![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
toman_kИнтересно было бы пофантазировать на тему того, какими бы стоило сделать органы управления автомобиля (и заложенные в конструкцию алгоритмы их действия) для того, чтобы сделать это самое управление максимально удобным для водителя.
С одной стороны, понятно, что общепринятая сейчас схема управления не является оптимальной в смысле удобства. Она слишком завязана на технические подробности (механическую коробку передач, фрикционное сцепление, непосредственное управлением газом, рулевое управление, рассчитанное на хотя бы какую-то работу без рулевого усилителя). Если сравнивать даже хотя бы с органами управления мотоцикла, то тут мотоцикл выигрывает, несмотря на ту же механическую коробку передач. И совсем уж однозначно он станет выигрывать, если убрать необходимость опираться ногами на стоянке, и если отказаться от разделения передних/задних тормозов (т.е. в этом случае нога будет лежать на педали тормоза, никак не препятствуя ни ручному газу, ни сцеплению, ни переключению передач). Однако это достигается лишь за счёт мотоциклетного руля, работающего без перехватов - а значит, годится либо для совсем лёгких машин, либо для, наоборот, совсем тяжёлых (где реальных шансов рулить без рулевого усилителя нет в принципе), либо при условии, что надёжность рулевых усилителей будет доведена до уровня, не уступающего собственно механическому рулевому приводу.
Однако отбросим пока вопрос руля. Сам по себе круглый руль автомобиля, подразумевающий перехваты, в принципе, имхо, достаточно удобен, если нам не требуется вешать на него какие-то органы управления как то газ, тормоз, сцепление, переключение передач и т.п.
Коробка-автомат в принципе исключила необходимость в педали сцепления, да и манипуляции с селектором требуются гораздо реже, нежели с рычагом передач при механической коробке. Остались только педали газа и тормоза. Однако они, в штатном варианте, по-прежнему остаются под одной ногой, что есть уже некоторый минус в плане времени реакции и удобства, ради некой (довольно условной, впрочем: смысл педали "газа" уже в значительной степени иной) унификации с управлением машин с традиционной коробкой передач (хотя, конечно, можно и левую положить на тормоз). Ну и сама по себе гидромеханическая передача небезупречна как в смысле абстракции технических подробностей, так и в смысле удобства. Так, многие жалуются на некоторую инерционность, замедленность реакции машин с гидромеханическими коробками.
Теперь допустим, что у нас имеется автомобиль с кратковременным накопителем энергии, с рекуперативным рабочим тормозом, и, соответственно, с полной развязкой тяги и торможения от режимов работы двигателя. Т.е. водитель теперь совсем не занимается непосредственным управлением оборотами двигателя ("газом") в процессе нормального вождения - максимум, выбирает по общей ситуации несколько разные настройки автомата управления двигателем, а управляет по сути только непосредственно тягой и рабочим рекуперативным тормозом. Разумеется, дотормаживание и удержание автомобиля на месте после остановки осуществляются фрикционным тормозом, но в автоматическом режиме, не требуя в норме от водителя работы с отдельным органом управления для этой цели. Однако сам этот орган управления всё же сохраняется - как для надёжности, так и для специальных целей (см. ниже).
По логике вещей, в такой ситуации вырисовывается схема управления, состоящая из трёх педалей: посередине "унаследованная" педаль фрикционного тормоза (она находится совсем посередине, и, вероятно, увеличенной ширины - так что можно с удобством нажимать любой ногой), справа педаль "хода", слева педаль рабочего (рекуперативного) тормоза. Эти две педали, имхо, следует (в целях той же эргономики) объединить общей качалкой в единую ось управления. Чтобы не было и в принципе не могло быть ситуаций, когда водитель тупо давит на обе педали, а система управления не знает, что с этим делать, и чтобы не городить ещё более дурацкие и опасные блокировки педалей, которые были бы чреваты невозможностью сразу нажать на рабочий тормоз, если водитель не отпустил "ход" (или если педаль "хода" просто не вернулась до конца по какой-то причине). Таким образом, во время движения водитель постоянно держит ноги на обеих рабочих педалях, и может в любой момент легко и быстро переходить от тяги к торможению или наоборот. При необходимости можно затормозить фрикционным тормозом, перебросив любую ногу на соответствующую педаль. Вроде, выглядит логично и привлекательно.
Но вопросы возникают, когда дело касается заднего хода. А именно, как более правильно/удобно/безопасно организовать реверсирование автомобиля, имеющего такой набор органов управления. Фактически, я вижу тут альтернативу из двух вариантов.
