Провидец

Критический взгляд: руководитель проекта Филип Маркшлегер сопровождал систему InnoDrive от идеи до вывода на рынок. Пройдены тысячи километров на полигоне Вайссаха и на различных трассах мира.

Интеллектуальный помощник. InnoDrive от Porsche — не просто мыслящий помощник водителя, система способна оценивать ситуацию и на многие километры вперед. Что за этим скрывается, объясняет инженер Филип Маркшлегер, демонстрируя в новом Porsche Panamera 4S на полигоне Вайссаха новое измерение в системах помощи водителю.

Очень редко рядом с водителем сидит кто-то, кого можно назвать вторым пилотом, приходящего на помощь, когда это требуется. Он отдает команды, но не спорит с водителем. Знает дорогу, как свои пять пальцев, своевременно предупреждает о крутых поворотах или указывает, что впереди свободно и можно ускориться. По желанию такой напарник может появиться и в Porsche Panamera 4S как виртуальный штурман. Porsche InnoDrive (PID) — это разработанная инженерами Вайссаха система помощи водителю, возможности которой существенно превосходят других электронных слуг: InnoDrive управляет скоростным режимом и трансмиссией — и планирует движение вперед на расстояние до трех километров.

Благодаря высокоточной навигационной системе ассистент не только знает маршрут и участки с ограничением скорости, но и топографию местности, профили высоты, радиусы поворотов, спуски и подъемы. Исходя из этих данных, постоянно производится расчет идеального профиля движения, выбираются нужная передача, ускорение или торможение. Трансмиссия с двухдисковым сцеплением вовлечена в эту работу, предусмотрительно переключая передачи. Движение не просто становится заметно плавнее и эффективнее, но часто и быстрее, чем когда автомобилем управляет водитель.

Филип Маркшлегер лучше всех знает InnoDrive. Руководитель проекта играл определяющую роль при разработке системы. «Сначала надо довериться системе InnoDrive», считает он и убирает ноги с педалей, когда темно-синий Panamera на скорости приближается к перекрестку с круговым движением. «Во время испытаний мы поняли: доверять учишься быстро». Исходной точкой испытаний был Цуффенхаузен; сразу за воротами завода инженер нажимает на рычажок слева от руля: символ «PID» на цифровом спидометре меняет цвет с белого на красный. Круговое движение — первая проверка системы. Panamera знает, что делать. Короткое торможение перед кругом, затем уверенное движение до половины пути, умеренное ускорение при съезде с круга. Маркшлегера при этом вращает руль, следит за встречным движением, включает поворотники. Педали не трогает. Вот InnoDrive предупреждает, что впереди еще один перекресток с круговым движением. Водитель испытывает систему, проезжает по кругу дважды. InnoDrive принимает правила игры, автомобиль с постоянной скоростью движется и далее по кругу. Один круг, второй, пока Маркшлегер, включив поворотник, не выезжает с круга. Система притормаживает, далее следует интенсивное ускорение. Помощник знает: сразу за кругом — крутой подъем, его автомобиль преодолевает по-спортивному. Также заранее известно, что после подъема будет длинный ровный участок. Panamera, собрав накопленную скорость, ложится на курс и элегантно движется накатом к ближайшему населенному пункту. Указатель о его начале он проезжает на скорости 50 км/ч, спокойно минуя фоторадары.

Добрая троица: комфорт, эффективность, скорость

«Что называется оптимальным ускорением?», Маркшлегер и его команда пытались выяснить в начале работ над системой. Это ускорение, которое обеспечит высокую среднюю скорость? Или когда расход топлива минимален? Или же оптимальным считать ускорение, которое обеспечит максимум комфорта пассажирам? Решение для оптимального ускорения лежит где-то между этими тремя параметрами — скоростью, эффективностью и комфортом. И решение выглядит иначе, чем подсказывает интуиция.

Вернемся в прошлое. Май 2011 года, юг Берлина, «Challenge Bibendum». Состязание должно способствовать поиску эффективных решений в сфере мобильности. Компания Porsche, представленная 911 Carrerа, занимает второе место. «Одиннадцатый» убедил не только временем прохождения круга, но и параметрами расхода топлива: у серийного шестицилиндрового оппозитного двигателя он на уровне менее шести литров на 100 км. Разработанная в Вайссахе радикальная стратегия движения делает такое возможным: сначала всегда интенсивное ускорение, затем отключение трансмиссии, чтобы, как можно дальше, проехать накатом с отключенным двигателем. «Невероятно, но факт: мощное ускорение и предусмотрительное использование энергии дает большую экономию топлива», объясняет Маркшлегер. Однако такой стиль вождения не назовешь приятным. Результаты, полученные на «Challenge Bibendum», определили параметры эффективности, которые были включены в алгоритм InnoDrive. Для Panamera, лимузина для длительных поездок, комфорт, кстати, один из первых приоритетов. Вместо резкого ускорения и отключения трансмиссии инженеры научили систему плавному движению, без рывков. На третье место в это уравнение поставлено достижение допустимой максимальной скорости — в соответствии с девизом Porsche «Intelligent Performance».

Вариантов миллионы, оптимальный — один

Следующие переменные диктует дорога: уклоны и радиусы поворотов, прямые участки и населенные пункты — эти данные поступают от навигатора с высоким разрешением, плюс камера фиксирует знаки ограничения скорости. При расчете учитываются текущие параметры сопротивления воздуха и наката, которые передаются в систему. InnoDrive оперативно реагирует на любой поворот руля и адаптирует предполагаемый режим движения, как мы это видели ранее при движении по кругу.

Примерно два раза в секунду блок управления актуализирует данные: полностью обновленная версия профиля движения, идеальная траектория на следующие три километра. InnoDrive выбирает оптимальное из бесчисленных состояний трансмиссии — восемь передач и движение накатом — и рассчитывает бесчисленные варианты ускорения. «Здесь мы имеем выбор из миллионов вариантов стратегии движения», описывает систему Маркшлегер. Объем вычислений здесь просто огромен. Поэтому инженерам пришлось адаптировать разработанный математиком Рихардом Бельманном метод вычисления Dynamic Programming так долго, пока не нашли способ его применения в автомобиле в реальном времени. «По сути, речь идет о раннем распознавании путей, которые не ведут к оптимальному решению». От них следует сразу отказаться, не делая полного расчета.

Приятная поездка: Panamera плавно движется накатом.

Между тем, Маркшлегер направляет Panamera на круг Вайссаха, родины InnoDrive. Более пяти лет, проходя тысячи километров, именно здесь инженеры испытывали систему, вначале они пытались вводить данные местного ведомства геодезии. «Это стоило пять евро за квадратный километр!», смеется Маркшлегер. В то время мир для InnoDrive заканчивался после проезда деревень вокруг исследовательского центра. Сегодня же готовы карты большинства стран Западной Европы и США, перечень пополняется все новыми странами. Большое преимущество системы в том, что она позволяет повысить комфорт передвижения, будь то на проселке или на магистрали. Автомобиль класса Gran Turismo, как Panamera, поэтому прямо-таки создан для InnoDrive, хотя в принципе система имеет неограниченные возможности для расширения.

Обычный или спортивный режим

InnoDrive может и по-другому. На проселочной дороге Маркшлегер нажимает кнопку режима «Sport» — и штурман уже готов продемонстрировать спортивный нрав автомобиля. Крутой поворот после населенного пункта Panamera проходит со значительным ускорением, подъемы — в спринтерском темпе, последовательность крутых поворотов полностью меняет стиль движения. Водитель слышит рев и ощущает частоту вращения двигателя. «В спортивном режиме приоритеты иные», объясняет инженер. «На первом месте скорость, комфорт и эффективность подождут». InnoDrive способен теперь увеличить ускорение на трассе практически на 20 %, настолько же увеличивается поперечное ускорение на поворотах.

Маркшлегер вновь переключается в нормальный режим движения. И Panamera идет накатом на лесной дороге с легким уклоном, мы проезжаем мимо покрытых инеем стволов деревьев и старой мельницы. Лучи зимнего солнца освещают панель приборов — движение автомобиля стало спокойным и расслабленным, практически незаметно проходим повороты дороги. При движении в населенном пункте от InnoDrive помощи мало: слишком много знаков остановок, перекрестков и светофоров — они намеренно не учтены в системе. «Водитель должен знать границы возможностей системы», утверждает Маркшлегер, тормозя перед перекрестком и пропуская грузовик. «Разумеется, водитель не может не контролировать движение. InnoDrive — это помощник в плане комфорта, но не автопилот» При каждом нажатии на педаль тормоза ассистент моментально отключается, нажатие на педаль газа также заставляет его на миг отступить. Ассистент, конечно, можно легко и полностью отключить. Стоит лишь водителю коснуться клавиши. Это в том случае, если он хочет побыть на дороге со своим Porsche наедине.

Две души: InnoDrive — прежде всего, ассистент для комфорта. Но в спортивном режиме он привязан к акселератору: на 20 % интенсивнее ускорение, на 20 % больше поперечное ускорение на поворотах. Работа над InnoDrive в Porsche продолжается.

Текст Бернд Эберхарт
Фото Кристиан Грунд