خبر فوریامروز

ماژول‌های چهارچرخ e-Corner و بردار گشتاور هوشمند

دیگر کابوسی به نام پارک دوبل وجود ندارد؛ خودروهای برقی مجهز به ماژول‌های چهارچرخ e-Corner امروزه با چرخش ۹۰ درجه‌ای چرخ‌ها و بردار گشتاور هوشمند، به صورت کاملاً عرضی وارد جای پارک می‌شوند.

ماژول‌های چهارچرخ e-Corner و بردار
ماژول‌های چهارچرخ e-Corner و بردار گشتاور هوشمند — عکس: آرشیو ماگ بیت
خلاصه در یک نگاه
  • بررسی موشکافانه مهندسی مکانیک، الکترونیک قدرت و نرم‌افزارهای کنترل حرکتی خودروهای برقی پرچمدار امروزه ادغام کامل موتور الکتریکی، سیستم تعلیق هوایی فعال، ترمز با سیم (Brake-by-Wire) و استیرینگ ۹۰ درجه درون توپی هر چرخ تحت عنوان پلتفرم ماژولار e-Corner. تحلیل قابلیت‌های انقلابی حرکت خرچنگی (Crab Walking) برای خروج ناممکن از پارک‌های تنگ، چرخش دور درجا (Tank Turn) در عرض خودرو، مهار دینامیک بیش‌فرمانی و کم‌فرمانی با فرکانس محاسباتی ۱۰۰۰ هرتزی رایانش منطقه‌ای و پایداری مطلق در جاده‌های لغزنده زمستانی.
  • بررسی جامع ابعاد فنی و کاربردی توسط تحریریه ماگ بیت.
  • پیش‌بینی اثرات کوتاه‌مدت و بلندمدت بر اکوسیستم فناوری.

مرگ پیوندهای مکانیکی یک قرنی؛ چرا اکسل‌های صلب و جعبه‌فرمان به موزه تاریخ پیوستند؟

از ابتدای تولد صنعت خودرو، معماری شاسی و انتقال قدرت بر محور اتصالات مکانیکی سنگین و صلب استوار بوده است: میل‌گاردان‌های طویل، دیفرانسیل‌های مرکزی چدنی، پلوس‌های چرخ، جعبه‌فرمان هیدرولیک و ستون فلزی فرمان که کابین را مستقیماً به چرخ‌های جلو متصل می‌کرد. این مجموعه مکانیکی نه تنها بیش از ۲۰۰ کیلوگرم وزن مرده به خودرو تحمیل می‌نمود، بلکه زاویه چرخش چرخ‌ها را به حداکثر ۳۵ الی ۴۰ درجه محدود می‌کرد و هندلینگ خودرو را تابع محدودیت‌های فیزیکی میل‌موج‌گیرها می‌ساخت.

با گسترش پلتفرم‌های اسکیت‌بردی خودروهای برقی و پیشرفت سامانه‌های هدایت با سیم (Steer-by-Wire)، مهندسان شاسی به این حقیقت پی بردند که نگهداری قطعات مکانیکی متحرک بین چرخ‌ها، مانع اصلی چابکی خودروهای شهری و خودران است. همان‌گونه که در بررسی تخصصی تکامل خودروهای نرم‌افزارمحور و معماری منطقه‌ای امروزه تشریح گردید، حذف ارتباطات مکانیکی و جایگزینی آن‌ها با شبکه‌های اترنت زمان‌حساس (TSN)، دست طراحان را برای بازتعریف بنیادین شاسی باز گذاشته است.

نتیجه این انقلاب امروزه بلوغ تجاری ماژول‌های مستقل «گوشه خودرو» (e-Corner Modules) است؛ ساختاری که در آن هر چرخ یک واحد کاملاً مستقل، خودکفا و هوشمند به شمار می‌رود.

معماری ماژولار e-Corner؛ تلفیق موتور درون‌توپی، ترمز الکترومکانیکی و محرک فرمان ۹۰ درجه

در پلتفرم نسل سوم e-Corner که توسط شرکت‌های پیشرو قطعه‌سازی رونمایی شده، چهار قطعه حیاتی خودرو در فضایی فوق‌العاده فشرده درون توپی رینگ چرخ ادغام شده‌اند: یک موتور الکتریکی آهنربای دائم پرچگال، یک کالیپر ترمز الکترومکانیکی بدون بوستر روغن هیدرولیک (Brake-by-Wire)، یک دمپر الکترومغناطیسی با بازی متغیر بلادرنگ و یک اکچویتور روتاری چرخش زاویه‌ای با دامنه دوران کامل ۳۶۰ درجه.

با حذف اکسل میانی، هر یک از چهار چرخ خودرو می‌تواند مستقل از سایرین با زاویه صفر تا ۹۰ درجه به چپ یا راست چرخش داشته باشد. این آزادی عمل هندسی بی‌سابقه، رفتارهای حرکتی ناممکنی را پدید آورده است. برای مثال در حالت «حرکت خرچنگی» (Crab Walk)، هر چهار چرخ در زاویه ۴۵ درجه موازی قرار گرفته و خودرو بدون کوچک‌ترین زاویه‌گیری بدنه، به صورت مایل خطوط بزرگراه را تعویض می‌کند.

