O řízení po drátě neboli steer-by-wire (SBW) jsme v poslední době už několikrát psali. Většinou v souvislosti s tím uvedením nového modelu, který tuhle supermoderní techniku používá. Určitě proto víte, že ji najdete nejen u Tesly, ale také u Lexusu nebo dokonce malého čínského užitkového vozu značky Farizon. To dokazuje, že není určena pouze techniky sofistikovaným vozům, ale že její využití je mnohem širší. Jako první ji už v roce 2013 uvedlo Infiniti na modelu Q50. To se tehdy nabízelo i na českém trhu, takže jsme si mohli tohle řízení vyzkoušet v praxi při testu uvedeného modelu.
V Q50 ale na první pohled nic nepřipomínalo, že mezi volantem a řízením není mechanické spojení. Volant byl stejný jako u verze s konvenčním řízením. Pravdou je, že vjemy zpoza volantu byly v Q50 trochu zvláštní. To však bylo před 12 lety, takže za tu dobu technika zase pokročila.
Převod podle přání
Dnes auta nebo přesněji modely s tímhle typem řízení prozradí na první pohled nezvyklý volant, který připomíná řídidlo (berany) některých zejména starších letadel. Skutečnost, že může mít v podstatě hranatý tvar, navíc s neúplným věncem, dovoluje právě jedna z vlastností řízení SBW.
Tím, že volant není s řízením a potažmo předními řídicími koly pevně spojen, lze relativně snadno docílit teoreticky nekonečného množství převodů. Převod řízení se navíc může měnit s množstvím vstupních údajů. Jde zejména o poloměr zatáčky a rychlost. Při pomalé jízdě a točení volantem na místě tak může být řízení strmé jak v monopostu formule 1. Mezi plnými rejdy tak stačí ani ne jedna otáčka. Řidič tak nemusí na volantu přehmatávat a může jej držet v poloze tři čtvrtě na tři. Se zvyšující se rychlostí se převod zvětšuje, řízení se stává méně strmé, což přispívá ke stabilitě jízdy.
Nový podvozek od ZF bude dokonalá unifikace. A ještě více po drátech
Pro většinu řidičů se takové auto příjemněji řídí, jelikož působí nebývale agilně, což s pevným převodem, ale i proměnným dle úhlu natočení volantu (VW Progresivní řízení), lze dosáhnout jen s omezením. O něco lepší to může být při aktivním řízení, které mají vozy Audi, BMW, případně i starší luxusy. U nich je mezi volant a řízení vložena zvláštní převodovka, která mění závislost úhlu natočení volantu na vychýlených předních kolech. V praxi to ale působí trochu uměle.
Vzhledem k absenci volantové tyče nehrozí při čelním nárazu průnik řízení (volantu) do kabiny. Tedy parametr, který se v době zavádění bariérových testů nejvíce řešil. S tím souvisí také konverze auta na pravostranné a levostranné řízení, kdy nepotřebujete dva různé díly, ale stačí jen jeden. Také není potřeba měnit uspořádání v motorovém prostoru, což s konvenčním řízením někdy potřebujete. Byly i případy, kdy některé modely existovaly pouze s řízením na jedné straně. Prostě nebylo kudy motorovým prostorem vést hřídel volantu, třeba z důvodu umístění turbodmychadla nebo jiného komponentu.
Třetí výhodou je nižší hmotnost, snadná změna posilového účinku a také jednodušší aplikace asistenčních a bezpečnostních systémů. V neposlední řadě je řízení SBW vysoce komfortní, jelikož se do volantu nepřenášejí důsledky odvalování se předních kol s pneumatikou po různém povrchu. Je to tedy maximálně komfortní.
