Не так давно мы опубликовали статью на Хабре про рули, где затронули тему steer-by-wire. Народ в комментариях высказал сомнения в надёжности такого решения. А ведь на самом деле, что делать, если у какого-нибудь ECU внезапно пропадёт питание, перетрётся проводок или подвиснет софт? Как производители борются с такими рисками? И зачем нам отказываться от надёжной механической связи? Попробуем же в этом разобраться!
Начнём с короткого обзора серийных моделей, в которые устанавливают “руль по проводам”. Первым и, пока что, единственным автопроизводителем с подобной технологией на рынке является компания Nissan с технологией Direct Adaptive Steering (DAS), которая применяется в некоторых моделях Infinity: Infinity Q50, Infinity Q60. Первые авто с DAS вышли в далёком 2013 году. В маркетинговых материалах компания указывает на ключевые преимущества: скорость реакции, конфигурируемость и возможность полностью убрать вибрации на рулевом колесе.
Tesla анонсировала появление steer-by-wire уже в 2023 году. Помимо прочих преимуществ, это позволит сделать руль-штурвал удобнее за счёт увеличения угла поворота при низких скоростях. Тогда угол поворота руля можно будет ограничить 150 градусами.
Компания Toyota анонсировала технологию One-motion grip, которую планируют устанавливать как на модели Lexus, так и на модели Toyota. Начать продажи обещают уже в 2024 году. Что примечательно, такой системой будет комплектоваться руль-штурвал.
Информацию про steer-by-wire решения можно найти и у крупнейших производителей автомобильных компонентов: Bosch, ZF, Conti. К преимуществам такого подхода относят:
Большую свободу в проектировании интерьеров;
Снижение сложности разработки, сборки и обслуживания автомобиля;
Уменьшение веса автомобиля;
Повышение надёжности за счёт упрощения либо исключения некоторых механических узлов;
Конфигурируемость: можно изменять передаточное число поворота рулевого колеса и настраивать “обратную связь”;
Повышение безопасности за счёт внедрения продвинутых систем помощи водителю;
То есть разработка и внедрение идёт полным ходом. Ведущие производители прилагают свои усилия. Схема "руля по проводам" выглядит предельно просто. Собрать прототип на простом МК с Али можно за вечер! Так ещё и преимуществ масса! Но Infinity, которая уже 10 лет использует эту технологию, ставит её только на пару своих седанов. Инновационная Tesla только обещает сделать steer by wire в этом году. Так в чём же проблема?
А проблема в...
Очевидный ответ - проблема в надёжность. Но в автомобиле и так много умной электроники. Уже нередко педали работают по проводам. Системы вроде ESP могут притормаживать и даже, иногда, подгазовывать. Подруливание задними колёсами реализовано по проводам. А чего стоит система Run-Off-Road Protection, которая может отключить педаль тормоза? Так почему проблема возникла именно с рулём?
Как устроено рулевое управление?
Для лучшего понимания причин давайте сначала посмотрим на схему традиционного рулевого управления.
Руль через вал и рулевой механизм жёстко связан с колёсами. Водитель полностью контролирует ситуацию и может даже помешать умной электронике вмешаться в управление. Но такая схема вносит и определённые сложности. Необходимость разместить громоздкую конструкцию налагает ограничения на компоновку автомобиля. Большое количество движущихся и трущихся между собой элементов снижает КПД рулевого механизма и повышает износ деталей. Требования безопасности принуждают встраивать поршневые складывающиеся механизмы в рулевую колонку, ещё более усложняя конструкцию. Гидроусилитель руля заметно увеличивает расход топлива. Электроусилитель существенно уменьшает информативность руля. При этом из-за жёсткой связи с колёсами очень сложно убрать вибрации на рулевом колесе.
Но у подобной схемы есть важное преимущество - она проверена временем, достаточно проста и надёжна, а также весьма безопасна. Чтобы лучше разобраться в таком банальном понятии, как безопасность, попробуем обратиться к современным мировым стандартам.
ISO 26262 и Steer-by-wire
ISO 26262 - это объёмный документ, описывающий весь жизненный цикл как отдельных узлов, так и всего автомобиля в целом. Стандарту чуть больше 10 лет, часто он не является обязательным, но в индустрии его уважают и стремятся исполнять, хоть это и делает процесс разработки сильно бюрократизированным и неповоротливым. Кроме того соответствие процессов стандарту ISO 26262 может облегчить ответственность разработчика в случае аварии из-за отказа системы. Но мы не будем сейчас глубоко погружаться в изучение документа, а приведём лишь ключевые для нас концепции.
На ранней стадии проекта ISO 26262 требует произвести анализ опасностей и оценку риска возникновения такой опасности. Для каждой опасности определяется цель безопасности. Проще говоря, есть опасность того, что из датчика угла поворота руля выпадет коннектор. Значит цель безопасности - минимизировать вероятность такого события, быстро обнаружить выпадение коннектора и принять меры. Для ранжирования требований к безопасности ввели уровни ASIL (Automotive Safety Integrity Level). Есть 4 уровня, от A до D, где у D - наивысший требуемый уровень безопасности. Упрощённо, уровень зависит от тяжести последствий в случае возникновения отказа, допустимой частоты возникновения отказов и возможности контролировать систему при возникновении отказа. Отказ рулевого управления с большой долей вероятности может привести к гибели людей. Такая опасность соответствует уровню ASIL-D и допускает не более одного отказа на 100 млн. часов работы. Такие системы, как рулевое управление, тормоза, ABS, подушки безопасности должны соответствовать ASIL-D уровню. А для камеры заднего вида и стоп-сигналов достаточно уровня ASIL-B.
Так, с уровнями безопасности вроде разобрались. Но как понять, что система удовлетворяет требуемому уровню безопасности? Можно произвести 5000 экземпляров своей системы и эксплуатировать её в различных условиях в течении десяти лет, а потом проанализировать все возникшие отказы. Но, очевидно, автопроизводители делают не совсем так.
Современные системы обычно разрабатывают по стандартам безопасности, что и является доказательством безопасности системы. То есть там применяются все этапы жизненного цикла, включающие анализ опасностей и рисков, разработку концепции функциональной безопасности, а также валидацию. Аргументы функциональной безопасности, это не только демонстрация надёжности во время эксплуатации, но также и функциональные решения, обеспечивающие защиту от проанализированных опасностей. Пример подобного анализа можно найти в отчёте “Functional Safety Assessment of a Generic Steer-by-Wire Steering System With Active Steering and Four-Wheel Steering Features” от NHTSA.
Документ от NHTSA действительно интересный. Обратить внимание можно на страницу 13 с анализируемыми элементами, страницу 24 с перечнем опасностей, страницы 39-43 с примером оценки рисков, и отдельно таблицу на странице 44, страницы 53-55 с предложенными схемами Steer-by-wire и страницы 84-85 с примерами тестов.
Другими словами, если у нас есть документ с перечнем опасностей и вероятностей их возникновения, и для каждой опасности просчитано, как мы эту опасность избегаем, а также мы можем подтвердить эту функциональность тестами, мы можем считать нашу систему достаточно надёжной и безопасной.
Следующая важная для нас концепция - безопасная система должна состоять из безопасных компонентов, либо должна контролироваться безопасными компонентами. А значит, в случае с steer-by-wire, уровню ASIL-D должны соответствовать датчик угла поворота руля, датчик крутящего момента, и чип в ECU, софт, канал связи между датчиками, ECU и моторами рулевого механизма, и сами моторы. Выходит, что всё-таки не получится сертифицировать steer-by-wire на первом попавшемся МК с Али. Придётся потрудиться и найти чип с сейфити, позволяющий реализовывать функции с уровнем безопасности ASIL-D.
Ну и последний элемент пазла - это принцип разложения ASIL. В нашем случае его можно упростить до обычного дублирования критической функциональности и установки внешнего супервизора (или нескольких супервизоров). Есть у нас рулевое управление с уровнем ASIL-D, для которого нужно использовать датчик поворота руля уровня ASIL-D, МК уровня ASIL-D, софт уровня ASIL-D, CAN уровня ASIL-D и так далее. Чем выше уровень ASIL, тем сложнее и дороже разработка, тем труднее найти компоненты и подсистемы. Но если, например, мы устанавливаем два датчика поворота руля, которые работают независимо, требования к уровню безопасности этих датчиков снижаются. Важным требованием к “безопасным” устройствам является умение определить, когда устройство перестало работать, или когда оно стало работать некорректно. Если автомобиль заметил, что данные с датчика А поступают с задержкой или не поступают совсем, он может переключиться на данные с датчика Б, а пользователю сообщить о проблемах.
Как может выглядеть руль по проводам
В рулевом управлении мы можем выделить основные и второстепенные функции. Основная функция одна - поворачивать колёса. И поворачивать в нужную сторону и на нужный угол. Именно эта функция должна выполняться максимально надёжно. А значит механизмы для её выполнения мы и будем доводить до уровня ASIL D. Но как?
На Схеме 2 изображена реализация “в лоб”. В выполнении основной функции участвуют Датчик угла поворота руля (опустим датчик момента), CAN 1, ECU, канал управления между ECU и Мотором рулевого механизма, Мотор рулевого механизма. При выходе из строя любого из перечисленных модулей рулевое управление перестанет функционировать, а значит такое решение совершенно небезопасно. На Схеме 3 попробуем продублировать основные узлы!
Задумка следующая: если хотя бы один элемент из цепочки А выходит из строя - управление перехватывает цепочка В. Но как цепочка B узнает о том, что в цепочке А есть неполадки? И как определять наличие неполадок. Можно предположить, что ECU должен следить за корректностью работы всей цепочки, но в таком случае слабым местом является сам ECU. И, скажем, мы легко можем определить ситуацию, когда датчик угла поворота руля перестаёт поставлять данные. Но определить ситуацию, когда датчик передаёт некорректные данные, мы не сможем. Нужно добавить избыточности!
На Схеме 4 мы переплели две параллельные цепочки между собой. Таким образом они могут проверять друг друга и сравнивать принятые решения. Если ECU получили с датчиков угла поворота руля разные значения, или показания ECU A и ECU B различаются, или состояния моторов различаются - любое несоответствие может означать выход из строя какого-либо узла в рулевом управлении. И мы это можем надёжно обнаружить и… И вот что мы можем сделать в таком случае - не очень ясно. В данной схеме мы не всегда можем определить, какое именно устройство сломалось. Что, если датчики угла поворота руля стабильно поставляют данные, но вот данные эти отличаются? Какой из них врёт? Для исправления данной ситуации можно установить третий датчик угла поворота руля и принимать решение по принципу “большинства”. Такой же приём можно проделать и с остальными модулями в цепочке. Либо автомобиль может быть оснащён системой АДАС третьего уровня с независимой системой рулевого управления, и уже эта система берёт на себя управление и паркует автомобиль в безопасном месте.
Для решения подобной проблемы компании Nissan пришлось использовать традиционное механическое рулевое управление в качестве дублирующего, чтобы сертифицировать систему.
Насколько я понял, в Европе даже такую реализацию сертифицировать не удавалось, и Infinity Q50 оснащена только традиционным рулевым механизмом.
Так в чём же проблема
Сел за эту статью я для того, чтобы понять, почему технология Steer-by-wire со всеми её преимуществами до сих пор не стала массовой. Ведь проблема явно не в технологиях и не в надёжности электронных компонентов. И сложного софта для этого не требуется. В конце концов, на дорогах Европы и Америки вот-вот появится ADAS третьего уровня от компании Мерседес, который позволяет водителю не следить за движением автомобиля. Считать угол поворота рулевого колеса проще на несколько порядков! Ответа на свой вопрос я не находил…
Но на помощь пришла кофемашина! И кулер. Да, я просто решил расспросить более опытных коллег по цеху. И вот какие основные причины получилось выделить:
Это не нужно покупателям. Одно дело - возможность запустить Ведьмака на бортовом компьютере. Это впечатляет. А руль по проводам не имеет значительного Вау эффекта в глазах потребителя. Так ещё и вызывает недоверие…
Недоверие к технологии. Достаточно вспомнить проблемы с электроусилителем у Калины, чтобы понять опасения потенциальных клиентов. К тому же “устранение вибраций”, которое преподносится как преимущество, смело можно воспринимать как ухудшение обратной связи. А для многих это существенный недостаток. И имитация обратной связи полностью ситуацию не исправит.
Страшно быть первым. На мой вопрос: "Вот допустит ли НАМИ подобный автомобиль на российские дороги?" - мне ответили, что очень вряд ли. Ведь прецедентов таких в РФ не было. Да и немецкий TÜV такое не допускает, а наши регуляторы следят за решениями немцев. Все хотят сначала пронаблюдать новую технологию где-нибудь "у них", а к нам уже пусть после того, как будут пролечены детские болезни. За что мы безусловно благодарны НАМИ.
Страшно быть первыми 2. Автопроизводители тоже не спешат внедрять технологию, даже несмотря на существенные бонусы именно для них. Да, конвейер для автомобиля с Steer-by-wire проще и дешевле. Но и установка традиционной системы на конвейрах уже отработана. Значит сэкономить получится только при строительстве новой производственной линии. Но загрузить такую упрощённую линию автомобилем с подобной инновацией вряд ли удастся. И конвейер будет простаивать. А вдруг модель провалится? Производителю грозят убытки не только из-за провалившейся модели, но и из-за существенной модернизации конвейера! Страшно.
Это дорого. Подобная технология не очень распространена, а значит компоненты будут дороже. И разработка/внедрение будет сложным и болезненным. Для того, что бы убедить всех в безопасности решения придется прибегнуть к чрезмерной избыточности. А это дорого. Очень дорого.
Так или иначе, многие автопроизводители ведут подобные разработки, хоть и не заявляют об этом (такие есть даже в России). И постепенно описанные выше проблемы будут решаться, регуляторы начнут допускать steer-by-wire на дороги общего пользования, а люди будут меньше опасаться новой технологии. Главное, чтобы в погоне за прибылью производители не забывали, что на кону стоят человеческие жизни!
Комментарии (120)
mikelavr
18.04.2023 15:31+2BMW делала тормоза только "по проводам" - потребителям "не зашло". Боятся. При этом сама тормозная система по проводам уже есть в каждой машине - ABS/ESP. Но как дополнительная, а не основная.
А вот электронная педаль газа прижилась. Там два независимых датчика, при отказе одного датчика машина зажигает CE, и продолжает работать по второму датчику.
Squoworode
18.04.2023 15:31+1Я слышал, основной причиной, почему прижился е-газ, были экологические нормы. Вроде бы, не получалось достигнуть необходимого уровня выбросов, оставляя водителю прямое управление подачей топлива.
mikelavr
18.04.2023 15:31+5Электронная педаль газа дает очень большой простор разработчику в алгоритмах совместного управления двигателем и АКПП/вариатором. Не только экология, но и банально хорошо ускориться.
По статистике отказ электронной педали газа до полной неработоспособности автомобиля - ситуация весьма редкая.В то же время отказ педали газа редко приводит к аварии. У меня еще на карбюраторной ВАЗ 21093 слетала возвратная пружина педали газа. Очень интересное ощущение, когда педаль газа обратно не возвращается, и двигатель неуправляемо ревет на высоких оборотах. Но руль и тормоза работают - выжал сцепление, выключил передачу, остановился на обочине, заглушил, полез разбираться.
gleb_l
18.04.2023 15:31+2Экология - только малая причина этого. Основная в том, что управление моментом двигателя отдается на откуп ECU, а не водителю - то есть как в других системах регулирования под контролем ECU появляются понятия "желаемый" и "фактический" момент.
Например, ECU может просто ограничить момент на низких передачах, сколько газу не давай, если он превышает верхнюю теоретическую границу пробуксовки ведущих колес при максимальной загрузке и максимальном коэффициенте трения покрытия - ибо все, что больше - гарантированно уходит в букс и удары в трансмиссии.
Другое применение - TCS (traction control system), которая при пробуксовке одного из ведущих колес динамически подтормаживает его, ограничивая при этом момент так, чтобы ни одно из них не останавливалось, но и не проскальзывало слишком быстро - это позволяет двигаться по снегу и льду не зарываясь и не проскальзывая более "скользкой" стороной.
Про согласованную работу ДВС и АТ уже написали ниже - уменьшение момента при переключениях классического автомата, или согласование момента и степени натяжения ремня в вариаторе сильно увеличивают ресурс обоих агрегатов и увеличивают комфорт движения. "Робот" же от этого может выиграть многократно - из-за того, что ECU "знает" какая будет включена передача в ближайшее время (поскольку подготавливает переключение он сам, а не водитель), можно реализовать алгоритм переключения с "перегазовкой", при котором и износ сцепления, и время переключения минимальны.
Без электронного газа плавно и в требуемой степени ограничить момент ДВС в режимах, отличных от холостого хода, в пригодном для практики диапазоне невозможно - для этого нужно управлять цикловым наполнением цилиндров топливно-воздушной смесью - а это в свою очередь, можно сделать только либо меняя разрежение на впуске, либо управляя временем-сечением впускных клапанов (последнее сделать by-wire гораздо сложнее [но гораздо перспективнее], чем электронный дроссель). Но в связи с закатом эры ДВС эксперименты с электрическим управлением клапанами, похоже, уже не встанут на широкий конвейер никогда ;)
mikelavr
18.04.2023 15:31Toyota Valvematic в массовом производстве уже лет 15, не меньше.
"Valvematic varies the intake valve lift between 1 and 11 mm (0.039 and 0.433 in) according to load and RPM."gleb_l
18.04.2023 15:31+2Это все вариации привода ГРМ с управляемой геометрией. Эксперименты же велись с прямым управлением клапанами посредством электромагнитов, непосредственно управляющих стержнями. ни распредвала, ни каких-либо других косвенных приводов в такой системе не было.
mikelavr
18.04.2023 15:31Возникает та же проблема с надежностью системы управления, но умноженная на 16. Надо делать проточки в поршне, чтобы при отказе управления клапаном не происходило механического разрушения. Или понижать степень компрессии, что ухудшает характеристики двигателя.
gleb_l
18.04.2023 15:31Не нужно ничего этого делать. Вероятность отказа электронного управления клапанами меньше среднего ресурса двигателя - и скорее всего, сильно меньше вероятности обрыва ремня ГРМ задолго до пробега плановой замены. Кроме того, нормальное положение клапанов - закрытое. Это значит, что полный отказ системы гарантированно не приведет к механической поломке - только сбой фазированного управления. А подобные сбои хорошо парируются вычислительными же средствами (пока электронный мозг работает, он умеет хорошо контролировать свою окружающую действительность).
