Functional safety for heavy-duty transmissions
Ağır hizmet araçlarında otomatik şanzımanları için fonksiyonel emniyet çalışmaları
- Tez No: 766741
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLKER ÜSTOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Günümüzde araçlarda kullanılan elektrik elektronik donanımların ve yazılımların sayısı giderek artmaktadır. Kullanılan bu donanım ve yazılımlar için pasif emniyet önlemleri haricinde artık aktif olarak da önlemler alınmaktadır. Araçların toplum için ihtiyaç haline geldiği ilk yıllarında emniyet kemeri pasif olarak kullanılan bir emniyet önlemiyken artık sürücünün ve yolcuların emniyeti için yazılımsal ve donanımsal birçok önlem alınmaktadır. Ulaşımda otonomlaşma sayesinde sürücünün ulaşımdaki yeri azalırken güvenliği ve emniyeti giderek daha da önem kazanmaktadır. Fonksiyonel emniyet, sistemin girdilerine göre doğru çalışması için bir sisteme veya donanıma bağlı olan genel bir güvenlik yapısının parçasıdır. Başka bir deyişle fonksiyonel güvenlik, potansiyel olarak tehlikeli bir durumu saptama, tehlikeli olayların ortaya çıkmasını önlemek için koruyucu veya düzeltici bir cihaz veya mekanizmayı etkinleştirme veya tehlikeli olayın olası sonuçlarında azaltma sağlayabilme yeteneğidir. Seyir halindeki bir otomotivde acil bir durum söz konusu olduğunda sürücü sadece fren pedalı ile müdahale edebilmektedir. Ancak fonksiyonel emniyet sayesinde oluştulan yazılımlarda beklenmeyen bir durumda araca sürücüden daha hızlı müdahale edilerek kazalar engellenebilmektedir. Elektrikli, elektronik ve programlanabilir elektronik her şey belirli kurallar ve adımlar çerçevesinde IEC 61508 standardı kapsamında fonksiyonel emniyet analizleri ve emniyet seviyelerinin belirlenmektedir. Fonksiyonel emniyet otomotiv sektörü için özelleşerek ISO 26262 standart grubu içinde yer almaktadır. ISO 26262 standardında bir otomotiv için yazılım ve donanımlar belirli yol koşulları ve kaza durumlarında nasıl geliştirilmesi gerektiği anlatılmaktadır. Bu tezde fonksiyonel emniyet konusu ağır vasıtalarda kullanılan otomatik şanzıman sisteminde incelenecek. Günümüzde küreselleşme ve tüketici ihtiyaçlarının artışından dolayı lojistik ve nakliye sektörleri daha büyük önem kazanmaktadır. Bu sektörlerde ulaşım büyük önem arz etmektedir ve ağır vasıta araçların bu sektörde büyük bir payı vardır. Hem insanların emniyeti hem de ürünlerin zarar görmeden ulaştırılabilmesi için tır, kamyon vb. araçların güvenli ve emniyetli olması önem taşımaktadır. Otomotiv sektörü çalışma konuları arasında ağır hizmet tipi araçların şanzıman yazılım ve tasarımları önemli bir değere sahiptir. Analizi yapılacak olan ağır vasıta şanzıman otomatikleştirilmiş manual şanzıman olup 16 ileri 4 geri kademeli bir şanzımandır. Vites geçişleri sadece senkromecler ile değil ayrıca 3 kademeye sahip eyleyiciler kullanılarak daha az dışlı ile daha fazla kombinasyonlar oluşturulup tahmin edilenden daha hafif bir şanzıman tasarlanmıştır. Ancak yazılım ve donanımsal olarak daha fazla donanım ve yazılıma sahip olan ağır hizmet araçlarında fonksiyonel emniyet daha önemli bir hal almaktadır. Çünkü ağır hizmet araçlarında şanzıman sadece düzenli ve istenilen tork aktarımını sağlamak dışında hizmet tipine göre de farklı görevleri yerine getirmektedir. Bu yüzden emniyet analizleri ve oluşturulan senaryolar daha detaylı incelenmektedir. Bu çalışmada ilk olarak ağır hizmet tipi aracın emniyet analizi ISO 26262 standart gurubuna göre yapılmıştır. Emniyet analizinin yapılacağı sistem olarak daha detaylı inceleme yapabilmek için sistem sınırları otomatik şanzıman ve eyleyiciler olarak belirlenmiştir. Daha sonra araç ve şanzıman özelinde oluşacak sorunlar düşünülüp ne gibi tehlikelerin meydana gelebileceği belirlenmiştir. Bu tehlikeler de göz önüne alınarak tehlike ve risk analizi belirli senaryolar için yapılmıştır. Tehlike ve risk analizi sonucunda meydana gelecek tehlikelere ne gibi emniyet önlemleri alınması ve ne kadar süre içinde gerçekleşmesi gerektiği fonksiyonel emniyet konseptinde belirtilmiştir. Yapılan analiz detaylı incelenerek emniyet gereksinimleri şanzıman yazılımı için oluşturulmuştur.
