Ponowne wynalezienie kierownicy
Producenci samochodów coraz bardziej przekonują się do technologii steer-by-wire (SBW), która polega na tym, że układ kierowniczy jest połączony z kołami komputerowo, a nie mechanicznie. Ta nowa technologia jest szczególnie interesująca dla producentów pojazdów elektrycznych, którym zależy na szerzeniu modeli SBW. W ramach sfinansowanego ze środków UE projektu STEERINGFEELSBW (Development and enhancement of a steering feel model for super lightweight steer-by-wire vehicles) pracowano nad stworzeniem modelu sprzężenia zwrotnego dla systemu kierowniczego w superlekkich pojazdach w technologii SBW. Aby osiągnąć ten cel, zespół projektu badał znaczenie sprzężenia zwrotnego siły, tj. poczucie kontroli nad kierownicą samochodu, co miało poprawić jakość kierowania w systemie SBW i zwiększyć bezpieczeństwo. W ramach projektu stworzono symulator jazdy, a następnie przeprowadzono eksperymenty z prowadzeniem ciężarówki z systemem SBW, aby zebrać potrzebne dane. Użycie algorytmu uczenia się pomogło wypracować model układu kierowniczego dopasowanego do kierowcy, czego celem ma być zapewnienia większego komfortu kierowania. Biorąc pod uwagę fakt, że dynamika zależności zachodzących pomiędzy kątem kierownicy a siłą skrętu kierownicy jest kluczowa, zespół użył specjalnego modelu sterowania, opartego na zjawisku histerezy, który miał imitować układ kierowniczy. W eksperymencie wzięto pod uwagę również takie czynniki, jak obciążenie fizyczne, wysiłek kierowania, przyspieszenie boczne, sterowność, waga pojazdu, aby symulacja była jak najdokładniejsza. Wyniki testów pokazały bezbłędność proponowanego modelu układu kierowniczego, tym samym demonstrując, że modele oparte na zjawisku histerezy przekładają się na rzeczywiste, bardziej świadome wyczucie układu kierowniczego, w celu zapewnienia bezpieczniejszej i bardziej komfortowej jazdy. W swej istocie model oparty na zjawisku histerezy może pomóc w ulepszeniu procesu projektowania i regulowania, rozwiązań w zakresie formy i skali momentu obrotowego kierownicy, w porównaniu do tych użytych w konwencjonalnych pojazdach. Model ten może też odwzorować cechy histerezy występujące w konwencjonalnym systemie sterowniczym, będąc tym samym bardzo użytecznym narzędziem do zwiększenia kontroli nad kierownicą. Wyniki tego projektu stały się inspiracją dla dalszych badań w tej dziedzinie, gdyż ulepszenie modeli ma duże znaczenie dla poczucie kontroli nad układem kierowniczym. Technologia ta ma istotne znaczenie nie tylko dla prywatnych samochodów, ale także dla pojazdów przemysłowych, takich jak wózki widłowe, traktory czy pojazdów z kołami gumowymi. Przewiduje się, że skala wykorzystania systemów SBW zwiększy się w następnych latach, a omawiany projekt skutecznie wsparł taki kierunek rozwoju.
Słowa kluczowe
Steer-by-wire, SBW, samochody z napędem elektrycznym, producenci samochodów, histereza