Auto jako PlayStation
Původ myšlenky řízení SBW pochází z letectví, kde se to nazývá FBW (Fly-by-Wire). Původně bylo analogové, později digitální. Snad prvním strojem, který to používal, byl výsadkový modul lodi Apollo, v němž přistávali dva američtí astronauti na povrchu Měsíce. Z letadel to jako první dostal letoun General Dynamics F-16A Fighting Falcon, coby takzvaný stroj s „vysokým stupněm manévrovatelnosti“, což dovolilo právě řízení FBW. Poprvé nebyla řídicí páka uprostřed kabiny v ose s pilotním sedadlem, ale na pravé straně (konzole) kokpitu v podobě joysticku jako v počítačové hře. K ovládání letounu totiž poprvé nebylo zapotřebí svalů.
U letadel s FBW si zejména piloti zvyklí na konvenční řízení stěžují na nedostatek citu a zpětné vazby. Typické při přechodu z Boeingu 737, který má konvenční řízení, na Airbus A320, jenž používá řízení FBW.
Toyota začne vyrábět auta s řízením „po drátě“ v příštím roce
U aut se SBW je to stejné. Absence mechanické vazby znamená, že řidiči nejen že necítí nerovnosti, po kterých jede a jež se u dobrých řízení přenášejí lehce do volantu, který se tak pohybuje v rukách, ale ani zásobu přilnavosti, typické tuhnutí volantu při zvětšování se odstředivé síly v zatáčce.
Konstruktéři a ladiči tohle dobře vědí, a tak stejně jako jejich letečtí kolegové se snaží do řízení SBW (stejně jako u letadel do FBW) implementovat umělý cit. Zatímco u letadel je to soustavou pružin v kombinaci s hydraulickými válci coby zatěžovacími mechanismy, u aut je to docilováno zvláštním elektromotorem, který je umístěn pod volantem. Řidič se tak vlastně při jízdě lidově řečeno „pere“ s elektrickým strojem. Tohle mělo už vzpomínané Infiniti Q50.
Podivný volant už brzy dostanou i mercedesy. Jde o bezpečnost i pohodlí
Tohle je patrně ta největší nevýhoda řízení SBW. Druhou představuje systém jako takový, přičemž vyžaduje plné zálohování, ideálně trojité. Stejně je to vyřešeno i v letadlech s FBW. Jen tak lze minimalizovat selhání řízení, které by vedlo téměř jistě k nehodě. Zálohování se řeší více snímači, které mají stejnou úlohu, respektive akčními členy. Běžné jsou tak třeba dva elektromotory, které posouvají tyč řízení. U Infiniti Q50 byla navíc ještě mechanická záloha, která už se ale u nových systémů současných aut nepoužívá.
Vzhledem k tomu je trochu s podivem, že podmínky homologace řízení SBW nemají nějaké speciální požadavky. Spíše to nechávají na samotném výrobci vozidla. Prostě mu plně věří, že to udělá dobře. Bohužel ne vždy to tak je. Typické pro Teslu Cybertruck, kde zejména v Německu podrobili řízení velmi ostré kritice a sami Němci pro neobvyklé americké auto vyvinuli lepší systém.
Důležitá je pro řízení SBW také vysoká takzvaná elektromagnetická kompatibilita EMC, tedy vysoký stupeň odrušení, aby nedocházelo k ovlivňování funkce řízení vnějšími jevy. Totéž se týká také elektronického programu řídicího počítače, který musí být imunní vůči takzvanému zabloudění. Uvedené se v minulosti velmi řešilo nejen v letectví, ale i v železniční dopravě, kde se elektrický přenos pro důležité systémy také již léta používá. Třeba u Airbusu A320 jsou dva základní letové počítače, kdy jeden pracuje jako hlavní a druhý záložní konceptem master a slave. Při letu opačným směrem si tuhle roli prohodí.
Mercedes steer-by-wire schema • Mercedes-Benz
Zdroj: Jalopnik, Wikipedia, technické školení na Infiniti Q50, příručka Aircraft Control Systems, tisková zpráva Lexus RZ
Foto: Tesla, Lexus, Farizon a Infiniti