Первый вариант:
педали жёстко закрепляются фактически не за понятиями "ход" и "тормоз", а за направлениями прикладываемой силы. Т.е. правая педаль - это сила вперёд, левая педаль - сила назад. Ручка реверса же управляет лишь режимами работы автоматического дотормаживания и противоската. Т.е. в положении "вперёд" усилие назад автоматически снимается и накладывается фрикционный тормоз, если скорость движения вперёд меньше какой-то пороговой величины, равно как нулевая или отрицательная, т.е. на этом режиме левая педаль работает именно как "тормоз", и не приводит к движению автомобиля назад. Аналогично, в положении "назад" запрещается (делается невозможным) движение автомобиля вперёд, при этом роль "хода" играет уже левая педаль, а "тормоза" - правая. Согласно элементарной логике вещей, у ручки реверса имеются ещё два положения: разумеется, стояночное (движение в любом направлении запрещено, дотормаживание и постановка на стояночный тормоз производятся безусловно) и "раскачка", оно же "противоскат отключён". В этом положении система управления тупо выдаёт силу тяги в направлении, соответствующем нажатой педали, независимо от направления фактического движения автомобиля. Этот режим должен быть весьма удобен для выезда враскачку, а также, возможно, для интенсивного маневрирования (вот тут-то как раз и пригодится отдельная педаль фрикционного тормоза - когда в процессе маневрирования нам таки понадобится именно затормозить, чётко остановиться, а не просто в очередной раз реверсироваться с ходу).
И второй вариант - привязка правой педали к понятию "ход", а левой - к понятию "тормоз" (т.е. невозможность при помощи левой педали набирать скорость в любом направлении), и реверсирование соответственно обычным, привычным для нынешних водителей образом. В этом случае реверсивная рукоятка имеет только 3 положения - вперёд, стоянка и назад. Режим раскачки пропадает, что плохо. Поэтому приходится кроме реверсивной рукоятки добавить ещё одну рукоятку "отключение противоската", которая будет превращать положения "вперёд" и "назад" в аналог режима "раскачка" из первого варианта. Но, увы, в положениях "вперёд" и "назад" значения педалей оказываются диаметрально противоположны, что, понятное дело, чревато путаницей и аварийными ситуациями. Так что на практике, видимо, пришлось бы оставить возможность включения такого режима только на одном из направлений движения, например, "вперёд" - однако это уже само по себе не очень удобно, скажем, если понадобится выдёргиваться враскачку при движении в целом задним ходом, да и, честно говоря, не вполне понятно, почему надо выбрать именно направление "вперёд", а не "назад" для раскачки. Кроме того, подсознательное восприятие левой педали как "тормоза" в этом варианте на самом деле также чревато опасностью в случае, например, если водитель перевёл реверсивную рукоятку в направление, противоположное фактическому направлению движения автомобиля, при отключённом противоскате.
В общем, мне как-то более симпатичным кажется первый вариант специализации педалей. Пусть он и требует некоторого первоначального переучивания/привыкания водителя после нынешнего варианта, однако после этого привыкания он, имхо, всё-таки менее противоречив. Если отказаться от режима "раскачки", то второй вариант был бы примерно равноценным по внутренней логичности - но уж больно обидно отказываться от настолько вкусной фичи, которая прямо-таки напрашивается при такой трёхпедальной схеме управления.
А вы как считаете? Какие ещё косяки и подводные камни видите в том и/или другом варианте такой схемы управления? М.б. какие-нибудь ещё варианты количества и расположения педалей? (Если считаем, что руки водителя по-прежнему заняты рулём плюс манипуляциями со всякими прочими предметами в кабине, чесанием носа, головы и т.п. - что, в общем, довольно логично).
С одной стороны, понятно, что общепринятая сейчас схема управления не является оптимальной в смысле удобства. Она слишком завязана на технические подробности (механическую коробку передач, фрикционное сцепление, непосредственное управлением газом, рулевое управление, рассчитанное на хотя бы какую-то работу без рулевого усилителя). Если сравнивать даже хотя бы с органами управления мотоцикла, то тут мотоцикл выигрывает, несмотря на ту же механическую коробку передач. И совсем уж однозначно он станет выигрывать, если убрать необходимость опираться ногами на стоянке, и если отказаться от разделения передних/задних тормозов (т.е. в этом случае нога будет лежать на педали тормоза, никак не препятствуя ни ручному газу, ни сцеплению, ни переключению передач). Однако это достигается лишь за счёт мотоциклетного руля, работающего без перехватов - а значит, годится либо для совсем лёгких машин, либо для, наоборот, совсем тяжёлых (где реальных шансов рулить без рулевого усилителя нет в принципе), либо при условии, что надёжность рулевых усилителей будет доведена до уровня, не уступающего собственно механическому рулевому приводу.