همان‌گونه که در ارزیابی جامع پیشرفت سامانه‌های تعلیق فعال الکترومغناطیسی امروزه تحلیل شد، ادغام اسکن لیزری مسیر با واکنش میلی‌ثانیه‌ای دمپرهای مستقل درون چرخ، حس سواری بدون کوچک‌ترین لرزش را حتی روی ناهموارترین سطوح سنگفرش به سرنشینان هدیه می‌دهد.

ماژول یکپارچه گوشه خودرو e-Corner و سیستم هدایت الکترومکانیکی زاویه ۹۰ درجه امروزه
معماری ماژول مستقل e-Corner: ادغام موتور درون توپی چرخ، سیستم تعلیق الکترومغناطیسی فعال و فرمان‌پذیری ۹۰ درجه، امکان چرخش مستقل هر چرخ را برای مانورهای ناممکن شهری نظیر پارک عرضی ۹۰ درجه و دور درجا فراهم کرده است.

پارک دوبل کاملاً عرضی و مانور تانک‌ترن ۳۶۰ درجه؛ پایان محدودیت‌های مانور در کلان‌شهرها

شاید هیجان‌انگیزترین دستاورد ملموس سیستم e-Corner برای رانندگان شهری، حذف همیشگی دغدغه پارک دوبل باشد. هنگامی که سنسورهای اولتراسونیک و لیدار خودرو یک فضای خالی با طولی تنها ۱۰ سانتی‌متر بیشتر از طول بدنه را در کنار خیابان تشخیص می‌دهند، راننده با فشردن یک کلید حالت «پارک عرضی» را فعال می‌کند.

در این حالت، چرخ‌ها با زاویه کامل ۹۰ درجه عمود بر بدنه می‌چرخند و خودرو بدون نیاز به مانورهای متوالی جلو و عقب، مستقیماً به صورت افقی وارد جای پارک می‌شود. همچنین در معابر باریک بن‌بست، با چرخاندن دو چرخ سمت راست و دو چرخ سمت چپ در جهات مخالف و اعمال گشتاور معکوس، مانور «چرخش درجا» (Tank Turn) خودرو را حول محور ثقل مرکزی خود ۳۶۰ درجه می‌چرخاند.

همان‌طور که در واکاوی گذار به سامانه‌های خودران انتها‌به‌انتها مبتنی بر ترنسفورمرهای بینایی امروزه اشاره شد، خودروهای بدون راننده تاکسی‌های اینترنتی با بهره‌گیری از ماژول‌های e-Corner می‌توانند در شلوغ‌ترین ساعات ترافیک شهری، مسافران را در کناره‌های متراکم جدول بدون ایجاد گره ترافیکی پیاده و سوار نمایند.

کنترل بردار گشتاور ۱۰۰۰ هرتزی و ایمنی فعال فوق‌العاده در شرایط بحرانی جاده‌ای

مزیت ماژول‌های چهارگانه مستقل صرفاً به مانورهای نمایشی در سرعت‌های پایین محدود نمی‌شود، بلکه پایداری دینامیکی خودرو در پیچ‌های تند با سرعت‌های بالای ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت را دگرگون ساخته است. رایانه کنترل پایداری خودرو با فرکانس محاسباتی ۱ کیلوهرتز (۱۰۰۰ بار در ثانیه)، نیروی چسبندگی هر لاستیک به آسفالت را محاسبه می‌کند.

در صورت ورود خودرو به یک پیچ خیس لغزنده و تمایل به بیش‌فرمانی، سیستم بدون نیاز به فعال‌سازی خشن ترمزهای ABS سنتی که شتاب خودرو را هدر می‌داد، به صورت میکروثانیه‌ای گشتاور چرخ بیرونی را افزایش داده و چرخ درونی را در حالت بازیابی انرژی قرار می‌دهد؛ رفتاری که خودرو را مانند حرکت روی ریل‌های فولادی در مسیر نگه می‌دارد.

با ورود ماژول‌های e-Corner به خط تولید انبوه پرچمداران الکتریکی امروزه مرزهای تاریخی میان مکانیک، فیزیک تعلیق و هوش نرم‌افزاری برداشته شده و مفهوم خودرو به یک ارگانیسم چابک، انعطاف‌پذیر و فوق‌ایمن بدل گردیده است.

این مطلب را با دوستانتان به اشتراک بگذارید
م
نوشته‌ی
محمد علی رخشان

روزنامه‌نگار حوزه‌ی خودرو؛ علاقه‌مند به روایت آدم‌ها و تغییراتی که فناوری در زندگی روزمره ایجاد می‌کند.

همه‌ی مطالب
مطالب پیشنهادی ماگ بیت

بیشتر از خودرو

مشاهده همه