Jaké.auto Informace o autech podle značky a modelu

Řízení bez mechanické vazby. Má i výhody, ale neujalo se

Tomáš Dusil Tomáš Dusil 14. 8. 2018
11
18
Zobrazit náhledy (11)
Infiniti Infiniti Infiniti Infiniti Infiniti Infiniti
Takzvané „řízení po drátě“ (steer-by-wire) se v osobním autě historicky poprvé objevilo před čtyřmi lety ve voze Infiniti Q50. Ač systém přináší některé výhody, negativa převládají.

Spíše než pojem „steer-by-wire“ je lidem známější jeho letecký ekvivalent „fly-by-wire“ (FBW). Jde o techniku, vyvíjenou od poloviny 60. let pro řízení letadel. Základní myšlenkou bylo nahradit pevnou vazbu mezi řídicí pákou a řídícími plochami na křídlech a směrovce letounu. U klasicky řešených systémů je páka (nebo chcete-li knipl) spojen buď přímo s řídicími plochami, případně s jejich hydraulickými aktuátory, vícenásobnými lany. U systému FBW tato lana odpadají a místo nich jsou použity elektrické vodiče. Pohybem řídicí páky (respektive pedálů) u letadel s řízením FBW tak jsou generovány elektrické impulzy. Ty jsou následně zpracovány počítačem, jenž bere v potaz celou řadu dalších vstupních dat.

Na základě toho pak počítač vydá pokyn k vychýlení příslušné aerodynamické plochy. Právě fakt, že mezi pilotem a řídícími plochami je vložena chytrá elektronika, zaručuje, že nedojde k překročení aerodynamických mezních hodnot letounu (přesněji k navození letového stavu mimo takzvanou letovou obálku). Tímto je teoreticky zaručena vyšší bezpečnost letu.

Systém FBW se poprvé objevil u lunárního modulu v programu Apollo, v němž přistávali astronauti na měsíčním povrchu. Posléze se dostal do vojenských letadel a z části se začal zabydlovat také v dopravních letadlech. V nich měl zpočátku svěřené ovládání pouze vybraných ploch křídel. Od roku 1987, kdy se představil letoun Airbus A320, bylo poprvé použito FBW pro kompletní řízení dopravního letadla, byť v tomto případě s částečným mechanickým zálohováním.

Místo tyče dráty

Zatímco v letectví byl systém „řízení po drátě“ vyvíjen od začátku 60. let, v automobilovém průmyslu byl dlouhá léta opomíjen. Nahradit mechanickou vazbu mezi volantem a řídícími koly se jako první pokusil Citroën v roce 1970 na prestižním modelu SM. Šlo o takzvané řízení Diravi, které bylo charakteristické tím, že nabízelo aktivní vracení volantu do přímého směru. Pokud jste tedy volant vychýlili a auto stálo, vrátil se sám do základní polohy. Řízení Diravi následně přebral model CX a jeho derniéra se odehrála na následovníkovi, modelu XM.

U řízení Diravi byla mechanická vazba mezi volantem a řídícími koly nahrazena hydraulickou. Velmi zjednodušeně řečeno otáčením volantu se určoval směr působení tlaku kapaliny v řízení, podobně jako u klasického hydraulického rozvaděče posilovače řízení, které zde ale byly dva. Jeden hlavní a druhý pomocný. Následně byl tlak kapaliny veden potrubím na jednu stranu pístnice řízení, respektive na druhou. Součástí systému byl zásobník tlaku. Smyslem řízení Diravi bylo zamezit přenosu sil od kol a tedy vozovky do volantu a zajistit tak maximálně komfortní jízdu. Bohužel opačnou stranu mince představoval nulový cit v řízení, takže jízda třeba na sněhu či ledu vyžadovala od řidiče značnou dávku předvídavosti a v tomto případě i určité zkušenosti. Systémy ABS/ASR/ESP byly tehdy tak maximálně ve vývoji, v případě ESP ani to ne...

Místo hydrauliky elektronika

Historicky podruhé řízení bez mechanické vazby nabídlo Infiniti v roce 2014 na tehdy zcela novém sedanu Q50 pod názvem DAS (Direct Adaptive Steering). Japonci však byli v zavádění DAS opatrní, takže ve voze Q50 se bylo možné setkat dokonce se třemi verzemi řízení. Kromě inovativního DAS, jež bylo standardem pro hybridní variantu a šestiválec VQ35HR, byl použit také klasický hydraulický posilovač a rovněž elektrohydraulický posilovač řízení. Tady záleželo na pohonné jednotce a samozřejmě cílovém trhu.