Парирование подобных рисков в массовой модели бизнеса производится другими средствами - дешевле сделать полную замену двигателя в сборе у официального сервиса (и даже заплатить в суде за один какой-нибудь уникальный случай травмы (но не гибели!) людей из-за скажем попадание в ДТП при отказе тяги), чем ухудшать характеристики миллионов моторов в расчете на сбывание этой вероятности.
Заметьте, переход от одной модели к другой произошел на Западе где-то в конце 70-х годов (как раз когда перестали делать проточки на поршнях), а в РФ - в начале 80-х.
Kyrgyz
18.04.2023 15:31Такую головку уже сделали Koenigsegg Agera.
Была даже передачка какая-то, где барон Кёнегсиг рассказывал про устройство своего автомобиля. В том числе там было и про клапана. Единственное, они там вроде не чисто электрические, а электрогидравлические.
gleb_l
18.04.2023 15:31Я где-то лет 10 назад видел чисто электромагнитный привод, кажется сделанный инженерами BMW. Там катушки непосредственно сидели на стержнях клапанов, но конструкция для увеличения энергоэффективности использовала механический резонанс системы клапан-сердечник-пружина, и давала двуполярные открывающие и закрывающие импульсы высокой пиковой мощности в мехсистему (принцип наподобие электромагнитного ружья) - не могу найти статью, но там все было далеко не "в лоб", и все равно управление клапанами требовало в среднем 3-5кВт уже электрической мощности.
zatim
18.04.2023 15:31В системах с механическим управлением дроссельной заслонкой подачей топлива все равно управляет ЭСУД. Система считывает положение заслонки и управляет форсунками.
gleb_l
18.04.2023 15:31Это прекрасно, только вот регулировать мощность, налив меньше топлива, чем нужно по текущему расходу воздуха, ЭСУД не может - забеднение сначала приведёт к медленному горению и повышению температуры на выпуске, а затем - к пропускам воспламенения. Момент на валу при начале пропусков хорошо, если уменьшится процентов на 20 - а эти процессы - уже разрушение конструкции. Почитайте теорию ДВС - и станет понятно, что у ЭСУД нет выбора, кроме того, чтобы слепо следовать стехиометрии - то есть идти за педалью и лить ровно по расходу воздуха, или.. менять сам расход - что делается на ХХ добавочным клапаном или.. электронным дросселем на нагрузочных режимах ;)
sfsdart
18.04.2023 15:31EGR как способ уменьшить количество кислорода в цилинде, что автоматически приводит к снижению требуемого количества топлива. Признаю, что обычно EGR используется для другого применения плюс имеет довольно ощутимые негативные нюансы.
У уже упомянутой тойоты была систем lean burn. Опять же это про другое, но там использовались сложная система впуска со спиральным каналом и классическим, который открывался внешним пневмоприводом. По уверениям производителя, применение завихрителя позволяло улучшить смесеобразование и уменьшить требуемое количество. На высоких нагрузках эта система отключалась.
Ну и сразу приходит в голову ограничение мощности через полное выключение подачи топлива в отдельные цилиндры.
gleb_l
18.04.2023 15:31Все это здорово, но это суть воркэраунды, построенные на системах, предназначенных для другого.
Подача части выхлопных газов на впуск служит экологической цели, и сильное разбавление свежей смеси ОГ очень быстро приводит также к пропускам воспламенения.
Технические средства работы на бедных смесях лишь чуть-чуть отодвигают верхнюю границу лямбды для уверенной работы на низконагруочных режимах в угоду экономичности.
Отключение отдельных цилиндров меняет момент ступенчато. Кроме того, на массовых машинах применяются малоцилиндровые двигатели - если у вас не V8, то отключать особенно нечего :)
Ни та, ни другая, ни третья система не способны ограничить момент на уровне требуемом по расчетам ECU, например при выжатой в пол педали газа.
Astroscope
18.04.2023 15:31Трехцилидровый "двигатель года" от Ford отключает одну треть своих цилиндров - при суммарном литре рабочего объема. Не берусь судить о том, какова достигается экономия бензина при этом, но это массовое решение, а не выставочный образец в единственном экземпляре.
Popadanec
18.04.2023 15:31По идее должны открываться клапана постоянно на выпуск(чтобы не было циклов сжатия), иначе отключенный цилиндр будет увеличивать расход, а не уменьшать.
Astroscope
18.04.2023 15:31То есть для исключения насосных потерь. Обычно это осуществляется сдвигом распредвала вдоль его оси вращения при соответствующей конфигурации кулачков. Но можно и как угодно еще, включая манипуляции давлением масла в гидрокомпенсаторах (при их наличии).
gleb_l
18.04.2023 15:31Нельзя. Будут стучать, износится поверхность кулачка и самого гидрокомпенсатора.
ksbes
18.04.2023 15:31По идее должны открываться клапана постоянно на выпуск(чтобы не было циклов сжатия), иначе отключенный цилиндр будет увеличивать расход, а не уменьшать.
На дизеле не нужно — там нет «торможения двигателем». На Отто — да там надо подизвратиться.
DMGarikk
18.04.2023 15:31+1На дизеле не нужно — там нет «торможения двигателем».
чем дизель принципиально отличается от бензинового, что там нет торможения двигателем? там же есть такт сжатия, все точно также должно тормозить
mpa4b
18.04.2023 15:31Дроссельная заслонка. При сбросе 'газа' дроссельная заслонка закрывается и двигатель сосёт воздух через маленькую дырку клапана ХХ, создавая вакуум во впускном коллекторе. Что и даёт *дополнительный* тормозящий эффект.
А за циклом сжатия следует цикл расширения, потому это даёт незначительное сопротивление вращению.
DMGarikk
18.04.2023 15:31ну кстати я не думаю что сильно сложно малой кровью в дизеле это реализовать, всмысле перекрытие воздуха, учитывая что заслонка там кстати есть, хоть она и другие ф-ции выполняет
mpa4b
18.04.2023 15:31В грузовиках для 'торможения двигателем' (моторный тормоз или как его там называют) ставят заслонку. Но на выпуске.
balamutang
18.04.2023 15:31+5Не совсем понимаю проблемы с вибрациями на руле, на нормальной дороге и исправной машине их нет. Они появляются на неисправной машине (кривые диски,проблемы с колодками или суппортом) и их необходимо устранять ремонтируюя тормоза, а не подавляя вибрации. А на плохой дороге вибрации на руле не главная проблема вообще, там резину/диски/подвеску надо беречь.
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31Ну даже слабые и практически незаметные вибрации сказываются при длительном движении. И полностью от них избавиться действительно сложно.
Но на мой взгляд пункт про вибрации больше как реклама идёт. Нужно же объяснить людям, за что они платят!
Popadanec
18.04.2023 15:31+1Сколько раз ездил по 400+ с одной остановкой только чтобы заправится, никогда не было проблем от вибрации руля. Скорее пятая точка перестанет ощущаться, чем рука от мифических вибраций заболит.
И как правильно сказали, отсутствие обратной связи от колёс это минус, а не плюс.
Это индикатор серьёзной неисправности колёс/тормозов/рулевой.
Нелинейная скорость поворота колёс, это тоже минус, т.к. не понимаешь куда они повёрнуты.
Выше так же написали, что ещё и дороже и сложнее(а значит и не надёжнее).
Даже "тупой" электроусилитель иногда глючит. Если погуглить то легко найти видео на: Калину, Гранту, Приору и даже Весту.
gleb_l
18.04.2023 15:31+2BBW + SBW + электронный газ сделают возможной работу системы курсовой устойчивости в более широком диапазоне - при достаточной математике теоретически можно научить машину спортивным приемам удержания на желаемой траектории, или даже сознательным отклонениям от траектории (контраварийным маневрам) вплоть до динамического разворота и движении задом наперед при, скажем, уклонении от встречного грузовика
Сейчас для машин без сервопривода на руле вмешательство ESP ограничено лишь коррекцией момента на колесах относительно задаваемого педалью газа и раздельным подтормаживанием колес для коррекции траектории, определяемой положением руля. Последнее плохо работает на покрытиях с низким коэффициентом трения, а в режимах, когда заданная рулем траектория очевидно нереализуема никакими средствами при данной скорости и коэффициенте трения покрытия (то есть руль повернут пользователем за критический угол) ESP делает только хуже
Поэтому возможность полного автоматического управления автомобилем в критических ситуациях и явных ошибках водителя - огромное фактическое и маркетинговое преимущество, которое можно правильно продать казуалам. В современном мире автомобиль - как холодильник. Используется как функциональный черный ящик без попыток понимания или использования особенностей его устройства и/или поведения в отличных от стандартных режимов.
