Электромобильно и безопасно

Будучи OE-поставщиком, концерн ZF, как, собственно, и крупнейшие автопроизводители, работает над ключевыми задачами современного автомобилестроения. В этот перечень входят такие обширные, многогранные и зависимые друг от друга понятия, как мобильность, экологичность, автономность и безопасность. Одна из стратегических целей немецкого концерна на ближайшее будущее — достижение нулевых выбросов автотранспорта при нулевой аварийности, чему должна способствовать стратегия Vision Zero. В соответствии с ней разрабатываются, пожалуй, все автомобильные компоненты компании. И реалистичной эта цель выглядит лишь при таком сценарии, когда все (или почти все) транспортные средства будут электрическими и автономными. Любой из посетителей Франкфуртского автосалона мог в мельчайших подробностях изучить современные технологии на огромном стенде ZF. Мы выделили наиболее интересные из них.

Гибридная трансмиссия

Одна из наиболее важных новинок, которые показал ZF во Франкфурте, — концепт EVplus, представляющий собой автомобиль с гибридным модулем нового поколения. Новая силовая установка позволяет автомобилю при повседневных поездках передвигаться исключительно на электротяге, при этом двигатель внутреннего сгорания может быть задействован лишь изредка — в основном при дальних поездках. В этом случае, по утверждениям специалистов ZF, гибридный автомобиль (PHEV) можно рассматривать как полноценный электрокар: концептуальный автомобиль ZF EVplus может проехать более 100 километров исключительно за счет электроэнергии при одной зарядке аккумулятора. И это — в любое время года при использовании активных вспомогательных систем, таких как система кондиционирования, освещения, отопления и т. д.

Как рассказал нам один из технических специалистов экспозиции ZF, гибридная трансмиссия нового поколения является преемницей текущей 8-скоростной автоматической коробки, которая устанавливается на такие автомобили, как Volkswagen, Jaguar, Land Rover, Rolls Royce, Bentley, Audi и т. д. Модульная трансмиссия, включающая в себя коробку передач и электромотор, вместе с аккумулятором и сопутствующей электроникой представляет собой одну комплексную систему, которая должна пойти в серийное производство уже в 2021 году. Первым клиентом должен стать бренд BMW.

Автономный шаттл…

Следующим технологическим шагом на пути к предотвращению выбросов CO2 должны стать полностью автономные шаттлы. Дело в том, что при таком подходе к организации транспорта экологическая ситуация в крупных городах должна улучшиться как за счет снижения количества транспортных средств (с интеллектуально управляемым и автономно работающим автопарком снижается необходимость в персональных автомобилях), так и за счет постепенного отказа от ДВС. На данный момент в ZF придерживаются концепции применения отдельных полос движения для подобных транспортных средств — тех зон, где автономные автомобили смогут эксплуатироваться с наименьшими сложностями. Это позволит обойти некоторые юридические ограничения, которые действуют на дорогах общего пользования.

Помимо экологичности, такие транспортные средства должны отличаться более низкими эксплуатационными расходами, что также должно способствовать их широкому распространению. В течение следующих пяти лет ZF прогнозирует значительный рост автомобилей в этом сегменте, число которых должно достигнуть 1,5 миллиона единиц.

В целом, системами автономного движения уже никого не удивишь: необходимое оборудование и системы, позволяющие автомобилю передвигаться без вмешательства водителя, становятся все совершеннее, компактнее и прогрессивнее. Такие технологии есть и у ZF: на выставке был представлен целый спектр различных сенсоров, блоков управления, камер и радаров различных типов (ближнего, среднего и дальнего действия), лазерных и акустических сенсоров.

…и безопасный кокпит

Для демонстрации систем безопасности и комфорта на стенде был представлен SHI Cockpit (Safe Human Interaction Cockpit), который собирал вокруг себя толпы желающих прикоснуться к высоким технологиям. В «кокпите безопасного взаимодействия с человеком» (если переводить дословно), который был изготовлен ZF в сотрудничестве с компанией Faurecia, были представлены самые передовые технологии, которые должны облегчить пребывание водителя в салоне автомобиля. Одна из особенностей концепта — возможность передачи контроля между человеком и машиной на интуитивном уровне.

Так, система кокпита SHI способна самостоятельно определять, когда условия дорожного движения допускают движение в автоматическом режиме, и, если такие условия соблюдены, режим автопилота включается ровно в тот момент, когда водитель отпустил руль. Это определяется функцией обнаружения рук (HOD): на всем ободе рулевого колеса расположены сенсоры, чувствительные к любому прикосновению. При активации автопилота руль поднимается и убирается вперед, но остается в пределах досягаемости, и благодаря отсутствию жесткой связи между колесами руль остается неподвижным. В то же время сиденье водителя перемещается назад, вниз, а его спинка немного наклоняется для обеспечения большего комфорта.

В зависимости от ситуации в кабине SHI сочетаются тактильный (например, ремень безопасности, который может вибрировать), визуальный (индикаторные полосы, цвет которых дает понять пилоту состояние тех или иных систем) и акустический (звуковое и голосовое сопровождение) способы информирования. SHI может также заранее уведомить водителя о необходимости возобновить управление транспортным средством. Если водитель не отвечает, система может быть запрограммирована таким образом, что автомобиль самостоятельно совершит остановку, как только достигнет максимально безопасного положения на дороге.

Интересно организованы и способы коммуникации автомобиля и водителя — этим целям служит AVA, так называемая активная автомобильная аура (Active Vehicle Aura), которая призвана эффективно объединять все электронные системы помощи водителю. Так, сюда входит система адаптивного круиз-контроля, которая в том числе предупреждает водителя о мертвых зонах и служит для удержания полосы движения. На дисплее, в свою очередь, отображается ситуация вокруг виртуального транспортного средства и опасность возникновения аварийной обстановки — к примеру, если водитель инициирует смену полосы движения, когда другой участник движения находится позади транспортного средства в его слепой зоне.

О пассивной безопасности

Не меньшее внимание немецкий концерн уделяет и условно пассивным системам безопасности, в том числе автономных автомобилей. Даже если сделать предположение, что такие транспортные средства в будущем смогут перемещаться и «коммуницировать» между собой в полностью безаварийном режиме, нельзя не учитывать влияние внешних факторов: традиционные транспортные средства еще не скоро покинут дороги общего пользования, поэтому исключать возможность ДТП с ними нельзя. И чем дальше мы двигаемся в направлении автономного или частично автономного управления, тем более гибкими и продвинутыми должны быть эти системы.

Но и здесь есть нюансы. С одной стороны, если говорить о пассивной безопасности, автомобиль, пусть и беспилотный, в первую очередь должен обладать правильно сконструированным кузовом — с высокой жесткостью на кручение, точно рассчитанными зонами деформации, низким центром тяжести и т. д. В этом направлении усиленно работают, пожалуй, все крупные автомобильные производители. С другой стороны, нельзя упускать из виду защиту «второго фронта» — системы Airbag, которые также эволюционируют. Возьмем в пример концепт SHI Cockpit, в котором водитель, выбрав автономный режим движения, расслабился и находится в комфортной полулежачей позе (помним, что кресло здесь — автоматически регулируемое). Дело в том, что при таком положении сиденья системы пассивной безопасности стандартных автомобилей (боковые подушки безопасности и ремни) могут быть недостаточно эффективными: и ремень может находиться в неоптимальном положении, и подушка при своем срабатывании может «промахнуться».

Как отмечает технический эксперт ZF, для этих целей подушки безопасности были перенесены с боковых стоек кузова и интегрированы в боковые части спинок кресел: в этом случае при изменении положения сиденья эйрбэги, как и ремни безо­пасности, будут перемещаться с ними заодно. В целях улучшения безопасности также были продемонстрированы внешние подушки безопасности, предназначенные для защиты не имеющих больших зон деформации боковин кузова автомобиля. По словам специалистов ZF, такая система позволяет снизить тяжесть травм пассажиров при боковых столкновениях на 40 %. Внешние эйрбэги работают вместе с камерами, радарами и сенсорами, которые должны быть максимально точными и быстрыми, чтобы обеспечить мгновенное срабатывание и тем самым помочь избежать травм пассажиров. И все эти решения — лишь малая часть технологий, которые ждут нас в электромобильном будущем.