Рассмотрим устройство и принцип работы системы адаптивного рулевого управления, смеху и методы управления механизмом. В конце статьи видео-обзор принцип работы адаптивного механизма руля.
Система адаптивного рулевого управления, так же известная как DAS (Direct Adaptive Steering) – специальный механизм рулевого управления, у которого отсутствует жесткая механическая связь между рулем и механизмом поворота колес автомобиля. Основой такого механизма стала электроника, которая на 80% заменила жесткие механические детали. Право на создание системы адаптивного рулевого управления принадлежит компании Nissan. Как пример, начиная с 2013 года, система DAS устанавливается на серийные модели автомобилей Infiniti Q50.
Что такое адаптивное рулевое управление
Если с обычным рулевым механизмом все понятно и в его основе лежит передача за счет механических деталей, то в адаптивном рулевом управлении основную роль играет электроника. Еще несколько лет том механизм не был столь популярным, его встретить можно было только на топовых моделях и то за отдельную плату. Сегодня же такую технологию можно встретить в большинстве новых автомобилей. Водителю не нужно интенсивно крутить руль или же прилагать дополнительные усилия на малой скорости, а на большой скорости наоборот сделает руль максимально чувствительным, чтоб можно легко было менять траекторию автомобиля. Если рассматривать в деталях, то это не одна определенная деталь, а совокупность различных механизмов, блоков и деталей, которые взаимосвязаны между собой электроникой.
В зависимости от производителя, устройство адаптивного управления автомобилем может меняться. Например, для большинства машин это раздельные элементы, расположенные под передней панелью. Инженеры компании Ford пошли немного дальше, вмонтировав большую часть в руль и его основу, тем самым сократив количество деталей, но сделав механизм более дорогим. Теперь же рассмотрим подробно устройство и принцип работы системы адаптивного рулевого механизма.
Как устроено адаптивное рулевое управление
На первый взгляд устройство выглядит просто, но если разобраться, все намного сложней. Многое зависит от производителя и поколения системы адаптивного рулевого управления. Первые варианты включали в свой набор несколько датчиков, электронный блок и исполнительные механизмы для поворота колес. Последние разработки подобного адаптивного механизма позволяют не только с легкостью управлять автомобилем, но и самостоятельно решать какой жесткости будет поворот руля.
В стандартном наборе системы адаптивного рулевого управления числятся входные датчики (датчик поворота угла руля и датчик усилия на поворачиваемые колеса автомобиля), электронный блок или несколько таких блоков, соединительный кабель и конечно же исполнительные механизмы для поворота передних колес автомобиля. Последние разработки данной системы включают в себя разные механизмы регулировки и управления, а так же работают в пару с другими активными системами безопасности (например, система удержания автомобиля на полосе или ассистент автономной парковки).
Помимо основных настроек и логики управления системой, современные доработки позволяют водителю выбрать один из существующих режимов: комфортный, плавный, собственный вариант. В последнем режиме водитель может настроить как усилие на колеса, так и отклик руля, установив отметки больше или меньше.
Датчик угла поворота рулевого колеса, как и полагается с названия, датчик фиксирует угол поворота руля. В дальнейшем эта информация передается в электронный блок управления. Более современные системы могут распознавать усилие и стиль вождения, тем самым подстраивая весь механизм для водителя и создавая максимум комфорта от вождения. Датчик усилия руля, устанавливается непосредственно на рулевой механизм передних колес и работает для формирования и сбора информации об условии движения и усилий на колеса автомобиля. В отличие от угла наклона руля, датчик усилия только передает информацию в блок управления о жесткости поворота колес. За счет чего система может понять, добавить усилие или уменьшить.
Сердцем всей системы адаптивного рулевого управления считается электронный блок, но, как правило, он не один, а минимум три. Сделано это для защиты и полного исключения случая отказа рулевого механизма. Другими словами, каждый такой блок контролирует работу другого и в случае отказа или выхода из строя, соседний сразу же берет его работу на себя. Таким образом, они взаимосвязаны между собой. Современные или дорогие автомобили получили от 3 до 6-ти подобных электронных блоков и чем сложней механизм и логика управления, тем больше связей и контроль будет между электронными блоками.