Однако отбросим пока вопрос руля. Сам по себе круглый руль автомобиля, подразумевающий перехваты, в принципе, имхо, достаточно удобен, если нам не требуется вешать на него какие-то органы управления как то газ, тормоз, сцепление, переключение передач и т.п.
Коробка-автомат в принципе исключила необходимость в педали сцепления, да и манипуляции с селектором требуются гораздо реже, нежели с рычагом передач при механической коробке. Остались только педали газа и тормоза. Однако они, в штатном варианте, по-прежнему остаются под одной ногой, что есть уже некоторый минус в плане времени реакции и удобства, ради некой (довольно условной, впрочем: смысл педали "газа" уже в значительной степени иной) унификации с управлением машин с традиционной коробкой передач (хотя, конечно, можно и левую положить на тормоз). Ну и сама по себе гидромеханическая передача небезупречна как в смысле абстракции технических подробностей, так и в смысле удобства. Так, многие жалуются на некоторую инерционность, замедленность реакции машин с гидромеханическими коробками.
Теперь допустим, что у нас имеется автомобиль с кратковременным накопителем энергии, с рекуперативным рабочим тормозом, и, соответственно, с полной развязкой тяги и торможения от режимов работы двигателя. Т.е. водитель теперь совсем не занимается непосредственным управлением оборотами двигателя ("газом") в процессе нормального вождения - максимум, выбирает по общей ситуации несколько разные настройки автомата управления двигателем, а управляет по сути только непосредственно тягой и рабочим рекуперативным тормозом. Разумеется, дотормаживание и удержание автомобиля на месте после остановки осуществляются фрикционным тормозом, но в автоматическом режиме, не требуя в норме от водителя работы с отдельным органом управления для этой цели. Однако сам этот орган управления всё же сохраняется - как для надёжности, так и для специальных целей (см. ниже).
По логике вещей, в такой ситуации вырисовывается схема управления, состоящая из трёх педалей: посередине "унаследованная" педаль фрикционного тормоза (она находится совсем посередине, и, вероятно, увеличенной ширины - так что можно с удобством нажимать любой ногой), справа педаль "хода", слева педаль рабочего (рекуперативного) тормоза. Эти две педали, имхо, следует (в целях той же эргономики) объединить общей качалкой в единую ось управления. Чтобы не было и в принципе не могло быть ситуаций, когда водитель тупо давит на обе педали, а система управления не знает, что с этим делать, и чтобы не городить ещё более дурацкие и опасные блокировки педалей, которые были бы чреваты невозможностью сразу нажать на рабочий тормоз, если водитель не отпустил "ход" (или если педаль "хода" просто не вернулась до конца по какой-то причине). Таким образом, во время движения водитель постоянно держит ноги на обеих рабочих педалях, и может в любой момент легко и быстро переходить от тяги к торможению или наоборот. При необходимости можно затормозить фрикционным тормозом, перебросив любую ногу на соответствующую педаль. Вроде, выглядит логично и привлекательно.
Но вопросы возникают, когда дело касается заднего хода. А именно, как более правильно/удобно/безопасно организовать реверсирование автомобиля, имеющего такой набор органов управления. Фактически, я вижу тут альтернативу из двух вариантов.
Первый вариант:
педали жёстко закрепляются фактически не за понятиями "ход" и "тормоз", а за направлениями прикладываемой силы. Т.е. правая педаль - это сила вперёд, левая педаль - сила назад. Ручка реверса же управляет лишь режимами работы автоматического дотормаживания и противоската. Т.е. в положении "вперёд" усилие назад автоматически снимается и накладывается фрикционный тормоз, если скорость движения вперёд меньше какой-то пороговой величины, равно как нулевая или отрицательная, т.е. на этом режиме левая педаль работает именно как "тормоз", и не приводит к движению автомобиля назад. Аналогично, в положении "назад" запрещается (делается невозможным) движение автомобиля вперёд, при этом роль "хода" играет уже левая педаль, а "тормоза" - правая. Согласно элементарной логике вещей, у ручки реверса имеются ещё два положения: разумеется, стояночное (движение в любом направлении запрещено, дотормаживание и постановка на стояночный тормоз производятся безусловно) и "раскачка", оно же "противоскат отключён". В этом положении система управления тупо выдаёт силу тяги в направлении, соответствующем нажатой педали, независимо от направления фактического движения автомобиля. Этот режим должен быть весьма удобен для выезда враскачку, а также, возможно, для интенсивного маневрирования (вот тут-то как раз и пригодится отдельная педаль фрикционного тормоза - когда в процессе маневрирования нам таки понадобится именно затормозить, чётко остановиться, а не просто в очередной раз реверсироваться с ходу).
