Wyczucie drogi, precyzja i stabilność dzięki technologii Steer-by-Wire

Nowy sposób działania kierownicy przekłada się na nowy odbiór kontaktu z drogą. PEUGEOT Hypersquare® łączy kompaktową konstrukcję przyrządu sterującego z technologią Steer-by-Wire, co zapewnia zwrotność przy niskich prędkościach, precyzję przy pokonywaniu zakrętów oraz stabilność i panowanie nad reakcjami pojazdu w miarę wzrostu prędkości.

Dzięki wyeliminowaniu kolumny kierowniczej, czyli mechanicznego połączenia między kierownicą a kołami pojazdu, nasza opatentowana architektura sterowania daje nam większą swobodę przy kalibrowaniu reakcji układu kierowniczego oraz informacji zwrotnej przekazywanej kierowcy poprzez stawiany opór. Nie chodzi tu o całkowite pozbawienie kierowcy możliwości fizycznego wyczucia pracy układu, ale o selekcję i sposób dostarczania informacji, które pomagają orientować się w położeniu i torze ruchu pojazdu, rozumieć jego reakcje oraz budować poczucie pewności za kierownicą na różnych drogach.

 

Ta równowaga jest uzyskiwana dzięki dwóm współdziałającym funkcjom. Pierwsza to zmienne przełożenie w układzie, czyli relacja między ruchem kierownicy PEUGEOT Hypersquare® a kątem skręcenia kół korygowana na bieżąco w zależności od prędkości jazdy. Druga to sprzężenie zwrotne, czyli użyteczna informacja dla kierowcy odbierana jako wyczuwalny opór na kierownicy, ale pozbawiona zbędnych dodatków, takich jak wibracje wynikające z nierówności nawierzchni. Razem funkcje te tworzą wrażenie, które naturalnie i intuicyjnie ewoluuje wraz ze zmianą prędkości i warunków jazdy.

Za tym skalibrowanym doświadczeniem kryje się bezpieczna architektura elektroniczna oparta na nadmiarowości, inspirowana rozwiązaniami stosowanymi w lotnictwie, w systemach sterowania krytycznych dla bezpieczeństwa.

 

PEUGEOT Hypersquare® pozwala połączyć cenioną przez kierowców zwinność manewrowania w codziennym użytkowaniu z precyzją i stabilnością przy szybkiej jeździe na trasie.

Przy niskiej prędkości przełożenie jest bezpośrednie, a do zmiany kierunku jazdy wystarczają niewielkie ruchy kierownicą. W zakrętach reakcje układu stają się bardziej powściągliwie, a kierowca otrzymuje informację zwrotną o przebiegu manewru. Na autostradzie przełożenie jest skalibrowane w sposób umożliwiający precyzyjne korekty, a kierownica stawia bardziej wyczuwalny opór. 

 

Taka zmiana charakterystyki jest możliwa dzięki różnicowaniu przełożenia w układzie i sprzężeniu zwrotnemu. Pierwsza z tych funkcji określa skalę reakcji kół na określony ruch kierownicą, druga natomiast pozwala fizycznie odczuwać działanie układu poprzez trzymaną w rękach kierownicę PEUGEOT Hypersquare®. Razem zapewniają one zwrotność bez gwałtownych reakcji, wyczucie drogi bez zbędnego szumu informacyjnego oraz precyzję bez utraty stabilności oczekiwaną przy wyższych prędkościach.

 

W zależności od wybranego trybu jazdy zmiany przełożenia zależne od prędkości oraz sprzężenie zwrotne mogą nadawać sterowaniu bardziej relaksującą lub bardziej dynamiczną charakterystykę. Każdemu trybowi jazdy odpowiada inna kalibracja, ale reakcje układu zawsze płynnie, intuicyjnie i spójnie adaptują się do prędkości jazdy.

Bezpośredniość, gdy liczy się zwrotność, oraz precyzja, kiedy ważna jest stabilność: każdy ruch kierownicą PEUGEOT Hypersquare® przekłada się na określoną reakcję.

 

Pierwszą zauważalną różnicą jest mniejszy zakres obrotów kierownicą między położeniami skrajnymi, możliwy dzięki technologii steer-by-wire. Kierownica PEUGEOT Hypersquare® obraca się o maksymalnie 170° w lewo lub w prawo. Tyle wystarcza do pełnego skręcenia kół – podczas gdy w konwencjonalnych układach potrzebne byłoby kilka pełnych obrotów. Większość manewrów nie wymaga nawet odrywania rąk od naturalnych stref chwytu – chociaż przy najciaśniejszych manewrach kierowca może czasem przenieść dłoń w inne miejsce, jeżeli jest to dla niego wygodniejsze.

Stałe przełożenie w układzie kierowniczym nie sprawdza się jednakowo dobrze przy manewrowaniu na parkingu i przy szybkiej jeździe poza miastem. Technologia Steer-by-Wire pozwala dostosować reakcje układu do każdej sytuacji.

 

W konwencjonalnym układzie kierowniczym relacja między ruchami kierownicy a kątem skręcenia kół zależy w dużej mierze od połączeń mechanicznych. W układzie z technologią Steer-by-Wire czujniki mierzą ruchy kierownicy PEUGEOT Hypersquare®, elektronika intepretuje intencje i polecenia kierowcy, a siłowniki ustawiają położenie kół.

 

Przy niskiej prędkości bardziej bezpośrednie przełożenie oznacza, że już niewielki ruch kierownicą przekłada się na stosunkowo duży kąt skręcenia kół. Pozwala to na sprawne manewrowanie w ograniczonej przestrzeni bez konieczności wykonywania pełnych obrotów kierownicą. W miarę wzrostu prędkości przełożenie staje się mniej bezpośrednie, więc ten sam ruch kierownicą powoduje mniejszą zmianę kąta skręcenia kół, co pozwala precyzyjnie i stabilnie korygować tor ruchu pojazdu.

 

Zasadnicze założenia koncepcji

Zmienne przełożenie w układzie nie oznacza nieprzewidywalności jego działania. W ramach wybranego trybu jazdy reakcja układu odpowiada skalibrowanej relacji z prędkością pojazdu i zmienia się stopniowo oraz spójnie wraz ze zmianą warunków jazdy.

Przy niskiej prędkości ruchy kierownicą PEUGEOT Hypersquare® przekładają się na bardziej zdecydowaną zmianę kąta skręcenia kół.

 

Bezpośrednie przełożenie ogranicza zakres potrzebnego obrotu przy niskiej prędkości, natomiast jego odpowiednio skalibrowana zmiana zapewnia lepszą kontrolę i stabilność w miarę wzrostu prędkości.

Częścią wrażeń odbieranych przez kierowcę jest sprzężenie zwrotne, czyli wyczuwalny opór w układzie. Opór zmienia się w trakcie manewrowania, dzięki czemu kierowca może lepiej ocenić, jak operować kierownicą. Brak oporu pozbawiałby go tej ważnej informacji zwrotnej.

Technologia steer-by-wire pozwala zastąpić dużą liczbę obrotów większym przełożeniem, dzięki czemu kierowca może uzyskać taką samą reakcję pojazdu przy mniejszym ruchu kierownicą.

 

Przełożenie w układzie jest sterowane elektronicznie, więc pełne przestawienie kół między jednym a drugim skrajnym położeniem nie wymaga kilku obrotów kierownicą. Zakres obrotów kierownicy PEUGEOT Hypersquare® sprzężonej z układem typu Steer-by-Wire wynosi 170° w każdym kierunku, co znacznie ogranicza potrzebę przekładania rąk na kierownicy.

Nie chodzi tu przy tym wyłącznie o szybkość manewrowania. Mniejszy zakres obrotu kierownicy to mniej zbędnych ruchów ramion oraz lepsze wyczucie relacji między operowaniem kierownicą a reakcją pojazdu. Gdy samochód przyspiesza, reakcje w układzie stają się mniej bezpośrednie, co pozwala precyzyjniej korygować tor jazdy i zapewnia lepszą stabilność pojazdu.

 

Technologia Steer-by-Wire pozwala skrócić zakres operacyjny kierownicy między położeniami skrajnymi. Charakterystyczny kształt kierownicy PEUGEOT Hypersquare® sprawia, że nowa relacja między jej ruchem a reakcją jest od razu widoczna, co pomaga kierowcy zaadaptować się do specyfiki obsługi tego układu.