Строго говоря, SBW для этого необязательна - мощный сервопривод руля может переопределить действия водителя (поломав тому пальцы, если для спасения жизни людей в машине быстрое руление необходимо), но в любом случае скорость перекладки управляемых колес по желанию ECU при SBW может быть сделана гораздо выше без риска травм, а для эффективных контраварийных маневров эта скорость критична. Как вариант - управляемая ECU муфта между рулевым колесом и рулевым валом, которая отключается, если в дело вступает серва. Эдакое ESBW - Emergency Steer-by-wire :)
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31Автоматическое управление в критических ситуациях - да маркетологам в лепешку разбиться придётся, что бы продать такое! Ну с кем бы я не говорил, никто не верит в автопилот. Интересно будет поискать опросы на эту тему.
Zhbert
18.04.2023 15:31+2Некоторые очень даже верили, пусть земля им будет пухом…
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31+2Ну, на самом деле я в автомотив шёл именно с такими мыслями. Внесу, так сказать, свой вклад в создание более безопасного автомобиля! Ведь самая ненадёжная деталь в современных авто - это та, которая между рулём и водительским креслом. Но спустя несколько лет пришло понимание, что дальше ABS/ESP заходить пока не стоит. Если алгоритм работы описывается не системой уравнений, которую можно осознать, то он скорее всего ошибётся. И человек тут всё ещё надёжнее. А повышать безопасность скорее всего будут не средствами автономного вождения, а средствами контроля водителя и диагностики автомобиля. Хотя про АДАС третьего уровня читать всё равно интересно.
koreychenko
18.04.2023 15:31+1А такое уже есть. Система экстренного маневрирования у Субару, например.
https://safety.subaru.ru/
И для этого не нужно SBW, а просто обычный электроусилитель. А внутри там совершенно обычная вечностучащая субаровская сухая рейка.
interprise
18.04.2023 15:31Вопрос очень простой, из-за того, что приходится применять электронику (иначе какой смысл) появляются ощущаемые задержки в управлении. С электронной педалью газа, это работает хорошо, потому, что сам ДВС имеет задержку в реакции на дроссель.
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31+2Тут вы не правы. Не нужно значительных вычислительных ресурсов, что бы обработать данные с дачки угла поворота руля. Во многих источниках указывают на то, что "по проводам" автомобиль будет реагировать на руль даже быстрее.
EfogHD
18.04.2023 15:31+1Быстрее, чем механически связанные узлы? О_о
Это вообще как?
sfsdart
18.04.2023 15:31+1Не рискну утверждать, что электронная система быстрее механической в произвольный момент, но она может иметь прогрессивную характеристику поворота колёс как функцую от поворота рулевого колеса. В этом смысле достижение требуемого угла поворота может быть действительно быстрее, чем в линейной функции механической связи.
К тому же механическая связь обеспечивает жёсткую передачу только в идеальных условиях. В реальных в каждом узле механической связи (или почти в каждом) по мере износа возникает люфт, который даже проверяется на техосмотре (10 градусов для легкового авто и 25 - для грузовика, если ничего не путаю). В общем случае, водитель сначала выберет люфт и только потом начнёт поворачивать колёса.
Popadanec
18.04.2023 15:31Всё будет хорошо, пока прогрессивная характеристика поворота вдруг не заглючит.
Причём в куче вариантов. К примеру куда не крути руль, колёса поворачивают только направо.
Я не знаю в каком веке вы живёте, но 10 градусов у меня не было на двадцатилетней восьмёрке с родной рулевой, которую не ремонтировали как с завода выпустили. Было что то около градуса и то это меня уже напрягало. На последующих машинах, люфта вообще не было весь срок эксплуатации.
Единственный раз когда был существенный люфт(градусов 20-25), это опыт езды на грузовике. Это был древний самосвал старше меня, который чинили по принципу: если едет, значит исправен.sfsdart
18.04.2023 15:31+1ISO 26262 как раз и говорит о том, как проектировать системы с достаточной степень надёжности. По этому стандарту SWP должен проектироваться по ASIL-D, что приводит к вероятности отказа 10^-8 устройство-часов. Если интересно, можем обсудить конкретные Safety Mechanism, которые обеспечивают достаточный уровень надёжности, выше в комментариях люди упоминали про требования к датчикам и рулевой рейке. К ЭБУ требования не меньше - только lockstep/ecc/major voting и другие.
Что касается люфтов в рулевом управлении, то я не утверждал, что у каждого автомобиля они 10%, но они есть и увеличиваются по мере эксплуатации и износа рулевых карданов и рулевой рейки. Просто скажу, что они имеют место быть, и эти машины также ездиют по ДОПам. В качестве примера, можно порулить чем-то вроде УАЗ Буханка, чтобы убедиться.
Что касается вносимой электроникой задержек, то среднее время реакции человека на свет 100-200 мс. Допустим ЭБУ добавит 1мс (с точки зрения MCU это огромное время). Итого задержка, обусловленная ЭБУ в худшем случае составит 1%.
zatim
18.04.2023 15:31+1Руль по проводам уже давно используется в электропогрузчиках. Там, конечно, скорости не те, но если погрузчик в несколько тонн не впишется в поворот в узком проезде, тоже ничего хорошего.
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31+1Да. А ещё в автомобилях для людей с ограниченными возможностями. Но это не совсем 'серийный' вариант.
Astroscope
18.04.2023 15:31+5Статья понравилась, а сабж - не хочу и пробовать, тем более его и нет почти нигде. Почему? Обратная связь. Водитель чувствует автомобиль большим количеством способов и ощущение усилия на руле само по себе и, особенно, его соответствие или отличие от ожидаемого - одно из важнейших. Можно ли ехать без такой обратной связи? Можно, но не комфортно, а в предельных режимах (автоспорт или нестандартная/опасная ситуация в повседневной езде) - проигрышно.
Теперь о безопасности. Я пропускаю очевидное про "заглючит" или "оборвется провод к датчику" - это пытаются лечить дублированием, поэтому именно здесь риск, надо полагать, сильно меньше, чем кажется на первый взгляд. Хотя все равно создается дополнительная точка отказа. А вот что делать, если пропадет питание? На гидроусилителе, равно как и на электроусилителе, если двигатель заглохнет или если что-то произойдет с самим усилителем, руль просто "потяжелеет", но в целом его работа не изменится. Вообще не изменится. Отсутствие же механической связи вызывает вопросы.
Об удобстве. Нет никакого удобства в том, что невозможно повернуть руль на незаведенном автомобиле. Может быть, кому-то из читателей этого камента такое не нужно делать никогда, а у меня выкатить машину из гаражного бокса и затолкать потом обратно - скорее обыденность. Отсутствие вибраций на руле? Спорно. То, что вибрация от колес передается на руль - очевидный факт. Полностью ее устранить едва ли возможно, а вот уменьшить до пренебрежимой - вполне. Достигается ровными отбалансированными колесами и ровной дорогой. Однако, тут есть полуправда или полуобман. Если вместо руля сделать просто поручень, вообще никак не связанный с колесами, то выяснится, что на нем присутствуют все те вибрации, что присутствуют на кузове - проехав пассажиром можно это проверить опытным путем, держась за что угодно.
О цене. Это дороже. Глупо платить дороже за то, что субъективно хуже, да и объективно спорно. Воссоздать более-менее реалистичное чувство механического руля, наверное, можно - ценители, конечно, будут плеваться, но если посмотреть, на чем из массовых автомобилей ездят сейчас и как-то внимания не обращают, то наверное таким покупателям сойдет. Но из-за цены место сабжа - в автомобилях дороже среднего, а там покупатель всяко больше избалован высокой инженерной культурой и предполагает получать удовольствие от езды, а не и так сойдет.
sfsdart
18.04.2023 15:31Про обратную свзяь полностью согласен, но это современная тенденция - продвижение новых продуктов как требующих меньше навыков от пользователя. В случае автомобиля достаточно посмотреть на старые книги по обучению водителей (шофёров?). Человек, который раньше управлял автомобилем, владел навыками переборки карбюратора в полевых условиях, мог по звуку диагностировать поломку и т.д. И это действительно было необходимо! И сколько людей в современном мире купили бы автомобиль на таких условиях? Для расширения целевой аудитории происходит упрощение требований к водителю. Водитель из профессионала становится обычным человеком, выучившим (иногда и не выучившим) ПДД. Некоторые маркетологи смотрят за горизонт и видят автомобиль как услугу.
В мире авиастроения была похожая ситуация с Боингом и Эйрбасом, когда последний внедрил технологию fly-by-wire. В общем-то сейчас большинство лётчиком спокойно летают на самолётах обоих производителей, но лётчики-испытатели предпочитают Боинг, в котором ощущается обратная связь от сопротивления среды на штурвале.
