Динамическая реакция рулевого управления
Динамическая реакция рулевого управления ( DSR ) — это система безопасности транспортного средства и усовершенствованная система рулевого управления с усилителем, которая может противодействовать нестабильному или затрудненному рулевому управлению, которое может быть вызвано внешними силами, такими как сильный боковой ветер или неровная дорога, обеспечивая надлежащую помощь рулевому управлению с помощью рулевого механизма. [1] DSR помогает водителю, определяя правильное передаточное число рулевого управления автомобиля в системе гидроусилителя рулевого управления , обеспечивая коррекцию рулевого управления для стабилизации автомобиля и повышения безопасности. Система определяет передаточное отношение рулевого управления (отношение поворота рулевого колеса к величине поворота колес автомобиля) на основе таких факторов, как текущие дорожные условия и скорость автомобиля. Эта система работает за счет подключения электродвигателя к рулевому механизму автомобиля, уменьшающего или увеличивающего крутящий момент, необходимый для рулевого управления, в зависимости от ситуации. [1] Таким образом, требуется меньше физических усилий со стороны водителя, что в целом обеспечивает более комфортное вождение. [2]
Впервые технология DSR была реализована в автомобиле SEAT Leon Cupra R 2002 года выпуска. [3] Но по данным Acumen Research and Consulting, по состоянию на 04 февраля 2020 года, среди компаний, производящих системы DSR, «ведущими конкурентами являются BMW , Ford Motor , Volvo , ZF-TRW, AUDI , Bosch , Denso Corporation , Danfoss и Кнорр-Бремзе». [4] Но внедрение DSR не ограничивается коммерческими автомобилями: преимуществами этой технологии также воспользовались автобусы и промышленные транспортные средства.
Компоненты
[ редактировать ]Основными компонентами систем динамического реагирования рулевого управления в автомобилях являются блок управления, датчики и электродвигатель. [5] Блок управления действует как компьютер блока DSR и дает инструкции электродвигателю. Инструкции определяются путем оценки данных датчиков для расчета соответствующих корректировок рулевого управления. [5] Датчики собирают такие данные, как текущая скорость автомобиля, угол поворота, условия местности, ускорение при боковом ветре и крутящий момент, приложенный к рулевому колесу. [5] [6] [7] Электродвигатель — это устройство , работающее от электричества, которое добавляет крутящий момент в виде механической энергии к рулевому механизму (шестеренке, отвечающей за преобразование вращения рулевого колеса в фактический поворот транспортного средства). После расчета необходимых корректировок рулевого управления блок управления дает команду электродвигателю подать необходимый крутящий момент на гидравлический рулевой механизм автомобиля. [5] Для управления двигателем он собирает данные 2000 раз в секунду (как в грузовиках Volvo серии FM) на основе данных водителя и бортовых датчиков. Его цель – обеспечить точное рулевое управление в любой ситуации.
Коррекция рулевого управления в определенных ситуациях
[ редактировать ]Система Dynamic Steering Response может адаптироваться к различным условиям, требующим помощи при рулевом управлении. Датчики постоянно отслеживают дорожные условия и скорость автомобиля, а затем передают эту информацию в блок управления. Инструкции блока управления электродвигателю будут различаться в зависимости от текущей экологической ситуации, с которой сталкивается автомобиль. [1] [2] [5]
Стабилизация бокового ветра
[ редактировать ]При обнаружении бокового ветра датчики системы DSR собирают такие данные, как ускорение бокового ветра (сила бокового ветра, перпендикулярная транспортному средству), трение шин (сила между шинами и поверхностью, предотвращающая скольжение шин) инерция , транспортное средство (склонность автомобиля двигаться в устойчивом направлении) и текущий угол поворота рулевого колеса. Также учитываются наблюдаемые данные, такие как поведение при вождении и смещение рулевого управления. Поведение вождения определяется путем накопления данных за более длительный период, а не данных, которые собираются датчиками в режиме реального времени, таких как данные, упомянутые выше. Смещение рулевого управления также определяется в течение более длительного периода, когда фиксируется тенденция водителя поворачивать рулевое колесо не от центра при движении прямо. Блок управления будет использовать приведенные выше данные для расчета силы бокового ветра, действующей на центр масс автомобиля, и определения крутящего момента, который электродвигатель должен прикладывать к гидравлике рулевого управления, чтобы обеспечить необходимую жесткость рулевого колеса. [7]
Неровные дороги
[ редактировать ]Датчики системы DSR постоянно контролируют состояние дороги, чтобы обнаружить препятствия, такие как неровности тротуара или выбоины . Если дорожные условия заставляют автомобиль отклоняться от заданного пути, DSR самостоятельно скорректирует его траекторию, самостоятельно приложив необходимый крутящий момент к рулевой колонке . [1] Водителю не придется вручную стабилизировать рулевое колесо, поскольку DSR будет компенсировать вибрации рулевого колеса, вызванные неровностями дороги. [6]
Быстрые/медленные скорости
[ редактировать ]В ситуациях, когда автомобиль движется на высоких скоростях, система DSR подтягивает рулевое колесо и снижает передаточное число рулевого управления, чтобы позволить автомобилю двигаться в устойчивом направлении. [1] [2] Рулевое колесо будет установлено на месте, вместо того, чтобы водитель крепко держал колесо, чтобы оно не тряслось. На более низких скоростях система DSR увеличит передаточное число рулевого управления, заставляя электродвигатель оказывать большую помощь гидравлической системе рулевого управления. [2] Таким образом, при резких поворотах к рулевому колесу необходимо прикладывать меньший крутящий момент. Это делает рулевое управление более легким и управляемым. [5]
Преимущества
[ редактировать ]Повышает маневренность автомобиля, делая управление им более комфортным. Это позволяет избежать физических усилий по рулевому управлению даже на низких скоростях, независимо от тяжести груза, благодаря постоянной обратной связи и распознаванию системой. Это улучшает курсовую устойчивость на высоких скоростях, поэтому небольшие регулировки рулевого управления не требуются. Это уменьшает воздействие дорожных помех, таких как неровности и выбоины, на рулевое колесо в кабине. Он обнаруживает нежелательные отклонения колес, а электрический серводвигатель компенсирует их.
