Изобрести колесо заново, или как управлять автомобилем с помощью проводов

Рулевое управление является одним из наиболее важных узлов автомобиля, а так называемая «обратная связь» на руле, играет решающую роль в оценке водителем поведения машины.

В эпоху рулевого управления с электроусилителем, рулевое колесо становится важным элементом в работе ассистентов водителя, таких как предупреждение о выходе из полосы движения, удержание полосе движения и т. д. Многие производители реализуют сигналы этих функций посредством вибрации на руле, а в некоторых случаях, например, когда автомобиль смещается в сторону, позволяют электронике самостоятельно подруливать электроусилителем. Это, в том числе, означает, что любые усовершенствования технологии рулевого управления, могут существенно изменить восприятие автомобиля водителем. Полностью электронные системы – штурвалы самолётного типа, являются продолжением развития таких технологий. Но стоит ли заново изобретать колесо?

Электронное рулевое управление означает, что в отличие от ныне существующих традиционных систем с электрогидравлическим и электрическим усилителем, нет прямой механической связи между рулём и колёсами. Все действия водителя отслеживаются компьютером, который даёт команды электродвигателю, установленному на рулевой рейке, и поворачивающему передние колёса в нужном направлении.

Infiniti Q50 и Q60 были первыми серийными автомобилями, которые предлагали полностью электронное управление. Infiniti тогда заявила, что оно было разработано при участии гонщика Формулы 1 Себастьяна Феттеля, и получило название Direct Adaptive Steer (DAS). В нём использовался «датчик усилия на руле», передающий данные на небольшой электродвигатель, напрямую связанный с колёсами. В системе был и резервный электродвигатель, а также механическое соединение, которое можно было активировать в случае отказа основного и резервного электродвигателей.

В Infiniti утверждали, что их система имеет множество преимуществ и разнообразит ощущения водителя. Кроме того, сторонники систем управления по проводам заявляли, что основное преимущество такого варианта в компактности и снижении веса, поскольку электродвигатели занимают меньше места, чем механические соединения, что может быть крайне важно при компоновке узлов электромобилей. А более точная калибровка передовых систем помощи водителю, станет необходимым шагом на пути к полностью автономному вождению. К несчастью для Infiniti, большинство покупателей не приняли DAS в Q50 и Q60, жалуясь, что управление автомобилем стало непривычным и «неестественным», будто всё происходит в видеоигре. Этот негативный опыт и общественное мнение привели к тому, что Infiniti отказалась от DAS в будущих моделях.

При этом, установка компактных штурвалов самолётного типа становится всё более распространённой. Срезанные верхние и нижние части обычного обода руля уменьшили его размер и теоретически улучшили читаемость приборов. Недавно обновлённые Tesla Model S и Model X стали одними из первых автомобилей, выпущенных с такими штурвалами. Илон Маск всячески оправдывал это решение, заявив, что штурвал не только улучшил видимость цифровой приборной панели, но и «выглядит круто». Однако реакция покупателей и экспертов была неоднозначной. Основная проблема Tesla заключается в том, что компания использует фиксированное передаточное число 14:1, а не электронную или переменную (прогрессивную) систему управления, для уменьшения усилия на низких скоростях. Используемая Tesla система возможно получила бы более широкое распространение, но владельцы сетуют на то, что фиксированное передаточное число делает управление автомобилем непрактичным при манёврах, требующих большого количества оборотов руля.

Если сравнить тесловский штурвал с системой steer-by wire, разработанной Toyota/Lexus и получившей название One Motion Grip (сейчас опционально доступной на новых Toyota bZ4X и Lexus RZ), то можно заметить, что концептуально она аналогична уже упомянутой DAS от Nissan/Infiniti. One Motion Grip позволяет Toyota постоянно отслеживать и изменять усилие и скорость вращения руля. На малых скоростях и при разворотах, рулевое управление становится легче на последних 10-20 градусах хода, доворачивая руль и обеспечивая угол в 150 градусов от упора до упора. Другими словами, вы можете практически всё время держать руки на руле не меняя хват. Toyota заявляет и о других преимуществах своей системы, среди которых эргономичность, лёгкость управления и моментальная реакция на движение рулём. В компании считают, что за One Motion Grip будущее и в ближайшее время она получит значительное распространение на новых моделях марки.