И второй вариант - привязка правой педали к понятию "ход", а левой - к понятию "тормоз" (т.е. невозможность при помощи левой педали набирать скорость в любом направлении), и реверсирование соответственно обычным, привычным для нынешних водителей образом. В этом случае реверсивная рукоятка имеет только 3 положения - вперёд, стоянка и назад. Режим раскачки пропадает, что плохо. Поэтому приходится кроме реверсивной рукоятки добавить ещё одну рукоятку "отключение противоската", которая будет превращать положения "вперёд" и "назад" в аналог режима "раскачка" из первого варианта. Но, увы, в положениях "вперёд" и "назад" значения педалей оказываются диаметрально противоположны, что, понятное дело, чревато путаницей и аварийными ситуациями. Так что на практике, видимо, пришлось бы оставить возможность включения такого режима только на одном из направлений движения, например, "вперёд" - однако это уже само по себе не очень удобно, скажем, если понадобится выдёргиваться враскачку при движении в целом задним ходом, да и, честно говоря, не вполне понятно, почему надо выбрать именно направление "вперёд", а не "назад" для раскачки. Кроме того, подсознательное восприятие левой педали как "тормоза" в этом варианте на самом деле также чревато опасностью в случае, например, если водитель перевёл реверсивную рукоятку в направление, противоположное фактическому направлению движения автомобиля, при отключённом противоскате.
В общем, мне как-то более симпатичным кажется первый вариант специализации педалей. Пусть он и требует некоторого первоначального переучивания/привыкания водителя после нынешнего варианта, однако после этого привыкания он, имхо, всё-таки менее противоречив. Если отказаться от режима "раскачки", то второй вариант был бы примерно равноценным по внутренней логичности - но уж больно обидно отказываться от настолько вкусной фичи, которая прямо-таки напрашивается при такой трёхпедальной схеме управления.
А вы как считаете? Какие ещё косяки и подводные камни видите в том и/или другом варианте такой схемы управления? М.б. какие-нибудь ещё варианты количества и расположения педалей? (Если считаем, что руки водителя по-прежнему заняты рулём плюс манипуляциями со всякими прочими предметами в кабине, чесанием носа, головы и т.п. - что, в общем, довольно логично).
no subject
Date: 2012-10-18 04:00 am (UTC)Работу водителя с органами управления автомобилем всё равно надо затачивать до автомоатизма, то есть затрачивать на это десятки часов тренировок. На специальной площадке. А в таких условиях принципиальной разницы между соверменной схемой и любыми усовершенстованиями, сохраняющими контроль водителя над машиной - нет.
Соответственно, единственное принципиальное изменение эргономики, которое возможно - это гугломобиль. То есть уровень упрощения управления, соответствующий переходу от роли "водитель" к роли "пассажир такси, объясняющий водителю дорогу".
Любые меньшие усовершенствования не окупают затрат на переучивание. Собственно поэтому органы управления АКПП устроены так, чтобы минимизировать переучивание с МКПП. Переучивание обходится дороже.
Возможно, имеет смысл рассмотреть органы управления машиной повышенной проходимости отдельно. Поскольку у современных машин настолько хреновая проходимость, что улучшение этой самой проходимости может быть стоит затрат на переучивание.
Но там возникают совершенно другие органы управления - блокировки дифференциалов, подключения-отключение ведущих осей, раздельное торможение правых и левых колес (как на тракторе Беларусь), органы управления в водоплавающем режиме.
no subject
Date: 2012-10-18 09:50 am (UTC)> А в таких условиях принципиальной разницы между соверменной схемой и любыми усовершенстованиями, сохраняющими контроль водителя над машиной - нет.