Özet (Çeviri)
The number of electrical and electronic equipment and software used in vehicles is increasing day by day. Apart from passive safety precautions for these hardware and software used, now active precautions are also taken. While the seat belt was a passive safety measure in the first years when vehicles became a necessity for the society, many software and hardware measures are now taken for the safety of the driver and passengers. Thanks to the autonomous transportation, the driver's place in transportation is decreasing, while his safety and security are gaining more and more importance. A system or piece of hardware must operate appropriately in accordance with the system's inputs in order for functional safety to be a component of the overall safety framework. To put it another way, functional safety refers to the capacity to recognize potentially dangerous circumstances and to trigger a protective or corrective device or mechanism to stop the development of hazardous events or to lessen their potential effects. The only means for the driver to act in an emergency while driving an automobile is to press the brake pedal. However, thanks to the software created thanks to functional safety, accidents can be prevented by intervening to the vehicle faster than the driver in an unexpected situation. Electrical, electronic, and programmable electronic everything is determined within the framework of certain rules and steps, functional safety analyzes and safety levels within the purpose of the IEC 61508 standard. Functional safety is included in the ISO 26262 standard group, being customized for the automotive sector. The ISO 26262 standard series describe how software and hardware for an automotive should be developed in certain road conditions and accident situations. In this thesis, the subject of functional safety will be examined in the automatic transmission system used in heavy vehicles. Today, due to globalization and the increase in consumer needs, logistics and transportation sectors gain more importance. Transportation is of great importance in these sectors and heavy vehicles have a large share in this sector. Trucks, trucks, etc., for both the safety of people and the transportation of products without any damage. It is important that vehicles are safe and secure. Among the working subjects of the automotive industry, the transmission software and designs of heavy-duty vehicles have an important value. The heavy-duty transmission to be analyzed is an automated manual transmission, with 16 forward and 4 reverse gears. Gear shifts are not only with synchromesh, but also by using 3-stage actuators, more combinations are created with less gears, and a lighter transmission is designed than expected. However, functional safety becomes more important in heavy-duty vehicles that have more hardware and software in terms of software and hardware. Because, in heavy-duty vehicles, the gearbox not only provides regular and desired torque transmission, but also fulfills different duties depending on the service type. Therefore, safety analyzes and created scenarios are investigated in more detail. In this research, firstly, the safety analysis of the heavy-duty vehicle was carried out according to the ISO 26262 standard group. In order to make a more detailed examination as the system where the safety analysis will be made, the system limits have been determined as automatic transmission and actuators. Then, the problems that may arise in the vehicle and transmission are considered and it is determined what kind of dangers may occur. Considering these hazards, hazard and risk analysis has been made for specific scenarios. What kind of safety goals should be taken against the hazards that may arise because of the hazard and risk analysis and how long it should take are defined in the functional safety concept. The analysis made was examined in detail and the safety requirements were established for the transmission software. The safety targets and requirements that emerged as a result of the safety analyzes were tested in the simulation environment. By means of model-based software, a dynamic model of the heavy-duty vehicle is created, and simple transmission algorithms are demonstrated. By creating virtual hazards and scenarios in Matlab & Simulink environment, vehicle models with and without functional safety software are compared.
Benzer Tezler
- Building sensor-based real-time predictive maintenance system by utilizing artificial intelligent techniques
Yapay akıllı teknikleri kullanarak sensör tabanlı gerçek zaman tahminli bakım sistemi kurulması
RAGHAD MOHAMMED KHORSHEED
Doktora
İngilizce
2021
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK BEYCA
- Ağır ticari taşıt dizel motoru SCR sisteminin sıcaklık modellemesi
SCR system temperature modelling of a heavy duty vehicle diesel engine
OZAN AKBAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ERTUĞRUL ARSLAN
- Ağır ticari çekici araçların viraj denge çubuğunun tasarım iyilemesi ve yapısal testleri
Design improvement and structural tests of the anti-roll bar for heavy duty vehicles
HÜSEYİN AKSUNGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULKADİR CENGİZ
- Matematik modelleme yardımıyla taşıt tasarımının analizi ve optimizasyonu
Analysis and optimization of vehicle design by using a mathematical model
ALİ GÖKŞENLİ
Doktora
Türkçe
2008
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ G. GÖKTAN
- Organizasyonlarda yöneten ve yönetilenlerin iş tatmini ve motivasyonu
The Job satisfaction and motivation of managers and their employees in organization
ÖZLEM ATAN