Lexus One Motion Grip – Konec mechanického řízení

Řízení „po drátě“ je dobře známé z letectví. Do automobilů se ale tento systém dostává jen pomalu, přestože nabízí řadu výhod. Aktuálně ho pro elektrický crossover RZ chystá automobilka Lexus. 

Systémy „by wire“, kde mezi ovladačem a ovládanou částí nějakého dopravního prostředku není přímá mechanická vazba, nejsou ničím novým. Dlouhou dobu toto funguje například v letectví. Nicméně také u běžných automobilů se s tímto řešením setkáváme celkem běžně. Elektronické jsou dnes brzdy a ovládání plynového pedálu nebo převodovek. Na plnohodnotný systém řízení bez mechanické vazby (Steer-by-Wire) ale osobní vozy pořád čekají. Pravda, v roce 2013 tuto věc odhalila automobilka Infiniti pod označením Direct Adaptive Steering pro typ Q50, velké popularity se ale nedočkala, přestože ji Infiniti nabízí dodnes.

Foto: Lexus

Systém Direct Adaptive Steering ale není tak úplně plnohodnotným řízením „po drátě“. Hřeben řízení sice ovládá dvojice elektromotorů a další elektromotor je u volantu, Infiniti ale pořád mechanické spojení s přední nápravou zachovalo. Pokud dojde k závadě, pak systém může pomocí spojky připojit volant k hřídeli volantu a řidič pak bude opět přímo ovládat kola přední nápravy. Z pohledu bezpečnosti, nebo spíše dobrého pocitu řidičů, je to určitě vítané, ale ztrácejí se tím některé zásadní výhody systémů ovládání bez mechanické vazby.

Řízení „po drátě“ aktuálně chystá pro elektromobil RZ automobilka Lexus, a ta už do toho jde naplno. Na rozdíl od Infiniti zde totiž není absolutně žádná mechanická vazba, a to ani ta nouzová. Základem je tzv. Steering Torque Actuator (STA) umístěný u volantu a Steering Control Actuator (SCA) na hřebenu řízení. Druhý jmenovaný má na starost natáčení předních kol a systém přes tuto jednotku zároveň snímá síly působící na kola přední nápravy. Tyto informace se posílají do jednotky STA u volantu, jež mění odezvu řízení. Řidič by tak i bez mechanické vazby měl poznat například to, že zrovna vjel na led, protože volant najednou bude možné otáčet zlehka.

Foto: Lexus

Tato koncepce přináší několik zajímavých výhod, přičemž některé z nich nejsou na první pohled viditelné. Mění se tím například požadavky na stavbu automobilů. U modulárních platforem je pozice volantu a pedálů vůči přední nápravě jedním ze základních stavebních kamenů. Pakliže ale už všechny tři tyto základní ovladače mohou fungovat bez mechanické vazby, mohou být celkem snadno umístěny víceméně kdekoliv. Absence hřídele volantu také přináší výhody z pohledu bezpečnosti v případě nárazu. Nejdůležitější ale je, že je možné zcela libovolně měnit převod řízení.

Lexus tento svůj systém označuje jako One Motion Grip, přičemž volant lze otáčet maximálně o 150° na každou stranu. Mezi krajními polohami je tudíž rozsah 300°, tedy ani ne jedna celá otáčka. Tato novinka tak dělá z tradičního ručkování po volantu minulost, což je možné právě díky tomu, že systém řízení „po drátě“ umí vytvořit efekt zcela variabilního řízení. Něco podobného sice známe z klasických systémů řízení, ale u nich je variabilní převod řízení dán změnou profilu ozubení na hřebenu. To, jak se převod řízení mění, je ale pevně dané, protože jde o mechanické řešení. Stranou nechme elektromechanické systémy používané u dražších, vesměs prémiových vozů, schopné planetovým soukolím variabilně převod řízení zvětšovat a zmenšovat. U systému One Motion Grip lze toto měnit zcela libovolně. V podstatě záleží jen na řídicí jednotce, jak moc se vynásobí úhel natočení volantu, a na základě této informace následně provede jednotka SCA samotné otočení kol.

Obecně platí, že s rostoucí rychlostí se tento poměr zmenšuje, a stejně tak platí, že při určité rychlosti se řidič vlastně vůbec nemůže dostat s koly do plného rejdu, protože mu to systém prostě nedovolí. Zatímco v nízkých rychlostech je k dispozici plné natočení kol při otočení volantem do krajní pozice (o 150° do strany), kolem 70 km/h už plné otočení volantu znamená jen přibližně třetinový úhel maximálního rejdu a při 130 km/h to není ani deset procent rejdu. Lexus vychází z předpokladu, že ani u klasického řízení při jízdě po dálnici není reálně možné a použitelné natočit kola v maximální možné míře. V praxi toto nastavení znamená, že v pomalu projížděných zatáčkách je řízení strmé a pro velký rejd stačí malé natočení volantu, zatímco na dálnicích tomu je přesně naopak, což přispívá ke stabilitě.

Foto: Lexus

V konečném důsledku tohle všechno umožňuje významně přepracovat také podobu interiéru, protože volant už nemusí být kruhový. Řešení od Lexusu má tvar motýla. Useknutá spodní část zvětšuje prostor pro nohy a usnadňuje nastupování, useknutá horní část umožňuje umístit přístrojový štít výše, takže na něj má řidič lepší výhled. Tvar volantu rovněž nutí řidiče ke správnému úchopu. Tímto se Lexus dramaticky liší od řešení Yoke automobilky Tesla, která jenom ořezala volant a nasadila ho na běžné řízení. Zatímco u Lexusu nelze reálně volant otočit o jednu otáčku, a tudíž není nutné přehmatávání, u Tesly je třeba i s volantem typu Yoke mezi krajními polohami vykonat více než dvě otáčky, což je úkon, k němuž je volant běžného tvaru stále nejlepším vynálezem.

Představa, že mezi volantem a hřebenem řízení není přímá vazba, samozřejmě vyvolává otázky ohledně bezpečnosti. Zajímavé v tomto směru je, že lidé toto běžně vnímají jako potenciálně nebezpečné, ale systém řízení „po drátě“ mnozí v automobilech naprosto běžně využívají vlastně už dnes a nijak je to neznervózňuje. V podstatě stejně jako v případě předních kol totiž funguje i natáčení kol zadních. Technika je tudíž už poměrně dobře vyzkoušená. Lexus navíc používá zdvojené systémy. Na volantu a na hřebenu řízení sice mluvíme o jednom páru jednotek STA a STC, ale v každé z nich se ukrývají dva elektromotory. Okruh ovládání je zdvojený. Pokud dojde k závadě jednoho z těchto okruhů, vůz vás vyzve k zastavení, ale pořád bude možné automobil ovládat. To stejné platí pro situaci, pokud by vůz z nějakého důvodu ztratil veškerou elektrickou energii. Hlavním zdrojem napájení systému One Motion Grip je sice trakční akumulátor, ale systém může použít i 12V baterii, a navíc je v automobilu ještě jeden záložní akumulátor.

Lexus tento systém zatím pro typ RZ nenabízí, aktuálně se testují prototypy. Pro reálné automobily bude One Motion Grip dostupný od roku 2025 a dodávat se bude na přání.

Převzato z časopisu

Fotogalerie