Да как сказать... Ну вот теперь, уже после определённого стажа самостоятельного вождения, у меня, конечно, есть уже десятки, даже сотни часов тренировки и привычки к используемой схеме. Можно сказать, что в какой-то степени контроль над машиной есть. Но остаются два "но": 1) комфорт, и 2) время реакции. Я никак не могу сказать, чтобы езда с ручным переключением передач и троганием при помощи сцепления была бы верхом комфорта (соотв. от этих атрибутов активно хотелось бы избавится, а после езды по пробкам даже физически ноги болят от усталости, причём не факт что в полезном для здоровья режиме - и в основном это от размахивания ногами между педалями). Также, скажем, та же ступенчатая передача вызывает претензии у пассажиров "дёрганым" разгоном, но я ничего не могу сделать с этими провалами тяги на переключениях, да и быстрее переключаться не могу. Также и по времени реакции - если сам по себе гидропривод тормоза почти нисколько не отнимает времени, то в целом по времени физической реакции на торможение я не могу даже сравнивать автомобиль со, скажем, велосипедом (где руки находятся или уже на ручках тормоза, или перекидываются на них всё равно на порядок быстрее, чем перенос ноги на тормоз на автомобиле).
> Любые меньшие усовершенствования не окупают затрат на переучивание. Собственно поэтому органы управления АКПП устроены так, чтобы минимизировать переучивание с МКПП. Переучивание обходится дороже.
Этот тезис разделяется далеко не всеми. Скажем, в своё время на одном форуме Вадим Фальков, имеющий вполне реальный опыт вождения троллейбусов, выражал своё несогласие с таким принципом. (На ранних троллейбусах, как минимум, советских, управление как раз базировалось на двух педалях - ход и рабочий тормоз под соотв. правой и левой ногой, однако с реверсированием по тому, что у меня названо вторым вариантом, а с какого-то момента, как бы именно для унификации с автомобилями, как и в случае с АКПП, перенесли тормоз под правую ногу).
Потом, ну вот на мотоциклах органы управления, хоть функционально и соответствуют таковым автомобиля с МКПП, но расположены совсем иначе, а тормозов вообще два (причём всё это приходится делать с учётом того, чтобы оно было юзабельно при необходимости удержания мотоцикла ногами во время остановок, и этот момент несколько усложняет, скажем, алгоритм трогания с места на подъёме для водителя). На мотороллере "Веспа" и его клонах с механической коробкой по-своему (переключение поворотной левой ручкой), на мотороллерах современного типа с вариатором или (дешёвый вариант) с единственной передачей и автоматическим сцеплением - по-третьему (задний тормоз не на правой педали, а на левой ручке, на месте сцепления мотоцикла). На велосипеде почти так же, но с точностью до наоборот, т.е. тормоза поменяны местами, передний слева (и не дай бог перепутать передний с задним, последствия могут быть плачевными). Даже вот на современных многочисленных китайских мопедах со ступенчатой коробкой - при в целом мотоциклетном расположении органов управления (даже без переноса тормоза куда-то в случае автоматического сцепления) раскладка передач совершенно не соответствует привычной мотоциклетной, но это как-то совершенно не волнует производителей. А пипл-то хавает, вот уже вся провинциальная Россия постепенно, но уверенно пересаживается с уходящих в прошлое совкоциклов на эти китайские мопеды, и другая раскладка передач тому не препятствие.
А ряд строительных машин (начиная от асфальтовых катков хотя бы) уже сейчас использует джойстик для управления движением по продольной оси (в сочетании с рулём в другой руке, что как-то совсем уж диковато - если уж круглый руль, то почему не те самые две педали, а этот странный одноосевой джойстик).
no subject
Date: 2012-10-18 09:58 am (UTC)Да, я забыл отметить, автомобиль будущего как бы само собой подразумевается автомобилем повышенной проходимости. Хотя бы в какой-то степени, даже если он не специально вездеходный. Т.е. он определённо полноприводный, как минимум - это необходимо даже просто для реализации как тяги (а иначе как даже на чисто шоссейном автомобиле получить разгон до сотни за 3..3,5 с :) ), так и рабочего рекуперативного торможения без лишних проблем, и он определённо оборудован поколёсными противоблокировчно-противобуксовочными системами (без них на таком автомобиле ездить просто невозможно было бы). Но имхо, затрат на переучивание стоит и любое существенное улучшение комфорта/облегчение процесса управления на любых дорогах, в т.ч. по городу и в пробках.
