?

Log in

No account? Create an account
Эргономика и органы управления автомобиля будущего - toman_k [entries|archive|friends|userinfo]
toman_k

[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Эргономика и органы управления автомобиля будущего [Oct. 18th, 2012|12:39 am]
toman_k
[Tags|]
[Current Mood |creative]

Интересно было бы пофантазировать на тему того, какими бы стоило сделать органы управления автомобиля (и заложенные в конструкцию алгоритмы их действия) для того, чтобы сделать это самое управление максимально удобным для водителя.
С одной стороны, понятно, что общепринятая сейчас схема управления не является оптимальной в смысле удобства. Она слишком завязана на технические подробности (механическую коробку передач, фрикционное сцепление, непосредственное управлением газом, рулевое управление, рассчитанное на хотя бы какую-то работу без рулевого усилителя). Если сравнивать даже хотя бы с органами управления мотоцикла, то тут мотоцикл выигрывает, несмотря на ту же механическую коробку передач. И совсем уж однозначно он станет выигрывать, если убрать необходимость опираться ногами на стоянке, и если отказаться от разделения передних/задних тормозов (т.е. в этом случае нога будет лежать на педали тормоза, никак не препятствуя ни ручному газу, ни сцеплению, ни переключению передач). Однако это достигается лишь за счёт мотоциклетного руля, работающего без перехватов - а значит, годится либо для совсем лёгких машин, либо для, наоборот, совсем тяжёлых (где реальных шансов рулить без рулевого усилителя нет в принципе), либо при условии, что надёжность рулевых усилителей будет доведена до уровня, не уступающего собственно механическому рулевому приводу.

Однако отбросим пока вопрос руля. Сам по себе круглый руль автомобиля, подразумевающий перехваты, в принципе, имхо, достаточно удобен, если нам не требуется вешать на него какие-то органы управления как то газ, тормоз, сцепление, переключение передач и т.п.
Коробка-автомат в принципе исключила необходимость в педали сцепления, да и манипуляции с селектором требуются гораздо реже, нежели с рычагом передач при механической коробке. Остались только педали газа и тормоза. Однако они, в штатном варианте, по-прежнему остаются под одной ногой, что есть уже некоторый минус в плане времени реакции и удобства, ради некой (довольно условной, впрочем: смысл педали "газа" уже в значительной степени иной) унификации с управлением машин с традиционной коробкой передач (хотя, конечно, можно и левую положить на тормоз). Ну и сама по себе гидромеханическая передача небезупречна как в смысле абстракции технических подробностей, так и в смысле удобства. Так, многие жалуются на некоторую инерционность, замедленность реакции машин с гидромеханическими коробками.

Теперь допустим, что у нас имеется автомобиль с кратковременным накопителем энергии, с рекуперативным рабочим тормозом, и, соответственно, с полной развязкой тяги и торможения от режимов работы двигателя. Т.е. водитель теперь совсем не занимается непосредственным управлением оборотами двигателя ("газом") в процессе нормального вождения - максимум, выбирает по общей ситуации несколько разные настройки автомата управления двигателем, а управляет по сути только непосредственно тягой и рабочим рекуперативным тормозом. Разумеется, дотормаживание и удержание автомобиля на месте после остановки осуществляются фрикционным тормозом, но в автоматическом режиме, не требуя в норме от водителя работы с отдельным органом управления для этой цели. Однако сам этот орган управления всё же сохраняется - как для надёжности, так и для специальных целей (см. ниже).

По логике вещей, в такой ситуации вырисовывается схема управления, состоящая из трёх педалей: посередине "унаследованная" педаль фрикционного тормоза (она находится совсем посередине, и, вероятно, увеличенной ширины - так что можно с удобством нажимать любой ногой), справа педаль "хода", слева педаль рабочего (рекуперативного) тормоза. Эти две педали, имхо, следует (в целях той же эргономики) объединить общей качалкой в единую ось управления. Чтобы не было и в принципе не могло быть ситуаций, когда водитель тупо давит на обе педали, а система управления не знает, что с этим делать, и чтобы не городить ещё более дурацкие и опасные блокировки педалей, которые были бы чреваты невозможностью сразу нажать на рабочий тормоз, если водитель не отпустил "ход" (или если педаль "хода" просто не вернулась до конца по какой-то причине). Таким образом, во время движения водитель постоянно держит ноги на обеих рабочих педалях, и может в любой момент легко и быстро переходить от тяги к торможению или наоборот. При необходимости можно затормозить фрикционным тормозом, перебросив любую ногу на соответствующую педаль. Вроде, выглядит логично и привлекательно.

