پروب‌ها و گیج‌ها مستقیماً اندازه‌گیری می‌کنند. سفر پیستون و امضاهای لرزش، لعاب‌دار شدن یا خراشیدگی را نشان می‌دهند و بازرسی‌ها را هدایت می‌کنند.

نگهداری پیش‌بینانه عمر دیسک ترمز با عملکرد بالا را با ترکیب تاریخچه استفاده و مدل‌های مواد افزایش می‌دهد. سیستم‌ها انرژی ترمز و دماها را ردیابی می‌کنند. هشدارها به تیم‌ها اجازه می‌دهند تا قبل از وقوع خرابی‌ها، خدمات را برنامه‌ریزی کنند.

جریان‌های کاری تشخیص‌ها را به نرم‌افزار و برنامه‌های فروشگاه متصل می‌کنند. هشدارها قطعات و یادداشت‌های نصب برای مواد روتور را پیشنهاد می‌دهند و نگهداری دیسک ترمز را بهبود می‌بخشند و به ناوگان‌ها در مدیریت موجودی کمک می‌کنند.

برای خودروهای ترمز برقی، ممکن است هنگام تغییر هندسه یا ماده دیسک، کالیبراسیون مجدد لازم باشد. نصب حرفه‌ای ایمنی و گارانتی را حفظ می‌کند. چک‌لیست‌های سازگاری خطاهای حسگر را کاهش می‌دهند.

ایمنی، مقررات و آزمایش سیستم‌های ترمز هوشمند

ترمز هوشمند از حسگرها و نرم‌افزار برای عملکرد و ایمنی مداوم استفاده می‌کند و از رانندگان در جاده محافظت می‌کند.

استاندارد ISO 26262 ایمنی سیستم ترمز را هدایت می‌کند و خودروسازان قطعات را تحت شرایط مختلفی مانند گرما و رطوبت آزمایش می‌کنند.

استاندارد FMVSS حداقل استانداردهای ترمز را برای تمام وسایل نقلیه تعیین می‌کند.

استانداردهای نظارتی برای اعتبارسنجی سنسور و کنترل

سنسورها تحت آزمایش قرار می‌گیرند تا از عملکرد صحیح و مدیریت خطاها اطمینان حاصل شود و ترمزهای ایمن تضمین گردد.

قوانین سختگیرانه تست، عملکرد مورد انتظار سنسورها را تضمین می‌کند. برای اطلاعات بیشتر، به مقررات ایمنی وسایل نقلیه موتوری کانادا مراجعه کنید:مقررات ایمنی وسایل نقلیه موتوری.

پروتکل‌های تست مواد و عملکرد دیسک ترمز

دیسک‌های ترمز در آزمایشگاه‌ها و جاده‌ها برای حرارت، سایش و اصطکاک آزمایش می‌شوند. ساختار و استحکام مواد آن‌ها ارزیابی می‌شود.

آزمون‌های دنیای واقعی بر روی سطوح مختلف به مهندسان کمک می‌کند تا عملکرد دیسک را درک کنند و از آزمون منصفانه مطابق با استانداردهای ASTM و SAE اطمینان حاصل کنند.

الزامات امنیت سایبری و اطمینان از عملکرد ایمن در ترمزهای هوشمند

امنیت سایبری برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز حیاتی است. ISO/SAE 21434 خطرات ارتباطات خودرو را مدیریت می‌کند.

طراحی‌های ایمن با پشتیبان‌گیری، ایمنی را تضمین کرده و زمان خرابی را پس از بروز مشکلات به حداقل می‌رسانند.

منطقه اعتبارسنجی	آزمون‌های کلیدی	استانداردهای مرتبط
دوام سنسور	EMC، چرخه حرارتی، اسپری نمک، لرزش، انحراف چرخه عمر	روش‌های آزمون SAE، پروتکل‌های OEM، ISO 26262 راهنمایی
مواد دیسک ترمز	متالورژی، سختی، خستگی، شوک حرارتی، کمرنگ شدن دینامومتر	استانداردهای مواد ASTM، چرخه‌های آزمایش SAE، مشخصات تولیدکننده
عملکرد در سطح سیستم	آزمایش‌های خودروی مجهز به ابزار، نویز، لرزش و صدا (NVH)، عدم تقارن، تغییر ضخامت	الزامات FMVSS، رویه‌های اعتبارسنجی SAE
ایمنی سایبری و به‌روزرسانی	تست نفوذ، به‌روزرسانی امن از طریق هوا (OTA)، ثبت وقایع، مدل‌سازی تهدید	ISO/SAE 21434، بهترین شیوه‌های امنیت سایبری صنعت
رفتار ایمن در برابر خطا (Fail-safe)	بررسی‌های افزونگی، واچ‌داگ‌ها، تأیید بازگشت به حالت مکانیکی	ISO 26262، موارد ایمنی سازنده اصلی تجهیزات (OEM)، مقررات ترمزگذاری نظارتی

انتخاب و نصب دیسک ترمز برای وسایل نقلیه مجهز به سنسور

ابتدا سیستم ترمز خودرو و سنسورهای آن را بررسی کنید، از جمله انواع هیدرولیکی، الکتروهیدرولیکی یا ترمز سیمی، و همچنین سنسورهای سرعت چرخ، دما یا سایش. این امر انتخاب صحیح دیسک ترمز را تضمین می‌کند که با سیگنال‌های ABS یا ESC تداخل نداشته باشد.

مواد دیسک را بر اساس نیاز خود انتخاب کنید: چدن OEM برای رانندگی روزمره، روتورهای تهویه‌دار یا شیاردار برای استفاده سنگین، وکربن سرامیکبرای مسابقه. اطمینان حاصل کنید که با مشخصات خودروی شما مانند قطر، ضخامت و الگوی پیچ مطابقت دارند.

به سازگاری سنسورها توجه کنید. اگر خودروی شما دارای سنسورهای نصب شده روی روتور یا سنسورهای سایش لنت است، دیسک‌هایی با سوراخ‌های سنسور صحیح یا آداپتورهای سازگار را انتخاب کنید. پس از نصب، کدهای خطا را پاک کنید، تست‌های ABS را اجرا کنید و خوانش سنسورها را بررسی کنید.

دیسک‌های ترمز را به درستی نصب کنید: مهره‌های چرخ را سفت کنید، لرزش روتور را بررسی کنید و آن‌ها را جا بیندازید. روتورها را نگهداری کنید، لنت مناسب را انتخاب کنید و برندهایی مانند برمبو یا بوش را که با سیستم‌های سنسور به خوبی کار می‌کنند، در نظر بگیرید. برای نکات بیشتر در مورد دیسک‌ها و لنت‌های ترمز، این راهنما را از Frontech بررسی کنید: نحوه انتخاب صحیحدیسک‌های ترمز.

اخبار مرتبط