Системы Dynamic Steering Response уменьшают крутящий момент, необходимый водителям для поворотов и стабилизации автомобиля. В 2018 году исследование, проведенное Международным журналом профессиональной безопасности и эргономики, показало, что динамическое рулевое управление снижает общую мышечную активность в среднем на 15–25 % при повороте. Они также сообщили о снижении мышечной активности на 68% при маневрах рулевого управления, которые требовали от водителя полной амплитуды движений. [8] Динамическое рулевое управление делает вождение более комфортным, поскольку значительно снижается боль и риск травм из-за мышечной активности. [2]
Системы DSR также делают вождение более безопасным, поскольку значительно улучшаются устойчивость автомобиля и управляемость. Препятствия на дороге, такие как неровности или выбоины, могут привести к нестабильной езде. Но благодаря DSR транспортные средства теперь имеют большую курсовую устойчивость, противодействуя воздействиям на неровные поверхности и выбоины, что снижает количество аварий. Помимо снижения утомляемости за рулем, точный контроль поворотов и стабильность на более высоких скоростях в конечном итоге повышают безопасность благодаря внедрению DSR. Также учитывается проблема возможного отказа электрической системы или датчика в DSR. В случае этого события DSR запрограммирован на автоматическое выключение и выключение электродвигателя, чтобы вернуть автомобиль обратно в режим гидравлического рулевого управления (управление без помощи DSR). [5] [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и Кэннон, Джейсон (19 сентября 2019 г.). «Тест-драйв: динамическое рулевое управление Volvo» . Журнал коммерческих перевозчиков . Архивировано из оригинала 30 января 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и «ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗЫВАЕТ ЯВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ВОДИТЕЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ VOLVO» . Автобусы Вольво . 14 января 2020 г. Архивировано из оригинала 27 сентября 2020 г.
- ^ НОВОСТИ СИДЕНЬЯ (3 июля 2003 г.). "Новый SEAT Leon Cupra R" . ФольксвагенВортекс .
- ^ «К 2026 году объем рынка автомобильного динамического рулевого управления составит около 2 017,4 млн долларов США» . ГлобусНьюсвайр . 04.02.2020.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г «КАК ЭТО РАБОТАЕТ: ЧТО ТАКОЕ ДИНАМИЧЕСКОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ VOLVO?» . Автобусы Вольво . 2020-01-22. Архивировано из оригинала 29 сентября 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Со, Джа-Хо; О, Кван-Сок; Но, Хун-Джун (21 июня 2019 г.). «Алгоритм рулевого управления на основе модельного прогнозирующего управления для повышения эффективности рулевого управления человека-водителя на вездеходных кранах» . Достижения в области машиностроения . 11 (6). дои : 10.1177/1687814019859783 . S2CID 197447570 .
- ^ Перейти обратно: а б Пфайффер, Йенс; Рудиберт, Король (09 февраля 2018 г.). «Надежный контроль сопротивления и боковой динамической реакции дорожных транспортных средств, подвергающихся порывам бокового ветра» . Эксперименты с жидкостями . 59 (3): 45. Бибкод : 2018ExFl...59...45P . дои : 10.1007/s00348-017-2479-7 . S2CID 125804163 .
- ^ Альстрем, Кристер; Гинк Лёвгрен, Мария; Нильссон, Матс; Дукич Виллстранд, Таня; Анунд, Анна (03.07.2019). «Влияние активной системы рулевого управления на мышечную активность водителей городских автобусов» . Международный журнал по охране труда и эргономике . 25 (3): 377–385. дои : 10.1080/10803548.2018.1445465 . ISSN 1080-3548 . ПМИД 29482453 . S2CID 3583520 .
- ^ Берг, Том (17 сентября 2019 г.). «Динамическое рулевое управление Volvo снижает нагрузку и усталость водителя» . Стационарный телефон . Архивировано из оригинала 30 октября 2020 г.
- ^ «Вольво Тракс» .