Astroscope
18.04.2023 15:31+1У вас, видится мне, подмена понятий. Профессиональный водитель - тот, кто водит за деньги. Таксист, водитель самосвала или рейсового автобуса - вот это все профессиональные водители. Причем важно понимать, что их "профессиональность" вообще никак не свидетельствует о профессионализме - о личных качествах, теоретических знаниях и практическом опыте. Работающий первый в своей жизни день таксист, получивший водительскую лицензию от силы год назад - самый что ни на есть профессиональный водитель. Дальше. Механик в общем смысле, как специалист по диагностике и устранению неисправностей (автомобиля в нашем частном случае) - это отдельная специальность. В советские времена низкой культуры производства и тотального дефицита всего, если водитель - аматор или профессионал, не владеет зачаточными навыками механика, то он почти наверняка окажется в безвыходной ситуации, когда его автомобиль не едет из-за, возможно, совсем ничтожной неисправности, а устранить ее возможности нет - нет ни запчастей, ни сервиса, ни понимания и навыков для какого-то суррогатного решения. Похожая, по другой причине, была ситуация на заре автомобилизации в мире - ограничений в принципе не было, но потребная инфраструктура сервиса и дистрибьюции запасных частей еще не успела возникнуть и несложная, на часто нужная из-за лошадей (теряющих гвозди из подков) процедура заклейки камер в колесах должна была выполняться водителем лично, ведь шиномонтажных мастерских на каждом шагу попросту еще не было. Неспроста у старых легковых автомобилей было по две запаски.
Popadanec
18.04.2023 15:31Гидроусилитель на заглохшем движущемся авто, воспринимается как блокировка руля.
И так можно запросто попасть в аварию(хотя ЭУР так же может её устроить). А вот отключение ЭУР на ходу, если исправна рулевая и подвеска, водитель даже не почувствует, пока не замедлится или не остановится.
Я ездил на обоих вариантах и раз ГУР даже отключался(внезапно сгорел предохранитель).
После этого машину с ГУР даже не рассматриваю к покупке.DMGarikk
18.04.2023 15:31+1Гидроусилитель на заглохшем движущемся авто, воспринимается как блокировка руля.
+1, к этому кстати надо быть готовым, учитывая что ГУР зачастую приводится от одного из ремней навесного которые имеют свойство рваться и слетать
но между прочим на едущем авто, руль с ГУРом всетаки крутится относительно нормально, но стоя на месте, без него, это крындец
Astroscope
18.04.2023 15:31+1Гидроусилитель на заглохшем движущемся авто, воспринимается как блокировка руля.
Нет. Руль "утяжеляется", на малых скоростях это большая неожиданность, но даже на стоящем автомобиле есть тактильная разница с блокировкой.
А вот скажите, как воспринимается отказ электроусилителя? Неужели иначе?
А вот отключение ЭУР на ходу, если исправна рулевая и подвеска, водитель даже не почувствует, пока не замедлится или не остановится.
Да неужели? В чем же разница, если с гидроусилителем ровно то же самое?
Я ездил на обоих вариантах и раз ГУР даже отключался(внезапно сгорел предохранитель).
Какой предохранитель? Гидроусилитель работает исключительно от давления рабочей жидкости, без электричества. Давление развивается насосом, который обычно висит на том же ремне, что генератор и кондиционер. Единственная причина отказа - потеря давления. Она может случиться из-за разгерметизации и потери рабочей жидкости, механических поломок, ну или из-за разрыва приводного ремня.
После этого машину с ГУР даже не рассматриваю к покупке.
Для меня наоборот, электороусилитель - жирный минус. Разве что пробная поездка покажет, что он достаточно хорошо настроен и дает достаточно комфортную обратную связь. Впрочем, то же касается и гидроусилителя - примеров отвратительно настроенного рулевого слишком много и тип усилителя лишь часть проблемы, иногда существенная, иногда, на общем фоне, вообще уже не очень.
DMGarikk
18.04.2023 15:31+1но даже на стоящем автомобиле есть тактильная разница с блокировкой.
на разных авто по разному, у меня на полностью стоящем авто руль надо двумя руками крутить упираясь в сиденье (и прям страшно что колонка оторвется от нагрузки), на прошлом авто было чуть полегче но всёравно жесть.
Какой предохранитель?
бывает ГУРы с электроклапаном регулировки усилия, вероятно тут чтото такоеже
Для меня наоборот, электороусилитель — жирный минус.
(рассуждая в слух) а у меня разок в ГУРе клапан залип, незабываемые ощущения когда руль крутится только в одну сторону из центрального положения, благо я рядом с домом был, и ехал так чтобы все повороты были строго направо ;)) (вообще так ездить нельзя, но есть очень хочется и вдоль обочины на аварийке то "можно, мыж в России")
и в отличии от бешеного ЭУРа жигулей, его невозможно пересилить никак, а адекватно в полевых условиях снять ремень с насоса — то еще приключение
vvbob
18.04.2023 15:31+1на разных авто по разному, у меня на полностью стоящем авто руль надо двумя руками крутить упираясь в сиденье (и прям страшно что колонка оторвется от нагрузки), на прошлом авто было чуть полегче но всёравно жесть.
Вы, похоже, не ездили на старых автомобилях, на которых усилителя не предусмотрено в принципе. Руль сравнительно легко крутится, просто надо хоть немного дать ход, пускай даже пару км/ч и руль уже можно вращать, на месте само-собой не провернешь.
Это, кстати, и в плане сбережения протектора хорошо.
Popadanec
18.04.2023 15:31На месте без усилителя руль даже одной рукой можно провернуть. С усилием конечно и если исправны опорные подшипники и рулевая рейка.
DMGarikk
18.04.2023 15:31Вы, похоже, не ездили на старых автомобилях
Я ездил на ВАЗ 2101 и 2105, и ЗАЗ Шанс, все они были без усилителя, вполне себе руль на месте крутится, тяжеловато да, но не ужас-ужас
Тут же стоя на месте, если у вас силенок мало, то можно и вообще не провернуть
тут сложно спорить, попробуйте сами, на любом авто с ГУРомесли чуть чуть катится то крутить уже легче (но гораздо сложнее чем без гура вообще), если ехсть быстро (10+кмч) то крутится вполне привычно.
прикол ситуации в том что подъезжая к перекрестку и тормозя, усилия на руле, с нерабочим гуром, нарастает стремительно с падением скорости, и когда надо уже крутить руль в поворот… можно офигеть
Astroscope
18.04.2023 15:31Провернуть руль на стоящем автомобиле очень трудно, это очевидно. Не менее очевидно, что заблокированный руль тактильно "стучит" по запорному устройству, а с неработающим усилителем - мягко выбирает несколько градусов до полноценного усилия.
Popadanec
18.04.2023 15:31+1Многие ездят держа руль одной рукой и в крутом повороте, внезапно вырубившийся ГУР, запросто может привести к аварии, т.к. водитель просто не готов к таким усилиям, а пока он схватится двумя руками и прокрутит с перехватами, уже поздно.
Astroscope
18.04.2023 15:31Так а внезапно вырубившийся или внезапно взбесившийся ЭУР чем лучше?
DMGarikk
18.04.2023 15:31+11) Вырубившийся ЭУР не создает доп.сопротивления вращению руля
2) взбесившийся, можно руками удержать (хотя незнаю насколько такой кейс у ГУРа возможен, хотя клинит он знатно и он граздо сильнее любого ЭУРа)Astroscope
18.04.2023 15:31Вырубившийся ЭУР не создает доп.сопротивления вращению руля
Вырубившийся ГУР ровно так же.
взбесившийся, можно руками удержать (хотя незнаю насколько такой кейс у ГУРа возможен, хотя клинит он знатно и он граздо сильнее любого ЭУРа)
Нет. Клинит - это механическая или иная, в нашем частном случае аварийная, блокировка движения (вращения). Ближайший аналог заклинивания руля - нештатная сработка механического блокиратора, который включается при вынутом ключе зажигания. Вы же говорите о возросшем усилии из-за того, что часть этого усилия более не компенсируется усилителем. Это первое и достаточное, но я добавлю второе. Отказавший ГУР - это только и исключительно возросшее усилие поворота руля, субъективно незаметное на загородных скоростях и весьма чувствительное на дворовых. При отказе ГУР машину не "бросит" в сторону, поскольку курсовая устойчивость обеспечивается совокупностью геометрических свойств подвески - это про аргумент "рулить одной рукой". Тогда как взбесившийся ЭУР внезапно "бросит" машину в сторону. Что опаснее - для меня очевидно.
DMGarikk
18.04.2023 15:31Вырубившийся ГУР ровно так же.
мы тут уже целый тред обсуждаем что стоя на месте повернуть руль у авто с гуром надо приложить адовое усилие (у авто с ЭУРом и без ГУРа — он крутится относительно нормально)
Нет. Клинит — это механическая или иная, в нашем частном случае аварийная, блокировка движения (вращения)
конечно аварийная, у меня клапан залип в рейке, очень захватывающе
Отказавший ГУР — это только и исключительно возросшее усилие поворота руля
он может перестать крутится в одну из сторон, повторюсь, у меня такое было, причем если снять ремень с насоса, руль крутится во все стороны (хоть и очень плохо если стоять на месте)
Astroscope
18.04.2023 15:31мы тут уже целый тред обсуждаем что стоя на месте повернуть руль у авто с гуром надо приложить адовое усилие (у авто с ЭУРом и без ГУРа — он крутится относительно нормально)
Тогда меня ввело в заблуждение это, воспринятое как противопоставление гидроусилителю:
Вырубившийся ЭУР не создает доп.сопротивления вращению руля
Хорошо, спишем на несовершенство формулировки, допускающей двоякое (почти противоположное) трактование.
