Центральным элементом демонстрационного автомобиля является задняя подвеска с расположенным на колесах электроприводом eTB (electric Twist Beam), которая позволила коренным образом изменить конструктивную концепцию Smart Urban Vehicle. Инновационные решения не обошли стороной и передний мост: угол захода колес вплоть до 75 градусов существенно повышает подвижность и маневренность прототипа. Дополнительный комфорт, а также повышенный уровень безопасности и эффективности обеспечивают две полуавтоматические функции содействия водителю: парковочный ассистент Smart Parking Assist поможет припарковать автомобиль даже на самое тесное стояночное место – в том числе и дистанционно, простым нажатием соответствующей кнопки на мобильном устройстве, например смартфоне или часах Smart Watch. Комфорт и экономичность поездки на автомобиле новой концепции повышает программа-ассистент PreVision Cloud Assist, разработанная на базе облачных технологий. При необходимости система может, к примеру, своевременно уменьшить приводной момент перед предстоящим заходом на поворот и таким образом снизить скорость автомобиля, не задействуя механический процесс торможения. Прямая коммуникация водителя с автомобилем Smart Urban Vehicle может осуществляться и через рулевое колесо: функция распознавания его касания, охватывающая всю поверхность руля, обеспечивает работу программ-ассистентов и функций автоматизированного движения. Дополнительная информация отражается на OLED-экране, находящемся непосредственно в поле зрения водителя.

"Автомобиль ZF Smart Urban Vehicle ‒ это наглядная демонстрация того, какие решения для внутригородского движения можно реализовывать на сегодняшний день лишь за счет объединения уже существующих технологий и систем в одну сеть, их взаимодействия с человеком, его поведением и окружающей средой, а также обеспечения их доступа к данным, повсеместно предоставляемым через облачный сервис (Cloud Connectivity), ‒ рассказывает Д-р Штефан Зоммер, председатель Правления ZF Friedrichshafen AG . ‒ В то же время данный исследовательский проект ‒ это в определенном смысле "точка отсчета" для других вполне конкретных концепций будущего, способных оптимизировать городское уличное движение, ‒ в том числе и в новых технологических сферах, ставших доступными концерну ZF после приобретения холдинга TRW Automotive".

Абсолютно новая конструкция

Smart Urban Vehicle от ZF ‒ это электромобиль, самостоятельно сконструированный инженерами концерна на базе стандартного малогабаритного транспортного средства. Автомобиль новой концепции питается от тяговой аккумуляторной батареи, размещенной на переднем и заднем мостах в виде трех модулей. Привод данной системы осуществляется посредством полунезависимой задней подвески electric Twist Beam (eTB), оснащенной компактными приводными узлами мощностью 40 кВт каждый соответственно на левом и правом колесах. При показателе крутящего момента в 1400 Н·м и максимальной частоте вращения в 21 000 оборотов в минуту электромобиль ZF, разработанный прежде всего для внутригородского движения, развивает максимальную скорость в 150 км/ч.

Маневренность в городских условиях

"На переднем мосту мы реализовали новую концепцию, обеспечивающую заход колес вплоть до 75 градусов", ‒ поясняет Д-р Харальд Наунхаймер, руководитель головного центра НИОКР ZF Friedrichshafen AG. Инновационная конструкция подвески значительно уменьшает количество операций по управлению колесами при парковании или выполнении разворотов и соответственно повышает маневренность малогабаритного автомобиля: благодаря адаптированному заходу колес диаметр поворота Smart Urban Vehicle сокращается до менее чем семи метров ‒ таким образом, он с легкостью выполнит даже U-образный вираж в 180 градусов на оживленной двухполосной улице. Управляющие движения переднего моста поддерживает система "torque vectoring" заднего привода, который распределяет крутящий момент отдельно на каждое их задних колес и делает возможным трогание с места даже при столь большом угле захода. Все это позволяет без проблем парковать инновационный автомобиль даже на крайне тесные стояночные места (длиной около четырех метров), причем в большинстве случаев ‒ за один-единственный разворот.

Нашел, нажал, припарковал: парковочный ассистент ZF Smart Parking Assist

Особенно ярко преимущества новой концепции переднего моста проявляют себя в комбинации с функцией парковочного ассистента Smart Parking Assist, реализованной на базе Smart Urban Vehicle. Данная система не только помогает водителю найти подходящее парковочное место, но и может полностью автоматически припарковать автомобиль как в поперечном, так и продольном положениях по отношению к направлению движения. Необходимую информацию парковочный ассистент получает от 12 ультразвуковых и двух инфракрасных датчиков, расположенных на передней, задней и боковых частях автомобиля и способных распознать подходящее для парковки место. Управляющая электроника обрабатывает поступающую информацию и активирует все задействованные в процессе паркования системы, в том числе электропривод и функцию выбора угла поворота колес через электроусилитель руля. При этом водитель может контролировать процесс через дисплей приборной панели или же активировать функцию парковки уже покинув салон автомобиля, то есть дистанционно ‒ через соответствующее приложение на мобильном устройстве, например, Smart Watch. После этого Smart Urban Vehicle самостоятельно займется поиском подходящего стояночного места, двигаясь со скоростью пешехода, и автономно выполнит парковочный процесс.

