ZF Steer-by-Wire: Az innováció új irányba terelése

A Steer-by-Wire rendszerrel a kormánykerék és a kerekek közötti fix mechanikus erőátvitelt egy változtatható, tisztán szoftveres kapcsolat váltja fel. Ez szinte korlátlan lehetőségeket kínál a kormányáttétel kialakítására. A modern, szoftveresen definiált járművekben a technológia pontosabb manőverezést, nagyobb stabilitást és biztonságot, valamint optimális reagálóképességet biztosít. Ezenkívül a Steer-by-Wire rendszer új kormánykerék- és vezetőfülke-kialakításokat tesz lehetővé.

A kormányalkatrészek közötti elektronikus kapcsolat utat nyit az autonóm vezetési funkciók zökkenőmentes integrációja előtt, akár a 4. szintig és azon túl is. A ZF úttörő ezen a területen, és már több tömeggyártási szerződést is kötött rendszerére. A ZF most először hozza el új technológiáját az európai piacra a Mercedes-Benz-zel. A ZF évtizedes szakértelmére és mélyreható rendszerismeretére támaszkodik ennek az innovációnak a továbbfejlesztéséhez. A legújabb példa: a Steer-by-Wire és a ZF EasyTurn tengelykoncepció kombinációja.

A modern, szoftveresen definiált járművekben a kormányzási rendszer (SbW) pontosabb manőverezést, nagyobb stabilitást és biztonságot, valamint optimális kormányreakciót tesz lehetővé. Ezért ezek a kormányrendszerek az előnyben részesített választás azokban a járművekben, ahol a szoftveresen vezérelt funkciók, a vezetéstámogatás és az elektromosítás növelik az ügyfelek előnyeit.

A ZF az átalakulás élvonalába tartozik. Kiváló példa erre: a NIO elektromos zászlóshajója, az ET9, az első sorozatgyártású jármű Kínában, amely valódi kormányzási rendszerrel rendelkezik, amelyet a ZF tett lehetővé. A ZF egy másik megrendelést is szerzett a Mercedes-Benztől. Ez a kormányzási rendszerrel rendelkező jármű első sorozatgyártásának kezdetét jelenti Európában 2026-ban.

„Kormányzási rendszerekkel kapcsolatos szakértelmünkkel lehetővé tesszük az autógyártók számára világszerte, hogy kiaknázzák járműveik teljes dinamikus potenciálját” – mondja Philippe Gasnier, a ZF Chassis Solutions divíziójának kutatási és fejlesztési vezetője. „Ez ideális partnerré tesz minket a gyártók számára, ha erről a jövőt meghatározó technológiáról van szó.”

 

Elektronikus kormányzás: Kulcsfontosságú technológia a fejlett vezetési dinamikához és automatizáláshoz

A hagyományos kormányrendszerekkel ellentétben az elektronikus kormányzás kiküszöböli a kormánykerék és a kormánymű közötti mechanikus kapcsolatot. A kormányerőt egy, a kerekek között elhelyezett mechatronikus aktuátor hozza létre. A vezető kormányzási bemenetét a pilótafülkében található kormánykerék-aktuátor rögzíti, amely precíz elfordulási szög érzékeléssel rendelkezik.

Egy nyomaték-visszacsatoló egység – egy kis elektromos motor a kormánykeréknél – újraalkotja a természetes kormányzási érzetet és az útviszonyok visszajelzését. A biztonsági okokból redundanciával tervezett ZF rendszer dinamikusan állítja be a kormányzási áttételt a különböző vezetési sebességekhez és körülményekhez igazodva. Ez azt jelenti, hogy a kormánykerék szöge optimálisan átalakul a kerékszögbe: közvetlen áttétel a nagyobb agilitásért parkolás közben, és közvetettebb áttétel a fokozott stabilitásért és kényelemért nagyobb sebességnél.

A vezetők azonnal érezhetik a különbséget, és a gyártók számára az előnyök ugyanolyan meggyőzőek. A ZF elektronikus kormányzás technológiája biztosítja a sávszélességet a precíz, kényelmes és biztonságos kormányzási érzethez, kiemelkedő reagálóképességgel és fokozott dinamikával – lehetővé téve a funkciók széles skáláját, amelyek növelik a kényelmet, a biztonságot és az általános vezetési élményt. A pilótafülke és a belső tér szabadabban alakítható ki, nagyobb teret és kényelmet biztosítva az utasoknak. A technológia új kormánykerék-geometriákat is lehetővé tesz, beleértve az összecsukható kormánykerekeket. Köztes kormánytengely nélkül már nincs szükség arra, hogy az alkatrészeket a belső térből a motortérbe irányítsák. Ez egyszerűsíti a kormányalkatrészek összeszerelését és elhelyezését, miközben megkönnyíti a platformok adaptálását a különböző modellsorozatokhoz vagy piacokhoz, legyen szó jobb- vagy balkormányosról. A köztes kormánytengely kiküszöbölése a zajátvitel csökkentésében és a passzív biztonság fokozásában is segít.