Technologia steer-by-wire eliminuje mechaniczną kolumnę kierownicy, ale nie pozbawia kierowcy fizycznego wyczucia samochodu i jego reakcji. Opór generowany na kierownicy PEUGEOT Hypersquare® to źródło użytecznej informacji, podobnie jak w układzie mechanicznym.

 

Opór ten jest generowany przez specjalny siłownik. Jest on skalibrowany z uwzględnieniem ruchu kierownicy, prędkości jazdy raz dynamicznego stanu pojazdu. Opór ten jest mniejszy w czasie manewrowania oraz rośnie i jest wyraźniej wyczuwalny w miarę wzrostu prędkości.

 

Możliwość kalibrowania informacji zwrotnej pozwala nam także oddzielić użyteczną informację od zakłóceń. Nie ma potrzeby odtwarzać każdej wibracji, która byłaby wyczuwalna w układzie z mechaniczną kolumną kierownicy. Najważniejsze jest przekazanie sił działających na samochód oraz zmian, które pomagają kierowcy zrozumieć jego reakcje.

 

Na wrażenia z jazdy wpływają między innymi jakość nawierzchni, obciążenie kół oraz siły odśrodkowe w zakrętach. Przekładamy te najistotniejsze informacje na określony poziom oporu, unikając jednak skrajności: całkowitej izolacji lub przekazywania nadmiaru informacji, których kierowca nie potrzebuje.

Elektroniczny układ kierowniczy jest odbierany przez kierowcę inaczej, ponieważ informacja zwrotna z drogi jest odtwarzana przez układy elektroniczne, a nie przekazywana przez mechaniczną kolumnę kierownicy. Nasza kalibracja przekłada tę cechę na spójne i użyteczne informacje składające się na wrażenia z jazdy.

 

Układ mechaniczny przekazuje siły poprzez elementy fizyczne – ale przy okazji przenosi też wibracje, wstrząsy i inne zakłócenia, które nie zawsze pomagają kierowcy. Technologia steer-by-wire pozwala nam swobodnie regulować wyczuwalny opór w układzie, jego skalę w czasie jazdy na wprost, oraz sposób przekazywania informacji z drogi w czasie pokonywania zakrętów.

 

Nie zamierzamy imitować działania podzespołów konwencjonalnego układu kierowniczego w każdym aspekcie. PEUGEOT Hypersquare® tworzy nową relację między operowaniem kierownicą, oporem w układzie i reakcjami pojazdu. Przełożenie oraz sprzężenie zwrotne zostały skalibrowane pod kątem utrzymania spójności reakcji, przy czym ustawienia tej kalibracji są różne w poszczególnych trybach jazdy.

 

Zawsze jednak kierowca czuje zmianę poziomu oporu w zależności od tego, czy manewruje z niską prędkością, czy jedzie szybko krętą drogą. Zmienia się natomiast sposób, w jaki ta informacja jest generowana i przetwarzana, zanim poczują ją dłonie trzymające kierownicę.

Zasadnicze założenia koncepcji

Przefiltrowane informacje z układu kierowniczego to nie brak informacji. Technologia Steer-by-Wire eliminuje nieprzydatne zakłócenia, ale zachowuje opór i informacje dynamiczne potrzebne do precyzyjnego prowadzenia pojazdu.

Precyzja rozpoczyna się od precyzyjnego operowania kierownicą i kończy na reakcji pojazdu zrozumiałej dla kierowcy. Technologia steer-by-wire pozwala połączyć te rzeczy ciągiem układów elektronicznych.

 

Czujniki mierzą kierunek i kąt obrotu kierownicy. Moduł sterowania przekłada to żądanie na określony kąt skrętu kół, a nad całym manewrem czuwa system monitorujący działanie układu kierowniczego. Pozwala to dostosować charakterystykę układu pod kątem pożądanej reakcji pojazdu – co nie jest możliwe w tradycyjnym układzie mechanicznym ze stałym przełożeniem.