Pokud zůstaneme u DAS, tak výrobce uváděl celou řadu předností. S DAS se tak u Infiniti poprvé představil systém aktivního vedení vozidla jízdním pruhem. V tomto případě ale nešlo o autonomní řízení.

Dále Japonci argumentovali stejnými výhodami, jaké jsou zřejmé už z letectví a tedy z FBW. Šlo zejména o nižší hmotnost a náklady na výrobu řízení. Tím hlavním ovšem měla být okamžitá odezva na pohyb volantu. Tedy bez prodlevy, která v mechanicky ovládaném systému s třením a pasivními odpory vždy nějaká je.

Pro podporu svojí nové techniky a jejich předností připravilo Infiniti dokonce grafy. Podle nich mohl řidič se systémem DAS při jízdě do zatáčky začít vychylovat volant o něco později než u konvenčního systému s mechanickým spojením volantu a řízení. Auto tak mělo předpoklady začít zatáčet plynule a hlavně rychleji. Řízení DAS tudíž usnadňovalo řidiči například vyhnutí se překážce, kdyby se z ničeho nic objevila na silnici.

infiniti technika infiniti technika

Inspirace v Airbusu

Řízení DAS se v základních rysech podobá systémům FBW u letadel. Stejně jako u nich je i tady použito vícenásobné zálohování.

Jak to pracovalo? Pohyb volantu zaznamenal snímač jeho úhlu natočení a dále takzvaný aktuátor síly v řízení. To byl vlastně elektromotor, umístěný na sloupku řízení ve vzdálenosti několika desítek centimetrů od volantu směrem do útrob palubní desky. Jeho součástí byl úhlový snímač a snímač teploty. Jakmile řidič otočil volantem, jeho pohyb se od zmíněných úhlových snímačů a aktuátoru síly v řízení převedl na digitální signál, a prostřednictvím super rychlé datové sběrnice „Flex Ray“ (používá ji také například BMW pro řízení pohonu všech kol xDrive) a datové sběrnice CAN byl předán do řídící jednotky síly v řízení (DAST3). Z ní následně signál putoval do hlavní „ovládací jednotky úhlu řízení“ (DAST1) a zároveň do pomocné „ovládací jednotky úhlu řízení“ (DAST2).

Jednotka DAST1 (tedy ta hlavní) přímo ovládala hlavní aktuátor řízení. Skládal se z elektromotoru, snímače úhlu jeho natočení, redukčního převodu a snímače momentu. Tento hlavní aktuátor, který vlastně pohybuje (posouvá) tyčí řízení a tím přímo vychyluje přední kola do rejdu, v zásadě velmi připomíná elektromotor elektromechanického posilovače řízení.

Druhá jednotka DAST2 ovládala pomocný aktuátor řízení. Je úplně stejný jako hlavní s tím rozdílem, že na tyči řízení je umístěn vedle hlavního, poblíž pravého předního kola, zatímco hlavní aktuátor se nachází u levého předního kola v místě, kde je volantová tyč spojena hřebenem s řízením.

Teď se mnozí možná zarazíte. Jaká tyč volantu s řízením? Vždyť ta by tady vůbec neměla být! Místo ní jsou přece elektrické vodiče, zmíněné jednotky a trojice elektrických aktuátorů (elektromotorů).

I přes pokročilé a vícenásobně zálohované řízení DAS zůstává u Infiniti Q50 zachována mechanická vazba mezi volantem a řízením. Jedním z důvodů je legislativa, která neumožňuje obejít mechanickou vazbu mezi volantem a rejdovými koly. V tomto případě je však hřídel volantu rozdělen na dvě části, mezi něž je vložena elektromagneticky ovládaná třecí spojka.

Nouzové stavy, aneb bez řízení nezůstanete

Pokud řízení DAS pracuje bez závady, je elektromagnetická třecí spojka pod napětím a tedy rozpojena. Je tedy skutečně přerušena mechanická vazba mezi volantem a řízením. V okamžiku, kdy systém detekuje závadu, dojde k přerušení elektrického napájení spojky. Za pomoci pružiny se třecí kotouče spojky, z nichž jeden je součástí horní části volantové tyče, druhý spodní, který je mechanicky přes pastorek s hřebenem spojen s řízením, přitlačí k sobě.