Ezenkívül a kormányvezérlés (Steer-by-wire) technológia biztosítja a legmodernebb vezetéstámogató rendszerek alapvető alapját. Míg a mechanikus kormányrendszerek a 3. szintig támogatják az ADAS funkciókat, a kormányvezérlés (Steer-by-wire) akár 4. szintig és azon túl is lehetővé teszi a képességeket. Ez magában foglalja a jövőbeli aktív biztonsági funkciókat is, mint például az automatikus vészhelyzeti kormányzás (AES).

Mindenre jó megoldás: szoftveralgoritmusok a mechanika helyett

A kormányvezérlés (Steer-by-wire) azt az előnyt is kínálja, hogy a kormányzás és a vezetési dinamika teljes mértékben a szoftveren keresztül finomhangolható. Ennek eredményeként a gyártók kizárólag szoftveresen fejezhetik ki márkájuk egyedi vezetési érzetét. Nincs többé szükség mechanikus változatok tervezésére a különböző modellekhez és konfigurációkhoz. Ez nemcsak a gyártás skálázhatóságát javítja, hanem az általános költséghatékonyságot is növeli. Emellett leegyszerűsíti az alváz kalibrálását, és lerövidíti mind a fejlesztési, mind az összeszerelési időt. A vezetőfülkében mostantól még szélesebb körű vezetési módok választhatók szabadon, lehetővé téve a vezetők számára, hogy pontosabban reagáljanak bármilyen vezetési helyzetre.

A Twin Worm márkaspecifikus kormányzási érzetet biztosít maximális kompakt kialakítással

A vezetés mindig a vezető, a jármű és az út közötti interakció. Ezért olyan fontos a kormánykeréken keresztül érzékelt visszajelzés – mind a biztonság, mind a vezetési élmény szempontjából. A ZF által kifejlesztett, szabadalmaztatott „Twin Worm” koncepcióval ellátott nyomaték-visszacsatoló egység a kiemelkedő kormányzási visszajelzést és precizitást ötvözi a kompakt kialakítással – kategóriájában a legmagasabb nyomaték-méret arányt nyújtva.

A ZF Twin Worm egység két egymástól függetlenül szoftveresen vezérelt csigahajtást használ, amelyek együttesen precíz kormányzási visszajelzést és érzetet biztosítanak a vezető számára. Ez a kialakítás nemcsak rendszerredundanciát biztosít, hanem kivételesen pontos vezérlést is lehetővé tesz.

„Ennek a mechatronikai rendszernek és a speciális vezérlőszoftverének köszönhetően képesek vagyunk teljesen – és ami még fontosabb, pontosan – kiküszöbölni a sebességváltó mechanizmusokban található holtjátékot” – magyarázza Stéphane Cassar, a ZF Steer-by-Wire termékcsoportjának vezetője.

A kormányrendszereken belüli súrlódás és holtjáték kulcsfontosságú tényezők, amelyek befolyásolják a vezetési élmény kényelmét. A ZF Twin Worm rendszerben ezeket a paramétereket nem bonyolult mechanikus eszközök vagy további alkatrészek, például rugók és lengéscsillapítók replikálják. Ehelyett teljes mértékben a fent említett fejlett, szoftveralapú vezérlőrendszer kezeli őket. „A Twin Worm koncepciónk mindezt sokkal könnyebbé teszi” – mondja Cassar. A kormányáttétel és ezzel együtt a maximális kormányszög széles körben állítható. Valójában akár 180-210 fokra is csökkenthető, ami teljesen új, laposabb kormánykerék-kialakítások előtt nyitja meg az utat. Ennek eredményeként kormányzás közben már nem kell kezet mozgatni. Mivel a rendszer megfelel a legmagasabb szintű funkcionális biztonságnak (ASIL-D), teljesen kompatibilis az automatizált vezetési funkciókkal egészen a 4. szintig és az feletti szintig.

EasyTurn: Kivételes agilitás az első tengely kormányzásával

A csoportnak a kormánykerék-alapú elektronikus vezérlésű technológiában szerzett szakértelmének köszönhetően az EasyTurn lengéscsillapító első tengely rendszer jelentős fejlesztésen esett át. Az EasyTurn segítségével az első kerekek maximális kormányszöge 40-ről 80 fokra duplázódik, így egy tipikus középkategóriás autó fordulóköre több mint tíz méterről hét méter alá csökken. A kormánykerék-alapú kormányzás technológiájával ezek a manőverek kivételesen kényelmessé válnak:

„Amíg a mechanikus kapcsolószerkezetekre hagyatkoztunk, végül elértük a szükséges kormányszög fizikai határait. Ez már nem így van a kormánykerék-alapú kormányzással – most már a legkisebb kormánymozdulatok is elegendőek a legszűkebb helyeken való manőverezéshez” – magyarázza Peter Kontermann, a ZF EasyTurn projektmenedzsere.

A ZF rendszerének változó kormányáttétele maximális agilitást biztosít parkoláskor és kanyarodáskor, miközben precíz kezelhetőséget biztosít a normál vezetés során. Az EasyTurn tökéletesen alkalmas kompakt városi autókhoz, áruszállító járművekhez és városi környezetben közlekedő személyszállító járművekhez. Az aktív hátsótengely-kormányzással, például a ZF AKC rendszerével kombinálva még a hosszú szedánok vagy a nagy teljesítményű crossoverek is meglepő agilitással manőverezhetnek.