 

W czasie pokonywania zakrętu precyzja wynika z równowagi między reakcją, oporem i progresywnymi zmianami. Pierwszy ruch kierownicą powinien zdecydowanie wskazać kierunek ruchu pojazdu, a późniejsze korekty powinny być powściągliwe i przewidywalne.

 

Mniejszy zakres obrotu również sprzyja precyzji, ponieważ ręce kierowcy mogą pozostać w tej samej strefie zapewniającej najlepszą kontrolę. Kierowca może wykonać obrót kierownicą, przytrzymać ją w danym położeniu i wrócić do położenia pierwotnego w jednym geście. Przekładanie rąk jest konieczne znacznie rzadziej.

Precyzja działania układu od wejścia w zakręt do jego opuszczenia wynika ze stopniowania zmian charakterystyki, które nigdy nie są skokowe.

 

Gdy kierowca obraca kierownicę PEUGEOT Hypersquare®, funkcja zmiennego przełożenia skręca koła z uwzględnieniem aktualnej prędkości pojazdu. Sprzężenie zwrotne koryguje opór w miarę przebiegu manewru w taki sposób, aby pomóc kierowcy w ocenie właściwego kąta skręcenia kół i reakcji pojazdu.

 

Przy pokonywaniu serii łuków wystarczą tylko minimalne ruchy kierownicą. Kierowca nie musi jej obracać o duży kąt, a odpowiednio skalibrowana funkcja zmian przełożenia pomaga spokojniej korygować tor ruchu zgodnie z układem drogi.

 

Dzięki temu pojazd daje poczucie zwrotności bez wrażenia nerwowości charakterystyki układu. Bezpośredniość i stabilność nie są cechami przeciwstawnymi – to dwa różne elementy tej samej kalibracji zależnej od prędkości jazdy.

W czasie jazdy z dużą prędkością pewność prowadzenia wynika ze spokojnych i powściągliwych reakcji samochodu na ruchy kierownicą. Przełożenie w układzie dostosowujące się do prędkości pozwala kierowcy dokonywać precyzyjnych korekt, a funkcja sprzężenia zwrotnego dostarcza jasnych i spójnych informacji.

 

Zmiana przełożenia zależna od prędkości powoduje, że czułość układu na ruchy kierownicą przy jej ustawieniu do jazdy na wprost jest mniejsza w porównaniu z bezpośrednim przełożeniem przy niskiej prędkości. Drobne ruchy kierownicą przekładają się na minimalną korektę skrętu kół, co pozwala utrzymać samochód w obrębie pasa ruchu i płynnie zmieniać tor jazdy w razie potrzeby.

 

W miarę wzrostu prędkości funkcja sprzężenia zwrotnego generuje większy opór. Powoduje to usztywnienie kierownicy w okolicach położenia środkowego i pomaga rozpoznać różnicę między drobną korektą a wyraźnym zamiarem zmiany toru jazdy.

 

Stabilność wynika także ze spójności. W ramach wybranego trybu jazdy przełożenie w układzie kierowniczym oraz opór sprzężenia zwrotnego zmieniają się wraz z prędkością. Reakcje układu są zatem spójne i stopniowe, bez skokowych zmian przełożenia czy wspomnianego oporu.

PEUGEOT Hypersquare® nie jest technologią oddzielającą kierowcę od drogi. Sprawia ona jedynie, że relacja ta jest bardziej precyzyjna i racjonalna.

 

Dzięki technologii Steer-by-Wire nasi inżynierowie mogą skalibrować reakcje układu kierowniczego i sprzężenie zwrotne w ramach jednego spójnego doświadczenia. Bezpośrednie przełożenie przy niskiej prędkości pozwala swobodnie manewrować przy mniejszym zakresie ruchów kierownicą, natomiast przy wyższych prędkościach układ reaguje bardziej powściągliwie. Sprzężenie zwrotne odczuwane jako opór dostarcza użytecznych informacji o drodze i poprawia czytelność każdej reakcji układu.

 

Tak działa nowa kierownica PEUGEOT: z małym zakresem obrotu zapewnia precyzję reakcji oraz stabilność w miarę wzrostu prędkości. Reakcja na każdy ruch jest odpowiednio skalibrowana i pozwala kierowcy zapanować nad każdym zakrętem.