он может перестать крутится в одну из сторон, повторюсь, у меня такое было, причем если снять ремень с насоса, руль крутится во все стороны (хоть и очень плохо если стоять на месте)
То есть не так, что в одну сторону легко (усилитель помогает), а в другую с полным усилием (усилитель не действует)? Именно в другую сторону вообще никак?
DMGarikk
18.04.2023 15:31+1Никак, из центрального положения влево на заведенном авто руль не крутится никак, с любым неразрушительным усилием. На заглушенном крутится кудо угодно, с усилием как у просто нерабочего гура
Вправо до упора и назад до центра как обычно, Гур помогаетПричина — Заклинивший клапан в рейке
Popadanec
18.04.2023 15:31ДА, психанувший ЭУР на Калине можно одной рукой удержать, усилие там совсем не запредельное. Не требуется сотню от груди жать для этого.
На счёт ГУР не уверен. Всё же гидравлика, да ещё и с прямым приводом от ДВС, а не дохленький моторчик на 150-200Вт.mpa4b
18.04.2023 15:31+1Гидравлика с перепускным клапаном, что принципиально ограничивает усилие, которое может создать гур.
Popadanec
18.04.2023 15:31+1Нет. Руль "утяжеляется", на малых скоростях это большая неожиданность, но даже на стоящем автомобиле есть тактильная разница с блокировкой.
А вот скажите, как воспринимается отказ электроусилителя? Неужели иначе?Я ездил на нескольких авто с ГУР, везде при его отключении руль нужно с большим усилием крутить двумя руками на ходу. На месте, ещё и ногами упираться. На грузовике как то в одну сторону усиление отвалилось, так вдвоём крутили, думали открутим баранку.
ЭУР на ходу практически никак не влияет на управляемость. Можно точно так же одним пальцем крутить руль. На месте, одной рукой упираясь или двумя с усилием(но без мыслей что оторвётся). Точно так же как вообще без ЭУР. Отключенный он не даёт никакой заметной нагрузки.
На некоторых авто есть авто открытие клапанов при отключении ГУРа, но мне такие не попадались.Для меня наоборот, электороусилитель — жирный минус. Разве что пробная поездка покажет, что он достаточно хорошо настроен и дает достаточно комфортную обратную связь. Впрочем, то же касается и гидроусилителя — примеров отвратительно настроенного рулевого слишком много и тип усилителя лишь часть проблемы, иногда существенная, иногда, на общем фоне, вообще уже не очень.
Видимо у нас диаметрально разные жизненные примеры. Потому что для меня ГУР это практически невозможность управления на ходу, да и руль во всех случаях был туже чем с ЭУР. ЭУР же давал отличную обратную связь(сравнивать было с чем, т.к. долго ездил как вообще без усилителя, так и с обеими конструкциями).
Astroscope
18.04.2023 15:31На заглушенной машине, катящейся по инерции, отключение ГУР субъективно почти не чувствуется. Я про заметные скорости, конечно. По мере снижения скорости и, как граничный случай, при полной остановке, усилие возрастает до более чем некомфортного, однако прямая механическая связь руля с колесами остается и обеспечивает управление. Объясните, в чем преимущество ЭУР в его исправном состоянии отдельно и в случае аварии отдельно. Если что, принцип работы я немного представляю, хотя реальные агрегаты обычно превосходят возможности гаражного любителя и обычно предполагают снятие и доставку в специализированный сервис.
Popadanec
18.04.2023 15:31На какой машине? Из последнего моего опыта, любая рено, руль на ходу с выключенным двигателем и на нейтралке(если на передаче, то ГУР ещё работает) нужно крутить двумя руками, упираясь коленками.
Astroscope
18.04.2023 15:31На какой машине?
Вам действительно нужен список? Хорошо, из недавнего, когда разгоняли машину и искусственно глушили, чтобы послушать ходовую, в алфавитном порядке: AUDI A4 (кажется B6), Chrysler Cirrus, Ford Mondeo. Это небольшие машины, конечно - не грузовики или автобусы. Все с гидроусилителем, не электро.
Из последнего моего опыта, любая рено, руль на ходу с выключенным двигателем и на нейтралке(если на передаче, то ГУР ещё работает) нужно крутить двумя руками, упираясь коленками.
Я могу чего-то не знать (на самом деле очень многого), но во всех известных мне машинах ГУР работает от двигателя - почти всегда висит на одном ремне с генератором и кондиционером, а не от коробки. Вы ничего не путаете? Если нет, то вы меня сильно удивите, хотя нет ничего удивительного в том, что французский автопром удивляет.
Крутить двумя руками нужно на дворовых скоростях. Типичный пример - вождение автомобиля, который тянут на галстуке. Но тогда главной проблемой становится не тяжелый руль, а почти бездействующие без усилителя тормоза. Мне кажется, это очевидно для любого практика.
Popadanec
18.04.2023 15:31Я специально уточнил на счёт нейтралки. Потому что на передаче(на механике, как автомат поступает в таком случае, я не знаю), заглушенный/неисправный мотор крутят колёса(если вращаются), соотв. работает ГУР и вакуумный усилитель.
Для любого практика так же очевидно, что тормозов пару раз нажать хватит, при внезапно заглохшем моторе(потом давить уже надо значительно сильнее). Но чтобы остановится, этого более чем достаточно.
Раз меня(газель) тянули камазом на галстуке, так понимая что скоро тормозить, я просто включал передачу и отпускал сцепление. Несколько оборотов выключенного мотора и тормоза работали с нормальным усилием.
vp7
18.04.2023 15:31+3Если на механике на ходу заглушить двигатель и оставить на передаче, то движок будет принудительно крутиться от коробки (на автомате такое уже не прокатит, про вариатор хз, скорее всего зависит от мозгов вариатора) ;))
Даже если обороты будут сильно ниже холостого хода, то и этого может хватить для работы ГУР'а.
Тормоза, кстати, первые 1-2 нажатия работать будут, а вот потом... я так однажды во дворе в ДТП чуть не попал, сняв с ручника стоящую под уклоном незаведëнную машину - продавить тормоз смог только уперевшись спиной в кресло.
balamutang
18.04.2023 15:31+1Нет там блокировки руля, просто чуть туже крутить баранку. Гидроусилитель нужен только чтоб подрулить стоя на месте, там нужны усилия. А даже на минимальном ходу руль уже крутится достаточно легко, это можно проверить самостоятельно: заглушить двигатель и толкнуть машину. А вот без усилителя тормозов все гораздо грустнее.
Что за машина с ГУР где предохранитель есть? В обычной схеме ГУР это просто механическое устройство (насос, шланги и рулевая рейка), там из проводов только датчик уровня масла в ГУР (и то не везде).
DMGarikk
18.04.2023 15:31А вот без усилителя тормозов все гораздо грустнее.
меня помню забавлял факт, что на ваз2101 нет усилителя тормозов, но они работают и ощущаются точно также как на 2105 где усилитель есть (и он работает, если отключить у пятерки тормоза становятся очень фиговыми)
vvbob
18.04.2023 15:31Тут еще вопрос привычки. Я, помню, как пересел с Жиги на нормальную современную машину, первые торможения у меня чуть ли не в пол получились, привык на тормоз жать "по мужЫцки", а тут педальку надо нежно давить, деликатно. Потом как-то перегонял старую машину на продажу, так удивлялся как я на ней раньше ездил, она же вообще не тормозит!
DMGarikk
18.04.2023 15:31+1очень большой, скажу вам привычки
я пересев с жигулей на лансер тоже помнится носом в руль ткнулся когда на тормоз нажал…
а вот у нынешнего крайслера педаль далеко не такая острая и жать надо уже поглубже (вообще поездив немного на разных авто — по ощущениям это у Японских авто самые острые тормоза)плюс есть еще очень большая зависимость от размера колес, что смазывает впечатление тормозит-нетормозит
пересев на немного на рабочий заз шанс с крайслера… я реально начал юзом тормозить на светофорах откладывая кирпичи… маленькие 13 колесики (против не самых выдающихся 16 у нынешнего авто) вообще не держатся за дорогу и не тормозят
Segmentq
18.04.2023 15:31От статьи какое-то двоякое чувство. В целом принципы построения резервируемых систем стандартны для АСУТП поэтому КО спасибо за статью. Также вызвают вопросы следующие пункты, с которыми я не оч согласен (с учетом установки пары имитирующих серв, регуляторов и т.п., а также сомнительную "помощь" водителю):
Уменьшение веса автомобиля;
Повышение безопасности за счёт внедрения продвинутых систем помощи водителю;
sdy
18.04.2023 15:31+1Вопрос веса скорее всего связан с возможностью улучшения балансировки, центр тяжести можно сместить ниже, тормозной путь меньше, управляемость выше. Вероятно есть и минусы малого веса, но в целом бюджет веса становится более дружественным для дизайнеров и конструкторов.