> Но там возникают совершенно другие органы управления - блокировки дифференциалов, подключения-отключение ведущих осей, раздельное торможение правых и левых колес (как на тракторе Беларусь)
Эти органы управления - это в общем-то опять технические подробности, и порождение самой механической трансмиссии с её дифференциалами и т.п. Если на машине изначально индивидуальный поколёсный привод, эти органы управления как самостоятельные понятия так же лишены смысла, как сцепление, ручка передач и педаль газа. Всю функциональность их здесь выполняет противоблокировочно-противобуксовочная система (м.б. ещё "противосносная", в отношении управляемой оси - это что касается функциональности раздельного торможения). Пользователю желательно, чтобы вот куда повернул руль, туда оно и ехало без всяких дополнительных рычажков. Нажал "вперёд" - оно бы ехало вперёд, нажал "назад" - тормозило и/или ехало назад, а как оно там решает задачу выжать максимум тяги из снега или грязи под колёсами и не закопаться, или как оно способствует выезду из глубокой скользкой колеи - это его внутреннее дело.
Органы управления в водоплавающем режиме, кстати, при трёхпедальной схеме можно свести лишь к рычажку перехода в оный режим, если особо не выпендриваться с количеством рулей и подруливающими движителями. А две оси от "полный вперёд" до "полный назад" и от лево до право до упора как-то естественным образом проецируются на соответствующие педали и руль.
no subject
Date: 2012-10-18 10:05 am (UTC)Фактические если у нас разделное поколесное управление, нам следует иметь отдельный орган управления для каждого из четырех колёс. Но это кошмар с точки зрения эргономики. Поэтому приходится рассматривать компромиссные варианты - смотрим на типичные юзкейсы
1. перемещение по дороге с поворотом - нужна разная скорость для правого и левого колеса - дифференициал. Как межолесный, так и межосевой
2. Бездорожье, одно колесо буксует - дифференциал не нужен, блокируем.
3. Нужно развернуться в глубоком снегу или в грязи. Руль не помогает. Нужно уметь тормозить ведущие колеса с одной стороны
4. На хорошей дороге полный привод не нужен - надо уметь отключать.
И вот под эти юзкейсы и делаются органы управления. Фактически переключалки между означенными режимами.
Кстати, почему, собственно, не рассматривается вариант комбинированной педали тяга-тормоз - в смысле давишь - тормозишь, отпускаешь - ускоряещься? Из-за того что отпущенная педаль не равна нейтрали?
no subject
Date: 2012-10-18 11:45 am (UTC)> 2. Бездорожье, одно колесо буксует - дифференциал не нужен, блокируем.
У нас по условию задачи привод индивидуальный. Т.е. на каждом колесе отдельный электродвигатель или гидромотор, с отдельным блоком управления, и этот блок управления умеет выполнять (причём очень быстро) команду "приложить такой-то вращающий момент в таком-то направлении", но не оперирует напрямую таким понятием как "задание скорости". Поэтому ни дифференциала, ни соотв. блокировки просто изначально не требуется, при повороте колёса естественным образом едут с разной скоростью, а тяговые двигатели спокойно себе выдают заказанный им "свыше" вращающий момент. Если какое-то колесо буксует или наоборот переходит в юз, автоматика (работающая постоянно) быстро сбрасывает вращающий момент соответствующему двигателю до тех пор, пока колесо не перестаёт (почти) буксовать. Функционал жёсткого выравнивания скоростей вращения колёс в этом случае не нужен, тем более, что его полезность ограничена лишь движением по прямой и более-менее ровной дороге, тогда как противобуксовка равно эффективно работает и в повороте, и при проезде существенных кочек (на которых скорость колеса временно заметно повышается из-за самой кочки).
> 3. Нужно развернуться в глубоком снегу или в грязи. Руль не помогает. Нужно уметь тормозить ведущие колеса с одной стороны
Автоматика ("противоснос"), опять же, постоянно работающая, обнаруживает несоответствие направления движения передней оси положению колёс (т.е. снос передней оси). Это признак того, что только поворота руля не хватает, и автоматически наращивается асимметрия тяги (в т.ч. с постепенным переходом через ноль в торможение одной из сторон) до тех пор, пока снос передней оси не прекратится (если это вообще поможет, конечно).
> 4. На хорошей дороге полный привод не нужен - надо уметь отключать.
