Система адаптивного рулевого управления

Пока большинство автопроизводителей только присматриваются к рулевому управлению по проводам (steer-by-wire) компания Nissan разработала и внедрила на серийных автомобилях систему, в которой отсутствует жесткая механическая связь между рулем и колесами. Система адаптивного рулевого управления (Direct Adaptive Steering, DAS) устанавливается на некоторые комплектации автомобиля Infiniti Q50 с 2013 года. Как следует из названия, электроника позволяет адаптировать работу рулевого управления к конкретным условиям движения и индивидуальным запросам водителя.

Электронная система адаптивного рулевого управления включает входные датчики, электронные блоки управления и исполнительные устройства.

В системе DAS используется два вида датчиков: угла поворота рулевого колеса и усилия на колесе. Датчик угла поворота рулевого колеса фиксирует фактический угол поворота. Информация от датчика используется для вычисления угла поворота передних колес.

Датчик усилия на колесе устанавливается в рулевом механизме передних колес (конкретную информацию о количестве и расположении датчиков производитель не дает, предлагаемая информация является предположением автора). Он служит для формирования обратной связи с рулевым колесом в зависимости от условий движения.

Сигналы от датчиков поступают в электронные блоки управления. Безопасную работу системы адаптивного рулевого управления обеспечивают три блока управления (первая ступень защиты). вк.ком/карс.бест Они постоянно контролируют работу друг друга с готовностью в любой момент взять на себя функции соседа. В своей работе блоки управления взаимодействуют с другими системами автомобиля.

В соответствии с заложенной программой блоки формируют управляющие воздействия на исполнительные устройства: сервопривод рулевого механизма, сервопровод рулевого колеса, электромагнитное сцепление. Сервопривод рулевого механизма обеспечивает поворот колес на определенный угол. В системе используется отдельный сервопривод на каждое из передних колес. Сервопривод рулевого колеса создает электронную симуляцию естественного сопротивления на рулевом колесе, т.н. обратную связь с дорогой.

Электромагнитное сцепление является важным элементом безопасности (вторая ступень защиты). При подаче электрической энергии сцепление размыкается, рулевое управление осуществляется по проводам. При прекращении подачи электрической энергии (в том числе в аварийной ситуации) сцепление замыкается, рулевое управление производится по традиционной механической схеме. Электромагнитное сцепление устанавливается в разрезе рулевой колонки.

Подпись к фото:

1: сервопривод рулевого колеса;
2: электромагнитное сцепление;
3: электронные блоки управления;
4: сервоприводы рулевого механизма.

Работа электронной системы адаптивного рулевого управления осуществляется следующим образом. Когда водитель вращает рулевое колесо, датчик угла поворота рулевого колеса считывает изменение угла, а электронный блок управления рассчитывает необходимый угол поворота передних колес. Сервоприводы рулевого механизма перемещают рулевую рейку и обеспечивают поворот колес на расчетный угол. Фактическое усилие поворота на колесе измеряется соответствующим датчиком и передается в блок управления. После обработки информации блок управления посылает сигнал на сервопривод рулевого колеса для имитации обратной связи с дорогой.

Система Direct Adaptive Steering позволяет водителю выбирать характер обратной связи (усилие на рулевом колесе и реакцию системы). Данная статья опубликована в паблике Машины. В настройках предусмотрены три режима работы: тяжелый, стандартный и легкий. Кроме перечисленных режимов, усилия и реакции системы могут быть персонализированы (настроены под конкретного водителя).

Система адаптивного рулевого управления имеет несколько существенных преимуществ, отличающих ее от традиционного механического управления:

быстродействие;
точность управления;
отсутствие вибраций на рулевом колесе;
возможность реализации новых функций.
Прямой цифровой канал от рулевого колеса к рулевой рейке и обратно обеспечивает высокое быстродействие и точность движения по выбранной траектории, что делает управление транспортным средством более комфортным, информативным и безопасным. Кроме того, система позволяет двигаться прямолинейно при сильном поперечном ветре без подруливания. Система DAS защищает водителя и от чрезмерных вибраций руля, которые наблюдаются при движении по неровным дорогам. При этом сохраняется связь с дорогой.

Система адаптивного рулевого управления открывает широкие перспективы для реализации новых функций, особенно в части активной безопасности. В настоящее время на базе системы построена активная система движения по полосе, в которой с помощью видеокамеры и блока управления осуществляется автоматическое удержание автомобиля в центре полосы движения.

Недостаток у электронной системы адаптивного рулевого управления, пожалуй, один, да и то психологического свойства. Пока сложно свыкнуться с мыслью, что ты управляешь автомобилем лишь виртуально, а реально все делает электроника.