Насчет безопасности продвинутых систем, тоже есть опасения. Непривычно, если машина становится колом (ну или подтормаживать сама начинает) от любой по её мнению опасной ситуации. Но, опять таки, есть и истории когда мгновенная реакция систем помощи водителю спасает жизнь не только водителю, но и пешеходам. Так что вопрос только отладки взаимодействия между водителем и этими системами. Главное чтобы это не было неожиданностью для водителя, что иногда не он сам принимает решения.
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31+1Про "повышение безопасности" - я тоже не согласен. На это указывают производители, но системы помощи водителю эффективно внедряются и при традиционном рулевом управлении. А автопилота, который будет ещё и лучше человека, пока не сделали. Так что полностью отключать человеку руль и брать управление рс себя в опасной ситуации тачка явно не готова.
Sap_ru
18.04.2023 15:31+1И всё же не ясно, почему упёрлись в цену и сложность. Надёжность приводов решается их дублированием на общем валу (или исполнительном механизме) например. Дальше нужно гарантировать отключение отказавшего двигателя.
Надёжность электроники и датчиков - дублированием и резервированием. Остаётся только проблема с резервированием системы, отключающие привод в случае его отказа. Но и там можно прикрутить диагностику и надёжное отключение питания. Т.е. независимо измеряем ток в обмотке и если он не совпадает с требуемым, то гарантировано снимаем питание. Задача облегчается тем, что нужно гарантировано определять лишь критичные отказыИнтересно, можно ли извратиться и измерять усилие на валу двигателя? Тогда вполне можно нарисовать структуру с необходимой надёжностью.
А ещё есть в этом всём некоторое лукавство. У ВАЗа, например, есть электроусилитель руля. Система, казалось бы, вспомогательная, но в случае отказа может крутануть руль и с гарантией устроить катастрофу. Более того, регулярно сбоит и этот самый руль крутит (конкретно ВАЗовский). Но при этом требования к усилителю намного ниже чем к steer-by-wire. Хотя причины и последствия отказов очень похожие. Аналогично автопилоты все - в случае отказа отлично могут крутануть руль и потому последствия отказов примерно равны отказу рулевого управления. Но нет, требования там проще, хотя физически привод к рулю имеется.
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31+1Ну в случае с элпктроусилителем есть шанс "поймать" автомобиль, переборов электроусилитель. А в случае с рулём по проводам такого шанса нет.
Но повысить требования к электроусилителю надо. Истории про обезумевший эьектроусилитель от Автоваза просто в шок повергаю.
Popadanec
18.04.2023 15:31+1Это и на иномарках иногда встречается. Куда хуже реакция завода, который делает вид что ничего не происходит, чтобы не отзывать кучу авто.
vvbob
18.04.2023 15:31+2ИМХО из перечисленных преимуществ существенные разве что относительная простота размещения в машине управления по проводам, действительно меньше проблем со всеми этими складывающимися валам, рейками, тягами и прочим. Вибрации - на нормальных машинах они несущественны, да и являются одним из важных факторов обратной связи для водителя, т.е. в системах по проводам, их, возможно, придется имитировать, что-бы у водителя не было ощущения "пустого руля".
КПД - вообще ни разу не аргумент, КПД всех этих электроприводов, которые запитываются в конечном итоге от бортового генератора, так-же далеко не блестящий, там получается масса преобразований, плюс расход энергии на управление.
Про надежность в статье уже сказано. Думаю смысл такие системы имеют разве что в каких-либо автобусах, или грузовиках, там вопрос цены уже не так остро стоит а, механический привод сильно сложнее организовать чем в легковушках. Как на самолетах - маленькие "жужжалки" летают с механическим приводом к рулям управления, а большие "птички", как правило, уже давно управляются по проводам.
mpa4b
18.04.2023 15:31+1Как буксировать-то автомобиль с рулём без механической связи и тормозами без механической и гидравлической связи? Никак?
sfsdart
18.04.2023 15:31+2Решение можно найти. Если говорить о технических, то сразу видится как минимум 2 - возможность питания SBW/BBW без включения других систем именно для буксировки. Или использование тягового электродвигателя как генератора. Например, у самолётов предусмотрено выбрасывание небольшого генератора/насоса, который раскручивается набегающим потоком воздуха и обеспечивает работу аварийных систем.
В целом согласен, что внедрение системы приводит к целому кластеру проблем, которые не пришлось бы решать. Но это же решение продвигается маркеторологами - автомобиль как услуга. В идеале полностью отстранить человека от управления автомобилем и использовать автопилот.
Astroscope
18.04.2023 15:31+1В целом согласен, что внедрение системы приводит к целому кластеру проблем, которые не пришлось бы решать.
Именно. Заменяем хорошо отработанный узел на принципиально более сложный ради эфемерных преимуществ и героически боремся с проблемами, которые это решение привносит. Вместо оставить все как есть, возможно понемногу оптимизируя в целесообразных пределах.
Но это же решение продвигается маркеторологами - автомобиль как услуга.
Хочется провести агитацию среди таких маркетологов в пользу пешей экскурсии к лингаму.
Ладно бы еще "зеленая" повесточка, когда под видом экологии продвигаются чудовищные (часто неэкологичные в комплексе) решения - тут хотя бы понятно, откуда ноги растут. Но с "автомобилем как услугой" я лучше буду ездить на поддерживаемом в хорошем состоянии тридцатилетнем "обычном" автомобиле - на бензине (дизеле, пропане), чем вот это все.
В идеале полностью отстранить человека от управления автомобилем и использовать автопилот.
В погоне за этим идеалом теряется очевидное - наличие работающих уже сегодня, даже среди бюджетных автомобилей, ассистентов, включая, но не ограничиваясь, адаптивный круиз с экстренным торможением и удержание в полосе.
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31+1Заменяем хорошо отработанный узел на принципиально более сложный ради эфемерных преимуществ и героически боремся с проблемами, которые это решение привносит. Вместо оставить все как есть, возможно понемногу оптимизируя в целесообразных пределах.
Кажется, примерно 90% разработок в современном автопроме по такому принципу делают :).
Astroscope
18.04.2023 15:31И это печально - ну, с точки зрения потребителя продукции автопрома, а не самого автопрома как такового. :)
vvbob
18.04.2023 15:31Так-же как и машины с автоматической КПП и передним приводом - вывешивание передней оси на тележке, или на эвакуаторе. По другому никак.
Popadanec
18.04.2023 15:31+2Т.е. с полной погрузкой для легковых. Мало того что исправная система стоит дороже, так и с неисправной машиной транспортировка стоит дороже. А зачем это владельцу?
Я не вижу не одной проблемы, которую бы решало управление колёсами по проводам, не создавая новых.vvbob
18.04.2023 15:31Еще возможен вариант с тележкой для передней оси, есть такие прицепы, даже для легковых машин. Сейчас такая-же проблема с буксировкой машин с автоматическими коробками. Но ИМХО эта проблема преувеличена, современные машины не так часто ломаются так что-бы совсем передвигаться не могли, тут можно раз за много лет и на эвакуаторе дотащить.
Насчет остального согласен - проблем много, пользы немного. Разве что для производства возможная экономия в будущем, но и то не очевидная.
Popadanec
18.04.2023 15:31Легковушку проще полностью загрузить и отвезти, максимум что ей грозит, штраф за превышение скорости езды на эвакуаторе. Я вообще ни разу не видел, чтобы в РФ с неполной погрузкой легковушек возились.
Вот грузовики обычно переднюю ось поднимают, по понятным причинам.vvbob
18.04.2023 15:31Проще или нет - это другой вопрос.
Ну а так-то.. я, помню, когда покупал первую машину с автоматической коробкой, переживал что буксировать ее не смогу.. Потом как-то подумал - у меня уже до того было довольно много машин, в том числе и старые советские, сильно уставшие, и ни разу не было такого, что-бы мне приходилось их откуда-то буксировать, даже при поломке, как-то своим ходом получалось добраться до дома или до сервиса. В общем перестал этим парится и реально ни разу машины с АКПП не подводили. В общем КМК это несущественная проблема в наше время.
DMGarikk
18.04.2023 15:31сейчас проще уже эвакуатор вызвать
А по поводу поводов буксировки, самое явное — обрыв ГРМ или проблемы с электрикой, редко такое бывает но блин метко.
Я за 17 лет стажа на галстуке два раза ездил, один раз обрыв ГРМ, второй — выдавило резинки на форсунках зимой в -25, заводишь авто… а там бензинище фонтаном… в -30 менять резинки както совсем не комильфоp.s. грм обрывало на авто с акпп, без проблем на веревке доехал, ничего не отказало
vvbob
18.04.2023 15:31ГРМ обычно обрывает если не менять по регламенту, если за машиной ухаживать как положено, то она всякие сюрпризы очень редко устраивает. У меня, помню, была жига семерка из-под абреков с рынка, ведро-ведром (так уж тогда все сложилось - машина нужна была позарез, а денег особо не было) так я ее первым делом привел в более-менее нормальное состояние - выкинул контактное зажигание, поставил бесконтактное с восьмерки (оно и работает лучше, и мозг не трахает всякими настройками зазоров), настроил карбюратор с заменой расходников, поменял резинки по всей подвеске и прочие расходники типа колодок и тормозных дисков, в общем ведро хоть и не перестало быть ведром, но ездило вполне себе бодро и ни разу на дороге не стало так что-бы буксировка требовалась.