Od této chvíle se řízení chová jako klasické s mechanickou vazbou a tedy pevným spojením volantu a samotného řízení. V případě, že selže jeden z aktuátorů řízení (DAST2 nebo DAST3), zajišťuje ten funkční stejnou funkci, jakou má posilovač řízení. Pokud by selhaly oba aktuátory, lze vozidlo stále řídit, byť bez asistence posilovače.

Praxe kontra realita

Výše uvedené výhody řízení DAS, které Infiniti ve svých interních materiálech zmiňuje, jsou jistě podloženy četnými měřeními při vývoji. Problém je, že člověk (řidič) není stroj a tudíž jako takový chce byť třeba jen omezeně vnímat, co vozidlo dělá. Jde o takzvanou zpětnou vazbu od kol, která se přenáší do volantu. U moderních aut sice v omezené míře, ale přesto se tak stále děje.

I technici Infiniti si byli tohoto vědomi a snažili se do celé soustavy řízení zapracovat takzvaný umělý odpor. Právě ten generuje zmíněný aktuátor síly v řízení, a sice prostřednictvím elektromotoru. Vše je samozřejmě umělé na základě snímačů příčného a podélného zrychlení vozidla při průjezdu zatáčkou. Podobně to je vyřešeno i v letadlech s FBW. I tady je zapracován umělý cit, který pilotům naznačuje, jak se letadlo chová.

Pokud zůstaneme u DAS a Infiniti Q50, tak testy tohoto vozu skutečně prokázaly, že řízení například tuhne v zatáčce se zvyšující se rychlostí jejího průjezdu. Tady musíme napsat, že běžnému méně citlivému řidiči by DAS patrně vyhovoval. Vyspělým řidičům však nic převratného nepřináší. Naprostá většina motoristických novinářů po svezení s Q50 s DAS napsala do záporů „necitlivé řízení“. Ano, je to skutečně tak, neboť opravdový cit tady nabídnout nelze. Pouze ten simulovaný.

Že je „steer-by-wire“ zatím patrně slepou vývojovou uličkou, ukazují současná auta. Ani v nejnovějších Mercedes, BMW či Audi nic takového nenajdete. Přesto si nemyslíme, že se tento druh řízení do budoucna neuplatní. V zásadě by mohlo jít o řešení pro autonomní vozidla.

Témata
Autorizovaný prodej Servis osobních aut Autobazary Pneuservisy Náhradní díly

Diskuse: Přidat názor

Testy súčasných Infiniti Q50 a Q60
| 4. 9. 2018
Viacerí ste písali, že je málo Infiniti áut na Slovensku a v Českej republike... Poznám chalana, ktorý išiel kvôli nim do Poľska, kde je oficiálna distribúcia. Viac si o nich môžete prečítať tu
[odkaz]
Vlastní zkušenost
| 23. 8. 2018
Infiniti
Vlastní zkušenost
| 16. 8. 2018
Já bych se ještě vrátil k Diravi od citroenu. I toto řízení mělo nouzové mechanické spojení volantu s koly. Dalo se, i když ztuha, zatočit i při vypnutém motoru, Další vlastností bylo, že plný rejd (na jednu stranu) byla necelá otáčka volantem, žádné ručkování. Dále toto řízení mělo snižování výkonu v závislosti na rychlosti (bylo to čistě mechanicky podobným bovdenem jako k tachometru). Je samozřejmé, že je potřeba si na takové řízení zvyknout. Ale není to nic, co by se nedalo zvládnout. Ten pocit z jízdy je potom úžasný.
A ještě dvě poznámky. Jak je napsáno výše, i dnes je mnoho aut přeposilovaných, a velké citroeny a infinity nejsou určeny k protahování okresek.
Co se týká elektroniky, je to hlavně o nastavení. A spoustu těch dnešních pomocníků pravověrní řidiči zatracovali, dnes bez nich auto nesjede z linky.
Proč to dělat jednoduše, když to jde složitě, že?
| 16. 8. 2018
Nevim, myslim, ze dobre udelane SBW je lepsi, nez elektricky posilovac. A pritom neni ani o moc slozitejsi.

Nechapu vytky k necitlivosti rizeni. I mnoha "konvencni" auta maji mizivou zpetnou vazbu. Naopak u SBW by nemel byt problem implementovat mnohem silnejsi zpetnou vazbu, jen vyvojari v Infiniti nejspis usoudili, ze se to k danemu typu bozidla nehodi
Neujalo se???
| 15. 8. 2018
Ach bože, no tak Infiniti. Už má dušička pokoj? :-)

Bazar

Kupte nebo prodejte auto za nejlepší ceny
Vložit inzerát Zobrazit nabídku