Bosch Vehicle Motion Management: rewolucja w prowadzeniu pojazdu

Na początku bieżącego roku firma utworzyła specjalny dział, w ramach którego zebrano całą wiedzę koncernu z zakresu hamowania, kierowania, programów do kontroli ruchu, systemów ochrony pasażerów oraz czujników dynamiki pojazdu. Oprócz komponentów hamulców i układów kierowniczych nowy dział opracowuje rozwiązania z myślą o pojazdach opartych na oprogramowaniu (ang. software-defined vehicles), wyposażonych w rozwiązania by-wire. Dodatkowo rozwijane jest oprogramowanie kompatybilne z różnymi rodzajami sprzętu, na przykład system kontroli ruchu pojazdu (ang. Vehicle Motion Management, VMM) oraz usługi z nim związane. Portfolio Bosch obejmuje zarówno sprzęt, jak i wbudowane oprogramowanie oraz autonomiczne rozwiązania programowe. Dzięki temu Vehicle Motion otwiera producentom samochodów drogę nie tylko do innowacyjnych funkcji wielodomenowych i uproszczonej architektury pojazdów, ale także zupełnie nowych projektów ich wnętrz. Podczas wydarzenia Bosch Tech Day 2024 Vehicle Motion zaprezentował swoje najnowsze rozwiązania przedstawicielom mediów z całego świata.

Vehicle Motion Management

Vehicle Motion Management (VMM) to kompletny, system kontroli ruchu pojazdu we wszystkich sześciu stopniach swobody (6DoF) wykorzystujący wiele systemów, który odpowiada za koordynację pracy hamulców, kierownicy, układu napędowego oraz zawieszenia. Oprogramowanie jest kompatybilne z różnymi rodzajami sprzętu i optymalizuje dynamikę, prowadzenie i efektywność jazdy. Ponadto Vehicle Motion Management pomaga uprościć złożoną konstrukcję nowoczesnych pojazdów. Oprogramowanie integruje systemy w komputerach pokładowych i steruje elementami wykonawczymi w różnych częściach samochodu. VMM wykorzystuje również usługi oparte na danych, dzięki którym zwiększają się bezpieczeństwo i komfort jazdy.

eBrake to zero

Funkcja eBrake to zero łagodzi nieprzyjemne wstrząsy towarzyszące zatrzymaniu pojazdu. Dzięki niej poruszanie się w korku staje się znacznie bardziej komfortowe, a samo hamowanie – cichsze. Jednocześnie to rozwiązanie pomaga zapobiec chorobie lokomocyjnej. Dzięki optymalizacji pracy silnika i układu hamulcowego samochodu elektrycznego eBrake to zero pozwala płynnie zatrzymać go bez udziału hamulca hydraulicznego. Jeśli jednak konieczne okaże się jego użycie, przejście od hamowania silnikiem do hamowania hydraulicznego pozostanie niewyczuwalne.

Usługi oparte na danych

W ofercie usług Vehicle Motion Management opartych na danych w chmurze znajduje się tzw. „percepcja drogi”. To funkcja, która na bazie odczytów z czujników pojazdu informuje kierowcę o stanie nawierzchni i współczynnikach tarcia. Dane te są łączone w chmurze z informacjami zarówno z innych pojazdów, jak i z serwisów pogodowych – dzięki temu samochód może poinformować kierowcę o zagrożeniach, takich jak utrata przyczepności podczas jazdy po nawierzchni pokrytej wodą, oblodzenie, dziury czy progi zwalniające. Ponadto usługi te pozwalają automatycznie dostosowywać charakterystykę pojazdu na zakrętach oraz kontrolują działanie systemów bezpieczeństwa i wspomagania kierowcy. Dzięki temu ryzyko groźnych wypadków drogowych zostaje zmniejszone, a jazda staje się bardziej komfortowa.