DMGarikk
18.04.2023 15:31+1ГРМ обычно обрывает если не менять по регламенту
тоже всякое бывает, у меня обломился кронштейн крепления натяжного ролика
но в целом да, так и есть, люди правда крайне наплевательски к этому относятся, даже на тех авто у которых "гнёт"
Popadanec
18.04.2023 15:31Завод тоже преподносит сюрпризы. К примеру на новых Lada XRAY поначалу массово лопались расширительные бачки. Натяжной ролик или помпа могут совершенно внезапно заклинить, а то и вообще перекосится. Без всяких подозрительных звуков. Раз у меня сломался выжимной рычаг сцепления. Правда доехал сам. Трогался на стартере и передачи переключал, попадая в обороты. Коробка и стартер перенесли такое спокойно, проработав ещё лет пять, пока машина не была продана на разборку.
DMGarikk
18.04.2023 15:31Раз у меня сломался выжимной рычаг сцепления
на жигулях? (вспоминаю как выкручивал регулятор штока цилиндра сцепления под авто на трассе и переключал передачи без сцепления… брр..)
Popadanec
18.04.2023 15:31+1На восьмёрке. Первые минут десять пятнадцать подхрустывал коробкой при переключении, потом приловчился втыкать чётко в нужный момент без него. Так и доехал. Труднее всего было стартеру, т.к. ему мало того что двигатель нужно было завести, так ещё и машину толкать в этот момент.
Astroscope
18.04.2023 15:31Поздравляю, вы сможете комфортно ездить с несинхронизированной коробкой. Без подкола, серьезно. Впрочем, с другой стороны, навык этот едва ли будет востребован.
Astroscope
18.04.2023 15:31Ну а так-то.. я, помню, когда покупал первую машину с автоматической коробкой, переживал что буксировать ее не смогу.
Если под автоматом подразумевается традиционная гидромеханика, то формально нельзя, а фактически за несколько километров до даже необязательно самого ближайшего сервиса случится ровно ничего - формально нельзя из-за того, что элементы коробки не получают принудительной смазки, как в штатном режиме, а фактически немного можно потому, что остатков этой смазки достаточно на небольшой аварийный пробег. На большие расстояния все равно придется брать труповозку, потому что вести буксируемый автомобиль с неработающим усилителем тормозов практически невозможно, а про жесткую сцепку едва ли кто-то в жизни слышал, да и с жесткой сцепкой есть, скажем так, свои нюансы.
vvbob
18.04.2023 15:31Нельзя из-за того, что маслонасос для коробки работает от двигателя, с заглушенным двигателем шестерни в коробке будут вращаться практически на сухую и тут уж как повезет.. Если есть возможность запустить двигатель, то можно буксировать спокойно, иначе, да, недалеко и недолго вроде можно, но производитель во многих машинах напрямую это запрещает.
mpa4b
18.04.2023 15:31+1На некоторых автомобилях в 'традиционной гидромеханике', бывает, ставят второй насос на выходном валу, и тогда не только можно без повреждений неограниченно буксировать, но и заводиться с толкача. Правда единственный известный мне такой автомобиль -- это гелендваген с какой-то (какими-то) конкретными коробками. В целом -- очередной пример экономии на мелочах, потенциально приводящей к большим геморроям.
mpa4b
18.04.2023 15:31вести буксируемый автомобиль с неработающим усилителем тормозов практически невозможно
2 раза приходилось болтаться на тросе с неработающим двигателем, без гура и усилителя тормозов. Ничего особо страшного вспомнить не могу. Да, руль тяжелее крутится и давить тормоз надо реально со всей дури сотней-другой кг. Но чтоб 'практически невозможно' -- нет.
DMGarikk
18.04.2023 15:31давить тормоз надо реально со всей дури сотней-другой кг
офигенно под горку ехать ;)
мне даж страшно представить если ручник еще электрический, я когда ездил еще ручником (механическим) себе помогал....mpa4b
18.04.2023 15:31+1Ну чтоб было не так офигенно, в буксирующей машине тоже должен не лох сидеть :) Вообще ваша вдвоём основная задача -- постоянно держать трос натянутым.
Ndochp
18.04.2023 15:31Ну как и с коробкой автомат — или погруженной, или с подвешенными передними колесами.
GeorgKDeft
18.04.2023 15:31+2Интересно читать про управление по проводам... зная что фактически вы и так уже как минимум на 30% машиной не управляете(это АБС решает когда и как тормозить, а электронные системы стабилизации контролируют момент на колесах для доворота колес в экстремальных ситуациях). Особенно забавно это учитывая тот факт что есть уже давно системы доворота задних колес без механической связи и они же иногда выполняют функцию регулирования схождения колес в зависимости от скорости(а это уже прямо влияет на управляемость). Вы уже давно не управляете своим автомобилем лично механически, а скорее оформляете желание будущего направления движения через органы управления.
Само 100% управление по проводам имеет смысл лишь в том случае если полностью перевести автомобиль на "мото-режим" как у концепта Mercedes Benz F400 "Carving"
mpa4b
18.04.2023 15:31+1АБС не решает, когда тормозить. А электронные 'системы стабилизации' как раз-таки и решают, когда тормозить для вывода или недопущения заноса.
Astroscope
18.04.2023 15:31+2это АБС решает когда и как тормозить, а электронные системы стабилизации контролируют момент на колесах для доворота колес в экстремальных ситуациях
АБС не решает, когда тормозить. Единственная функция АБС - препятствовать блокировке каждого отдельного колеса, потому что это провоцирует снос/занос и потерю управления, с чем неопытный водитель наверняка не справится. Более того, поначалу АБС заслуженно критиковали за увеличение тормозного пути. Позже, по мере допиливания - в том числе в кооперации с шинниками, уверен, тормозной путь удалось сократить.
электронные системы стабилизации
Вот они уже - надстройка над АБС, использующая АБС в своих целях.
aabzel
18.04.2023 15:31Так или иначе, многие автопроизводители ведут подобные разработки, хоть и не заявляют об этом (такие есть даже в России
Те что в РФ делали steer-by-wire это что они? https://elements.arrival.com/products/steer-by-wire
innokenty_vyz Автор
18.04.2023 15:31+1Ну, эти ребята делали и не скрывали. Но они уже не в РФ, к сожалению.
cujos
18.04.2023 15:31+1ну собственно я там его и разрабатывал ), писал софт для МК, в России больше никого и не было: механика, платы, тесты - все было в Лондоне
cujos
Почему не стала массовой?
Да в целом потому что нужно ASIL D. Причем на тяговый двигатель ASIL D нужно только для unintended acceleration (непреднамеренное ускорение), а на руль и рейку нужно на все на положение, обратную связь по моменту, динамике, отработке положения и тп.
Про датчики обратной связи, их там не два, а 4/5 на руль и на каждую рейку, потому что ASIL D это обычно резолверы(x) с сегментами от 2 до 6, сейчас появились индукционные сдвоенные ASIL C для замены резолверов. Нужны они на ось и на и число оборотов/линейное положение рейки. Можно делать один с редуктором, второй - магнитный на батарейке. + на руле нужен один независимый датчик, не связанный с приводом.
По обратной связи по моменту ASIL D еще интереснее, в целом обрыв 1 из трех проводов в 10^-9 ч может случиться и поэтому нужно делать две обмотки/ два двигателя и диагностику обрыва.
В общем пока это выглядит сложно и дорого.
Кстати занимался разработкой такой системы, могу что-нибудь рассказать.
innokenty_vyz Автор
На самом деле было бы интересно узнать, несколько это дороже классического решения? Я для себя цену так и не определил.
И ещё, разные датчики обратной связи ASIL D? Кажется их безопасность можно и ниже ставить.
cujos
ну ставят ASIL C x2 x2 - два на мотор, для обратной связи по моменту, два на многообротную/линейную часть, + один независимый на руль
в целом сейчас все +- ASIL C и упирается все в провода энкодер - инвертер + задержки и диагностику всего этого
один ASIL C на моторе можно заменить например HFI - когда угол определяется доп возбуждением мотора
с основным положением сложнее, в принципе можно использовать один с мотора например с батарейкой, но тут вопрос к сертификации
innokenty_vyz Автор
А дошли до сертификации? Вопрос не совсем праздный. Интересно, можно ли такое решение протащить в России, Европе или США.
cujos
не, там в бета стадии было, ездили по цеху только и в общем закрыли проект (подразделение) в итоге
в целом в Европе есть сертифицированные рейки, правда в ограниченном виде ( типа по городу до 60 км/ч на небольшие серии для тестов) - автопилоты то как-то надо тестировать, но в принципе думаю в этом/следующем/через году будут нормальные
в России разработать нереально, потому что комплектуху не купить, а то что будет сертифицировано в Европе у Bosch/Conti, думаю и нам можно будет ставить
про протащить, условному стартапу на серию думаю будет нереально(долго и дорого), а то что он будет(возможно уже есть), то это точно