Комфорт для водителя, преимущества для городов

Применение Smart Parking Assist открывает новые возможности, несущие дополнительные преимущества для водителя: ведь если в будущем автомобили смогут автономно (то есть уже после того, как водитель покинул пассажирский салон) искать свободные парковочные места, это сэкономит массу ценного времени. "Однако при реализации данной концепции мы думали не только о комфорте водителей, ‒ объясняет Харальд Наунхаймер. ‒ Ведь если легковые автомобили будут парковаться без активного участия человека, это позволит эффективнее использовать парковочные площади. Дело в том, что тогда при планировке парковок не придется учитывать угол открытия двери автомобиля, и стояночные места будут занимать меньше места. Это станет большим преимуществом для городов, поскольку освободившиеся площади можно будет рационально использовать в качестве дополнительного пространства для жилья и работы".

Эмпирические данные из "облака"

Максимальный запас хода и уровень безопасности автомобиля Smart Urban Vehicle обеспечивает функция содействия водителю, созданная на базе облачных технологий, ‒ ZF PreVision Cloud Assist. В отличие от программ-ассистентов, работающих лишь на базе GPS, технология PreVision Cloud Assist учитывает не только топографические данные и информацию о допустимых максимальных скоростях, но и сохраняет данные каждой поездки, касающиеся местоположения автомобиля, а также поперечного и продольного ускорения, в "облаке". При повторном прохождении того же маршрута система на основе этих эмпирических значений и данных рассчитывает оптимальную скорость прохождения предстоящего поворота. Затем программа-ассистент заблаговременно уменьшает крутящий момент до значения, позволяющего зайти на поворот, не прибегая к механическому торможению. Описанная процедура не только бережет батарею и тормозную систему транспортного средства, но и повышает уровень безопасности движения по плохо просматривающимся поворотам.

Коммуникация через рулевое колесо

Водитель Smart Urban Vehicle в любой момент времени осведомлен о действиях программы-ассистента PreVision Cloud Assist: многофункциональное рулевое колесо, установленное специалистами ZF в демонстрационный автомобиль, оснащено OLED-дисплеем. Он располагается на ободе колеса в непосредственном поле зрения водителя. На дисплей выводится, например, информация о том, насколько программа-ассистент снижает крутящий момент перед заходом на поворот, или же, напротив, ‒ какой показатель вновь становится доступным после
прохождения поворота.

Непосредственный контакт водителя со Smart Urban Vehicle обеспечивает система распознавания касания HOD (Hands On Detection) с емкостным датчиком. Она охватывает всю поверхность рулевого колеса и определяет, касаются ли его руки водителя. Информация о распознанном режиме кодируется в виде цифрового сигнала вычислительным блоком, находящимся в рулевом колесе, и передается автомобилю через локальную сеть LIN (Local Interconnect Network). Системы автомобиля, в свою очередь, в зависимости от ситуации оповещают водителя либо активируют имеющиеся программы-ассистенты.

"Благодаря системе „Hands On Detection“ мы заложили основу для подключения различных программ-ассистентов и функций автоматизированного движения, разгружающих водителя, – в частности, в условиях городского уличного движения, которое в час-пик сопряжено с напряженными фазами с частыми остановками", – рассказывает Д-р Алоиз Зеевальд, технический директор подразделения интегрированных технологий активной и пассивной безопасности дивизиона ZF TRW. Программы-ассистенты могут, например, самостоятельно рассчитывать достаточное расстояние от едущего впереди автомобиля и управляют процессами торможения. "Таким образом мы можем повысить безопасность движения – даже тогда, когда водитель убрал руки с рулевого колеса".

На иллюстрациях:

1.) Парковочный ассистент Smart Parking Assist объединяет инновационные разработки в сфере подвески, привода и электроники. Выполнить паркование также можно за пределами салона автомобиля посредством смарт-устройства, при этом транспортное средство паркуется в полностью автоматическом режиме при помощи всего нескольких операций.
2.) Упреждающая концепция: в автомобиле Smart Urban Vehicle система содействия водителю, работающая на базе облачных технологий PreVision Cloud Assist, обеспечивает максимальный запас хода и безопасность вождения.
3.) Удивительно маневренный, не производящий вредных выбросов и способный к "коммуникации" с водителем и окружающей средой: ZF представляет автомобиль Smart Urban Vehicle в качестве примера наглядного решения для городских малогабаритных и компактных легковых автомобилей.
4.) Расположенный на колесах электропривод eTB (electric Twist Beam) посредством системы распределения крутящего момента Torque Vectoring, установленной на заднем мосту, поддерживает управляющие движения переднего моста, создавая идеальные предпосылки для автоматической парковки всего одним заходом даже в самые узкие парковочные места.
5.) Инновационная концепция переднего моста ZF в концепт-каре Smart Urban Vehicle обеспечивает угол захода колеса до 75 градусов, создавая тем самым основу для эффективной работы парковочного ассистента.
6.) Рулевое колесо в Smart Urban Vehicle с функцией распознавания касания Hands On Detection и OLED-дисплеем - идеальное звено между водителем и автомобилем, обеспечивающее работу программ-ассистентов и функций автоматизированного движения.

Иллюстрации: ZF