Act-by-wire

Technologie act-by-wire zastępują mechaniczne połączenie między kierownicą i pedałem hamulca a komponentami wykonawczymi układu kierowniczego i hamulcowego elektrycznymi przewodami Dzięki temu mogą powstawać rozwiązania, które nie tylko wspomagają kierowcę w niebezpiecznych sytuacjach na drodze, ale także mogą całkowicie im zapobiec. Ponadto zwiększają one komfort jazdy i charakterystykę pojazdu. Systemy act-by-wire otwierają nowe możliwości aranżacji wnętrza: pozwalają na ujednolicenie budowy siłowników hamulcowych i kierowniczych, ich zoptymalizowaną pod kątem kolizji instalację, a także zajmują mniej miejsca. Poprawiają również komfort pod kątem hałasu i wibracji. Klasyczny pedał hamulca można zastąpić nowymi systemami, w których zmniejszono lub całkowicie wyeliminowano skok pedału. Dzięki połączeniu technologii brake-by-wire i steer-by-wire nie ma potrzeby stosowania różnych układów dla pojazdów z kierownicą po lewej i prawej stronie, co upraszcza projektowanie i produkcję, a także eliminuje konieczność tworzenia różnych wersji samochodów. Ze względów bezpieczeństwa w konstrukcji siłowników układu hamulcowego i kierowniczego, zasilania oraz komunikacji systemów act-by-wire uwzględniono redundancję, czyli dodatkowe elementy lub mechanizmy zapasowe, które mogą przejąć funkcje podstawowe w przypadku awarii głównych komponentów. Do optymalnego sterowania komponentami by-wire można wykorzystać oprogramowanie Vehicle Motion Management firmy Bosch.

Brake-by-wire

Nowy, wytrzymały i wydajny układ hamulcowy Bosch składa się z siłownika pompy brake-by-wire i systemu ESP®, co eliminuje mechaniczne połączenie między pedałem hamulca a układem hamulcowym. Polecenie zatrzymania pojazdu przesyłane jest z elektronicznego pedału hamulca do siłownika pompy brake-by-wire i ESP® przez redundantne przewody. Współdziałanie tych dwóch komponentów zapewnia bardziej dynamiczne działanie systemu brake-by-wire w dowolnych warunkach. W przypadku błędu zarówno siłownik pompy hamulcowej brake-by-wire, jak i system ESP mogą wytworzyć ciśnienie potrzebne do zahamowania wszystkimi czterema hamulcami.

Siłownik brake-by-wire

Dzięki wykorzystaniu technologii o wielokrotnie udowodnionej skuteczności nowy siłownik hamulca przenosi intencję hamującego kierowcy na działanie, wytwarzając ciśnienie poprzez naciskanie tłoka pompy hamulcowej. Jest lekki i można go zamontować w dowolnym miejscu bez konieczności mocowania do ściany grodziowej. Ułatwia to projektowanie pojazdu z myślą o jak największym bezpieczeństwie w przypadku kolizji. Pedał hamulca i zespól siłownika brake-by-wire są połączone elektrycznymi przewodami. Przy niewielkim zużyciu energii siłownik reguluje ciśnienie w układzie hydraulicznym wszystkich czterech hamulców. Dzięki bardzo szybkiemu wzrostowi ciśnienia, płynnej pracy i precyzyjnej kontroli szczególnie dobrze sprawdza się w funkcji wspomagania kierowcy i hamowania awaryjnego, a ponadto zapewnia niewyczuwalne przejście od hamowania silnikiem do hamowania hydraulicznego. Jako drugi siłownik hamulca system ESP® w razie konieczności odpowiada za kontrolę poszczególnych kół w celu stabilizacji pojazdu.

Pedał brake-by-wire

Wprowadzenie technologii brake-by-wire i eliminacja mechanicznego połączenia pedału hamulca z układem hamulcowym otwiera nowe możliwości projektowania interfejsu człowiek – maszyna i wnętrza samochodu. Klasyczny pedał hamulca zostaje zastąpiony redundantnym pedałem brake-by-wire, którego czujniki wykrywają intencję hamowania i przekazują je do układu hamulcowego w formie sygnału elektrycznego. Innowacyjna budowa wnętrza to jednak niejedyna korzyść wynikająca z jego prostego i elastycznego montażu. Pedał brake-by-wire Bosch pomaga przede wszystkim zwiększyć bezpieczeństwo, komfort i możliwość personalizacji jazdy.

Steer-by-wire

W układzie steer-by-wire nie ma mechanicznego połączenia między kolumną a przekładnią kierowniczą. Nowy system łączy potencjometr kierownicy z siłownikiem przekładni kierowniczej. Dzięki precyzyjnym czujnikom potencjometr kierownicy wykrywa ruchy kierowcy, przekazuje informacje cyfrowo do siłownika przekładni kierowniczej, który następnie steruje kołami. Ponadto siłownik w kolumnie kierowniczej tworzy autentyczne odczucia z jazdy i przekazuje kierowcy informacje m.in. o stanie nawierzchni. Z kolei sygnały odbierane z kolein lub dziur w drodze można częściowo lub całkowicie wyłączyć, stłumić, a nawet wzmocnić. Oprócz tego siłownik kierownicy umożliwia ustawienie jej zgodnie z preferencjami danego kierowcy lub – w przypadku wysoko zautomatyzowanych pojazdów – całkowite jej schowanie na pewien czas.