Каждый блок по сути это копия соседнего блока, но работа программного обеспечения равномерно распределена на каждый. В электронный блок заранее зашита логика и методы работы для управления сервоприводом руля, рулевым механизмом и электромагнитными элементами. Далее в списке деталей системы адаптивного управления числится сервопривод рулевого механизма, который обеспечивает поворот передних колес автомобиля, а так же создает естественное сопротивление рулевой колонки. Замыкает список деталей электромагнитное сцепление, своего рода второй уровень защиты. В случае прекращения подачи электропитания, механизм замыкается, и управления автомобилем производится в классическом варианте за счет механики. Так же электромагнитное сцепление используется в момент аварии или других повреждений автомобиля, система реагирует молниеносно, при этом информируя водителя о переключение механизмов.
Схема адаптивного рулевого управления
- сервопривод рулевого управления;
- электромагнитное сцепление (для защиты в момент отказа электроники);
- электронный блок (3 шт.);
- сервопривод руля.
Принцип работы адаптивного рулевого управления
Начало работы адаптивного рулевого управления механизм берет с изменения угла наклона руля (поворот руля влево или вправо). В момент поворота, срабатывает датчик угла руля и считывает изменение угла. Получив необходимые данные, вся информация передается на электронный блок управления. Как правило, в этот же момент электронный блок начинает рассчитывать угол поворота передних колес автомобиля.
Обработав и рассчитав необходимые данные, блок управления передает сигнал не сервоприводы рулевого механизма, для перемещения рулевой рейки и поворота колес на необходимый угол. В свою очередь от сервоприводов, за счет датчиков усилия руля происходит обратный процесс передачи информации к электронному блоку. Таким образом, рассчитывается усилие поворота колес и последующий угол поворота руля. Можно сказать, что это стандартный вариант системы адаптивного рулевого механизма.
Как уже говорили, многие производители доработали данную систему, добавив возможность индивидуальной настройки и выбора уже готовых режимов. Зачастую основными настройками считается угол поворота рулевого колеса и ответная реакция сервоприводов на изменения угла рулевого колеса. Большинство производителей на сегодня предлагают три варианта работы механизма: легкий, стандартный, тяжелый и персональный, настроенный по требованиям водителя.
Если рассматривать топовые комплектации известных марок, то доработка системы адаптивного рулевого управления только пошла в плюс. Водителю предлагают комфортный, спортивный режим, а так же режим с интеллектом по настройке. Последний режим позволяет самостоятельно подстроить механизмы под стиль вождения автомобиля и дорожного покрытия.
Преимущества и недостатки системы DAS
Каким бы совершенным в разработке не был механизм, он имеет как преимущества, так и недостатки. Все же, в системе адаптивного рулевого механизма преимуществ намного больше, нежели недостатков. Среди основных плюсов можно отметить:
- быстродействие механизма;
- полное отсутствие вибрации от колес на рулевое колесо;
- точность в управлении автомобиля;
- возможность реализации множества дополнительных функций в плане комфорта и помощи водителю.
Использование электроники и прямых цифровых систем позволяет вести мгновенное взаимоотношение между рулем и поворотным механизмом колес. Так же существенно повышается прохождение траектории, а управление автомобилем становится безопасным и комфортным. Еще один огромный плюс, что на базе адаптивного механизма построено множество современных систем безопасности, например: контроль движения по полосе, ассистент автоматической парковки, а так же другие системы, для функционирования которых необходим электронный рулевой механизм.
Если говорить о недостатках электронной системы рулевого механизма, то они практически отсутствуют. Водителю, который ездил на механическом управлении рулем сначала будет тяжело привыкнуть к адаптивному механизму. Скорей это даже психологический фактор, так как понимаешь, что ведешь автомобиль не ты, а электроника, которая выполняет твои команды. К тому же такая электроника вполне может подстраиваться под стиль вождения.
Суммарно о внедрении системы адаптивного управления рулем на современные автомобили остается только положительное впечатление. Даже если вы не любитель электроники, наличие такого механизма позволяет установить другие вспомогательные системы, повышающие комфорт и безопасность вашего автомобиля.
Видео-обзор принцип работы адаптивного рулевого управления: