Jak zaawansowane pod względem produkcji będą nowe układy kierownicze?
– Pierwsza fala rozwoju systemów EPS to starania o zmniejszenie spalania i redukcję emisji dwutlenku węgla. Szereg regulacji administracyjnych skłaniało OEM-y do stosowania tego typu rozwiązań. Dzięki temu ESP trafiło do większej palety samochodów – małych i średnich.
Z technologicznego i produkcyjnego punktu widzenia mamy dwie drogi rozwoju. Pierwsze podejście to zwiększanie mocy, aby układy te mogły być dostępne także dla większych samochodów, np. ciężarowych, a z drugiej strony poprawa algorytmu, aby uzyskać wyczucie drogi takie, jak w przypadku wspomagania hydraulicznego,
Kolejnym krokiem będzie wprowadzanie zautomatyzowanych funkcji kierowania. Oczywiście nie możemy zautomatyzować wszystkiego, w każdej sytuacji. Można jednak np. myśleć o parkowaniu. Mamy więc funkcje wspomagania parkowania, które pozwalają puścić kierownicę i parkować tylko wykorzystując pedały gazu i hamulca. W przyszłości można będzie pójść dalej, do w pełni automatycznego parkowania zdalnego, przeprowadzonego po wyjściu kierowcy z samochodu. To technologia, która wejdzie do użytku w ciągu 3 – 5 lat, zależnie od konkretnego producenta.
Co to znaczy dla waszych produktów?
– Potrzebujemy znacznie bardziej kompleksowej komunikacji ze wszystkimi systemami, np. kamer i sensorów, które wydają komendy do zmiany trajektorii ruchu o 5 cm czy 10 cm. Wymaga to także znacznie większej ilości procedur bezpieczeństwa, upewniających, że komenda wydana systemowi EPS jest komendą bezpieczną. Możemy przyjmować, że tak jest, ale w przypadku otrzymania niewłaściwej komendy musimy mieć w systemie jakieś możliwości wykrycia, że automatycznie generowane polecenie nie jest bezpieczne i nie należy go wykonywać.
Musimy więc razem z producentami stworzyć sposoby weryfikowania, czy komenda wydawana nie przez kierowcę, ale przez komputer jest bezpieczna. W tym samym czasie musimy także się upewnić, że informacje, jakie my dostarczamy do innych systemów, np. o pozycji kierownicy także są bezpieczne.
Musimy więc stworzyć nieco bardziej kompleksowe układy, przez dodanie kilku nadprogramowych komponentów, szczególnie elektronicznych. Nie może ich jednak być zbyt dużo, aby rozmiar elementu nie stał się zbyt wielki, żeby wystarczyło dla niej miejsca. Trzeba wybrać, który układ jest najważniejszy dla zapewnienia bezpiecznego przekazywania informacji i który powinien być zdublowany, żeby uzyskać pewność bezpiecznego przekazu informacji. Nie możemy zdublować wszystkiego.
Konieczność gromadzenia danych z różnych urządzeń oznacza potrzebę współpracy z producentami innych układów?
– Współpraca między systemami różnych producentów jest kontrolowana przez OEM. Nie porozumiewamy się dwustronnie, pomiędzy poszczególnymi firmami. Kontrolę nad całością systemu sprawuje OEM.
Jaka jest przyszłość takich rozwiązań, jak steer by wire?
– To już jest wykorzystywane w produkcji w Infiniti…
Tak, ale zachowano połączenie mechaniczne, działające „w razie potrzeby”…
– Na razie były obawy o niezawodność systemów elektrycznych. W sumie jest to więc bardzo kosztowne rozwiązanie. Mechaniczny układ kierowniczy wciąż zajmuje miejsce, jest gotowy do pracy, choć pozostaje niewykorzystany. Mamy nieco lepszą dynamikę, ale znacznie wyższym kosztem. Nie wydaje nam się, żeby inne OEM chciały to rozwiązanie szeroko wykorzystywać. W ciągu nadchodzących 10 lat będą tak zajęte sprawami związanymi z rozwojem systemów autonomicznej jazdy, że nie będą chciały ryzykować dokładania do tego kolejnego, tak skomplikowanego rozwiązania. Uważam, że producenci samochodów najpierw skupią się na automatycznym prowadzeniu, w latach 2020 – 2025, a potem opierając się na bardziej niezawodnej elektronice będą się starały powrócić do kwestii układów steer-by-wire i zbadać, czy można zrezygnować z połączenia mechanicznego czy nie. Moim zdaniem nastąpi to po 2025 roku. Do tego czasu będzie to rozwiązanie stosowane w niewielkich ilościach, tak jak w przypadku Infiniti.
W przypadku rozwiązań mechanicznych chcąc uzyskać kilka układów o różnej charakterystyce trzeba było kilka różnych układów zbudować. W wypadku EPS wystarczy zmiana w oprogramowaniu. Czy więc za kilka lat będziemy mieli jedno rozwiązanie dla wszystkich producentów, którzy we własnym zakresie będą dobierali właściwości systemu w oprogramowaniu?
– To mało prawdopodobne, bo musimy brać pod uwagę także różnice w ilości miejsca pod maską, oferowanej przez różnych producentów. Obecnie to miejsce jest dla każdego z nich tak cenne, że każdy model musi mieć własny układ kierowniczy, choćby ze względu na inne punkty mocowania czy kąty nachylenia kolumny kierownicy. Drugi aspekt to specyficzne wymagania dotyczące ilości obrotów koła kierownicy, aby przejść od maksymalnego wychylenia koła w prawo, do wychylenia w lewo. W przypadku większej ilości obrotów mamy utrudnione poruszanie się przy niskich prędkościach, bo trzeba się dużo nakręcić kierownicą, z kolei w przypadku małej ilości samochód może się stać niestabilny podczas szybkiej jazdy autostradą.
Musimy więc znaleźć najlepszą wypadkową tych dwóch sytuacji, biorąc pod uwagę m.in. wymiary i masę pojazdu. Dla każdego samochodu charakterystyka układu kierowniczego jest inna. Staramy się jednak w niektórych sytuacjach wykorzystywać wspólne elementy dla różnych modeli, np. silniki elektryczne wykorzystywane w EPS. W sumie około 90 proc. elementów tych silników jest wspólne, a 10 proc. jest odmienne dla różnych samochodów. To znacznie poprawia efektywność kosztową.
Według producentów samochody elektryczne są takie drogie, bo wymagają przemyślenia i skonstruowania niemal wszystkich elementów samochodu od nowa. Czy z punktu widzenia układów kierowniczych widzicie taką zmianę?
– Od strony układów kierowniczych niewiele się zmienia. W naszym przypadku zmiany są niewielkie. Dotyczą np. zmiany izolacji akustycznej. Brak silnika spalinowego powoduje, że samochody elektryczne są dużo cichsze, więc my także musieliśmy zwrócić większą uwagę na wygłuszenie naszych układów kierowniczych. Stosujemy więc np. dodatkowe elementy gumowe między układem EPS a ramą pojazdu.
Czy w kwestii materiałów szykujecie jakieś nowe rozwiązania?
– Rozpoczynamy trzyletni program badawczy w zakresie kompozytów, więc na razie nie wiemy jak się sprawdzą. Chcemy sprawdzić czy uda się zastąpić aluminium częściami z tworzyw czy komponentów stali i tworzyw.