Не нужен, в смысле, что можно проехать и без него - да. Но зачем отключать-то??? Использование тяговых машин на всех колёсах, т.е. распределение работы между ними, как раз понижает уровень потерь энергии - тут ситуация не такая, как с механической трансмиссией, которую можно и имеет смысл механически отключить вообще ради экономии. А механическое отключение индивидуальных приводов мало того что усложняет конструкцию, но ещё и нецелесообразно, т.к. рабочий тормоз нам нужен в постоянной готовности на всех колёсах, да и динамичный разгон на хорошей дороге возможен только на полном приводе, и вопросы меняющейся развесовки в зависимости от загрузки автомобиля играют роль - при постоянном полном индивидуальном приводе распределение тяговых и тормозных сил между осями, а на малых скоростях и между колёсами, осуществляется опять же автоматически, пропорционально загрузке этих осей или колёс.
Опять же, в случае заноса зада автомобиля вывод из оного эффективнее будет при активном участии всех колёс автомобиля (видимо, если верить учебникам, то мягкое притормаживание задних и одновременно мягкое прибавление тяги передним, с автоматическим отслеживанием передней осью фактического направления движения, да с наложением адекватной ситуации асимметрии тяги/торможения).
Отсюда получается, что переключать ничего не надо, если автоматика достаточно грамотно устроена, чтобы верно распознавать ситуации, когда надо вмешиваться в распределение тяги-торможения, и вмешиваться правильным образом. Пока ничего не проскальзывает - автоматика и не вмешивается, как появилось скольжение - это значит, она должна сделать что-то, чтобы это скольжение по возможности погасить. Ну и уведомить водителя, что имеют место затруднения определённого рода, чтобы ехал поаккуратнее по возможности.
no subject
Date: 2012-10-18 11:56 am (UTC)Например, для того, чтобы отследить направление движения, автоматике потребуется какой-то датчик. При этом при развороте в грязи или в глубоком снегу нужно ухитрится определить направление машины движущейся со скоростью в час по чайной ложке, и прежде чем она пройдет примеро полметра. Мне лично такие датчики неизвестны. Ни инерциальный, ни GPS не поможет - не та точность. С распознаванием окружающей картинки в условиях плохой видимости и ровного снежного поля в метель - тоже проблемы.
В общем, ну не справится такая автоматика если она не будет считывать у водителя из головы телепатически куда он хочет ехать.
no subject
Date: 2012-10-18 12:43 pm (UTC)Для определения же только продольного проскальзывания можно просто периодически очень кратковременно отключать тягу на колёсах по очереди, если там было проскальзывание, то в этот момент будет резкий бросок углового ускорения. Ну и само по себе угловое ускорение колеса, по модулю большее, чем физически возможно при самом резком ускорении/замедлении ТС, разумеется, является признаком начала проскальзывания и соотв. поводом к внеочередной проверке.
> если она не будет считывать у водителя из головы телепатически куда он хочет ехать
Вот как раз "куда он хочет ехать" водитель показывает вполне чётко, без всякой телепатии - положением руля. Выше разбирался всё же другой вопрос - как бы машине лучше понять, куда она сейчас едет в действительности. А как раз куда надо ехать, она уже точно знает от руля.
no subject
Date: 2012-10-18 12:49 pm (UTC)Э, нифига. Человек - система адаптивная. Если машина не едет сразу туда, куда он показывает положением руля, он начинает крутить руль сильнее, чем надо. Либо система должна срабатывать менее чем за 0.1 секунды, либо требуется какой-то фидбэк вида "ага поняли, выполняем".
no subject
Date: 2012-10-18 01:23 pm (UTC)А если речь идёт о машине с умной автоматикой, то тут можно если не совсем не давать крутить руль слишком далеко от фактического направления движения передней оси, то как минимум достаточно навязчиво информировать водителя, что хватит пока крутить руль дальше, машина и так-то не хочет поворачивать.
> Либо система должна срабатывать менее чем за 0.1 секунды
Вообще-то где-то так и должно быть, в общем случае. Время реакции системы должно где-то на порядок быть лучше времени реакции человека - порядка 40-50мс, иначе человек начнёт сам раскачивать всё только хуже. Хотя понятно, что если машина едет-то со скоростью, скажем, 0,3 км/ч, то такая скорость реакции и не требуется, т.к. там всё определяется не временем реакции как таковым, а отклонением по углу или положению от того, которое запланировал водитель, такого уровня, что водитель это уже заметит. Т.е. для малых скоростей определяющим будет не сколько миллисекунд, а после скольких миллиметров/сантиметров сноса управляемых колёс сработала система.