Но вопросы возникают, когда дело касается заднего хода. А именно, как более правильно/удобно/безопасно организовать реверсирование автомобиля, имеющего такой набор органов управления. Фактически, я вижу тут альтернативу из двух вариантов.

Первый вариант:
педали жёстко закрепляются фактически не за понятиями "ход" и "тормоз", а за направлениями прикладываемой силы. Т.е. правая педаль - это сила вперёд, левая педаль - сила назад. Ручка реверса же управляет лишь режимами работы автоматического дотормаживания и противоската. Т.е. в положении "вперёд" усилие назад автоматически снимается и накладывается фрикционный тормоз, если скорость движения вперёд меньше какой-то пороговой величины, равно как нулевая или отрицательная, т.е. на этом режиме левая педаль работает именно как "тормоз", и не приводит к движению автомобиля назад. Аналогично, в положении "назад" запрещается (делается невозможным) движение автомобиля вперёд, при этом роль "хода" играет уже левая педаль, а "тормоза" - правая. Согласно элементарной логике вещей, у ручки реверса имеются ещё два положения: разумеется, стояночное (движение в любом направлении запрещено, дотормаживание и постановка на стояночный тормоз производятся безусловно) и "раскачка", оно же "противоскат отключён". В этом положении система управления тупо выдаёт силу тяги в направлении, соответствующем нажатой педали, независимо от направления фактического движения автомобиля. Этот режим должен быть весьма удобен для выезда враскачку, а также, возможно, для интенсивного маневрирования (вот тут-то как раз и пригодится отдельная педаль фрикционного тормоза - когда в процессе маневрирования нам таки понадобится именно затормозить, чётко остановиться, а не просто в очередной раз реверсироваться с ходу).

И второй вариант - привязка правой педали к понятию "ход", а левой - к понятию "тормоз" (т.е. невозможность при помощи левой педали набирать скорость в любом направлении), и реверсирование соответственно обычным, привычным для нынешних водителей образом. В этом случае реверсивная рукоятка имеет только 3 положения - вперёд, стоянка и назад. Режим раскачки пропадает, что плохо. Поэтому приходится кроме реверсивной рукоятки добавить ещё одну рукоятку "отключение противоската", которая будет превращать положения "вперёд" и "назад" в аналог режима "раскачка" из первого варианта. Но, увы, в положениях "вперёд" и "назад" значения педалей оказываются диаметрально противоположны, что, понятное дело, чревато путаницей и аварийными ситуациями. Так что на практике, видимо, пришлось бы оставить возможность включения такого режима только на одном из направлений движения, например, "вперёд" - однако это уже само по себе не очень удобно, скажем, если понадобится выдёргиваться враскачку при движении в целом задним ходом, да и, честно говоря, не вполне понятно, почему надо выбрать именно направление "вперёд", а не "назад" для раскачки. Кроме того, подсознательное восприятие левой педали как "тормоза" в этом варианте на самом деле также чревато опасностью в случае, например, если водитель перевёл реверсивную рукоятку в направление, противоположное фактическому направлению движения автомобиля, при отключённом противоскате.

В общем, мне как-то более симпатичным кажется первый вариант специализации педалей. Пусть он и требует некоторого первоначального переучивания/привыкания водителя после нынешнего варианта, однако после этого привыкания он, имхо, всё-таки менее противоречив. Если отказаться от режима "раскачки", то второй вариант был бы примерно равноценным по внутренней логичности - но уж больно обидно отказываться от настолько вкусной фичи, которая прямо-таки напрашивается при такой трёхпедальной схеме управления.

А вы как считаете? Какие ещё косяки и подводные камни видите в том и/или другом варианте такой схемы управления? М.б. какие-нибудь ещё варианты количества и расположения педалей? (Если считаем, что руки водителя по-прежнему заняты рулём плюс манипуляциями со всякими прочими предметами в кабине, чесанием носа, головы и т.п. - что, в общем, довольно логично).
LinkReply

Comments:
[User Picture]From: chaval
2012-10-18 04:14 pm (UTC)
в 20-х годах прошлого века один индийский товарищ фантазировал на тему летательных аппаратов будущего. Оформил фантазии на санскрите, и теперь эта работа - "Виманика-шастра" - объект многочисленных мистификаций, будто бы это пророчество из глубокой древности :)
(Reply) (Thread)