В итоге примерно так: крутим руль, допустим, из грязной колеи. Сама машина выезжать не хочет, начинается снос, в кабине дзынькает зуммер, загорается лампочка "снос" и всё такое. Но тут же (0,05 с, ага) срабатывает система, перекашивает тягу до тех пор, пока снос не прекращается. Поэтому через какую-то долю секунды зуммер перестаёт звенеть, лампочка гаснет. Соответственно, водитель крутит руль дальше, м.б. перекоса тяги будет достаточно, и машина выберется без дальнейшего дзыньканья зуммера, а может быть, будет маловато, будет ещё один снос, ещё дзыньк, система ещё прибавит перекоса тяги. Если же окажется, что перекос тяги, вплоть до торможения одной стороны, всё равно не помогает, колея слишком уж глубокая и слишком скользкая, то снос не исчезает, и, если водитель упорствует рулём, зуммер так и звенит непрерывно: "куда крутишь-то, тут даже торможение борта не помогает - но если видишь в том какой-то специальный смысл - ну, крути себе". А так, если в такой ситуации смысла выворачивать колёса сильно нет, водитель возвращает руль в такое положние, когда зуммер звенит только отдельными импульсами, т.е. когда снос где-то на грани обнаружения. Такой вариант поведения похож на тот самый фидбэк, или речь о чём-то другом?
no subject
Date: 2012-10-18 12:16 pm (UTC)Рассматривалась, в принципе. Только скорее уж наоборот всё-таки - давишь - ускоряешься, отпускаешь - тормозишь (полностью отпустил - тормозит до остановки). А то будет классика жанра: водитель вышел на улицу и т.о. отпустил педаль, машина поехала (причём с максимальным ускорением).
На самом деле, именно такой алгоритм вполне себе привычен современным водителям, если рассматривать вождение без использования педали тормоза, т.е. только на торможении двигателем, и если расширить этот принцип с пределов единственной передачи на весь диапазон скоростей движения. Особенно это привычно "дизелистам" на машинах с жёсткой характеристикой, типа как у КамАЗов, тракторов и иже с ними, где положение педали газа - это почти прямое задание оборотов двигателя (и т.о. определённой скорости для каждой передачи), малейшее отклонение скорости вниз - сразу подача топлива на максимум (макс. тяга, чёрный дым), малейшее отклонение скорости вверх - нулевая подача, максимальное торможение двигателем.
Да, вариант расширения такого поведения на весь диапазон скоростей автомобиля от нуля до максимума - один из возможных вариантов. Но это - очень на любителя, имхо. Особенно учитывая, что тут вам нет никаких высоких передач, где торможение двигателем выйдет относительно мягким, тут случайно бросить (или просто случайно слишком быстро отпускать) педаль на скорости будет означать полноценное экстренное торможение, которое с визгом резины (а ведь нам же надо в рамках этой единственной педали вместить все возможные силы торможения, вплоть до экстренного, иначе в ней мало проку) и, вполне вероятно, со въездом кого-нибудь в зад.
Как минимум, такого рода педаль надо обязательно дублировать на обе ноги, чтобы водитель при случае мог хотя бы, скажем, срочно почесать ногу, или пошевелить любой из ног для отдыха, или что-то в этом роде, без катастрофических последствий.
Схема, при которой нулевое воздействие на педали - это чистый выбег, как-то, имхо, менее экстремальна в смысле требовательности к водителю, особенно для долгих поездок по шоссе. Хотя бездорожья в чистом виде (и соотв. малых скоростей движения) вариант с одной педалью-"задатчиком скорости" представляется интересным, ибо по факту сейчас-то по всяким просёлочным и лесным дорогам я примерно так и еду на механике, включив какую-то одну передачу, первую или вторую, и, пока не надо переключаться или совсем останавливаться, это вроде вполне удобно, и тормоз вообще не используется.
На трассе оно бы тоже заманчиво, т.к. таким образом как бы сам собой получается круиз-контроль и соблюдение скоростных ограничений. Но экстренное торможение при брошенной педали на трассе или в городе (и соотв. длительная, порой многочасовая "прикованность" ноги/ног к педали) - настолько неприятно, что вот как раз скоростное ограничение я бы предпочёл вынести в виде отдельного органа управления, какой-нибудь ручки на панели. Въезжаешь в нас. пункт или под какой знак ограничения - переводишь ручку на соответствующую цифру, и автомат для тебя сам соблюдает скорость.