Виртуальный автомобиль с автоматической коробкой

Моделирование работы автоматической трансмиссии в играх

Как эмулируют работу автоматической трансмиссии в игровых симуляторах?

Автоматические трансмиссии – невероятно увлекательная технология. Ручные коробки передач в наши дни используются на трековых соревнованиях, в то время как большая часть развивающегося мира переходит на парк, который в основном состоит из автоматики.

Даже приверженцы механических трансмиссий признают, что автоматика более эффективна — с ней быстрее и проще управляться, чем с ручными коробками. Также никто не будет спорить о том, что стандарт АКПП намного веселее и интереснее аналога, который требует ручного переключения.

Как работает автоматика

Передачи существуют из-за технических, технологических ограничений в двигателе внутреннего сгорания. Мотор имеет несколько узких диапазонов RPM, где выполняет одну из трех функций:

• выдает наибольшую мощность,
• генерирует крутящий момент;
• становится наиболее эффективным в части расхода топлива.

Различные передачи в коробке позволяют агрегату работать на скорости, идеально подходящей для конкретных условий движения, находясь в пределах узких диапазонов оборотов.

Наиболее интересный момент в автоматических трансмиссиях – это график переноса. Другими словами, на какой скорости переключить передачу вверх или вниз. Большинство игр не реализуют по-настоящему автоматический режим.

Автомобили оснащены механической коробкой передач, а «автоматический» режим – это помощь водителю в переключении режимов. Логика тут проста — когда двигатель близок к «красной линии» или перегреву, происходит автоматический переход на повышенную передачу.

При замедлении понижающая передача включается при максимально возможных оборотах двигателя, не превышающих предельные показатели на предыдущей передаче. Но этот алгоритм совсем не похож на то, что происходит в реальной жизни с автомобилем, оснащенным автоматической коробкой. Это детально проработанная система, которая самостоятельно адаптируется к условиям движения.

Как работает автоматическая трансмиссия

Концепция «автомата» основана на следующем — чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем с большим запозданием открывается дроссельная заслонка. Например, если ехать медленно в городе, нужно немного энергии от двигателя для ускорения. Поэтому нет смысла использовать весь диапазон оборотов на первых нескольких передачах, чтобы ускориться. Тут работа мотора ориентирована на экономию топлива. При этом переключение скорости в начале диапазона RPM максимизирует эффективность силового агрегата.

Автомобили, оснащенные АКПП, стремятся к работе на самой высокой передаче, что позволяет двигателю работать в оптимальном диапазоне. Но высокие скоростные режимы обеспечивают менее динамичное ускорение на низких оборотах.

Если педаль газа утоплена в пол, то автомобиль будет набирать скорость так, чтобы использовать весь диапазон оборотов двигателя до достижения красной линии. Это максимизация производительности и предотвращение провала, который случится на более высокой передаче при несвоевременном переходе на нее.

Другой момент – кратковременное нажатие на педаль газа. Тут автомобиль сначала наберет высокую скорость и для экономии топлива задействует повышенные режимы работы. Но, если педаль газа нажата жестко, трансмиссия перейдет на пониженные передачи, чтобы попасть в диапазон RPM, подходящий для лучшей производительности.

Современная автоматика отличается продвинутой компоновкой, учитывает множество факторов перед приятием решения о переключении передач. Например, оценивается угол уклона холма, чтобы ускорить автомобиль на крутом склоне или обеспечить торможение двигателем при спуске.

Каждый производитель АКПП реализует свои собственные уникальные алгоритмы и системы, хотя приведенные выше концепции работы, как правило, остаются неизменными.

Автоматика в играх

Трудно найти компьютерные игры, которые правильно моделируют работу автоматической трансмиссии. Среди сотен проектов только несколько создали правдоподобный алгоритм.

По общему признанию геймерского сообщества, это не важный аспект в гонках, так как большинство машин используют ручные трансмиссии для лучшего контроля дорожной ситуации. Но многие игры включают модели автомобилей, доступных широкой публике, поэтому кажется странным, что отсутствует такая детализация.

Для лучшего понимания расхождений с реальностью следует проанализировать несколько игр, симуляторов, продемонстрировать, как они обрабатывают и имитируют работу автоматической трансмиссии. Этот виртуальный анализ сравнится с действием наиболее распространенного типа АКПП, основанного на гидротрансформаторе.

Для сравнения разработан тест, который продемонстрирует возможности каждой игры, симулятора при моделировании поведения автоматической коробки передач. Он покажет поведение графика автоматического переключения. Алгоритм работает на таких условиях:

• автомобиль медленно движется в пределах городского скоростного режима. Ожидается, что трансмиссия начнет ранние переключения для экономии топлива.
• достигнув скорости 70 км/ч, дроссель будет полностью утоплен в пол. Это должно инициировать удар, при котором коробка выбирает самую низкую передачу для максимального ускорения;
• во время набора скорости автомобиль должен переходить только на повышенные передачи при максимальных оборотах, чтобы форсировать ускорение;
• на 120 км/ч педаль газа будет полностью отпущена. На этом этапе коробка переключается на более высокую передачу для экономии топлива.

Отмечаются и другие варианты поведения, которые являются типичными для автоматических трансмиссий, основанных на гидротрансформаторе:

• проскальзывание при ускорении благодаря преобразователю крутящего момента и результирующему умножению крутящего момента;
• медленное движение вперед, когда тормоз отпущен.
• плавное переключение между шестернями без рывков в процессе перехода с одной передачи на другую.

Каждый тест будет демонстрировать возможности игр.

Live for Speed

Это гоночный симулятор с точной, проработанной физикой, которая понравится даже перфекционистам. Управление автомобилем кажется таким же правильным, впечатляет достижение автомобилем скоростного предела. Несмотря на то, что это уже далеко не новый проект, немногие гоночные симуляторы могут похвастаться реалистичностью управления Live for Speed.

Но игра не моделирует поведение АКПП. Скорее, воспроизводит «автоматический» режим. Это переключение передач идеально для максимальной производительности, а не для эффективного расхода топлива.

Тут переключение происходит только при достижении красной линии, в то время как при замедлении передача понижается максимально быстро, чтобы можно было сразу использовать торможение двигателем. Такое переключение передач отлично подходит для гонок, поскольку предсказуемо, но совершенно не годится для экономии топлива в автомобиле, заточенном под городское движение.

Пользователь форума LFS под псевдонимом «tigerboyz» создал мод, который имитирует график автоматического переключения передач. Но он в полной мере не воспроизводит работу автомата.

Отсутствует ощущение гидротрансформатора, не моделируется алгоритм перехода на разные режимы при наборе и сбросе скорости. Мод использует алгоритм ручной коробки передач, осуществляет переключения в точках, где бы это сделал «автомат».

Enthusia

Этот симулятор первым правильно сымитировал работу АКПП. Стоит отметить, что игра стала коммерчески неудачной отчасти из-за сложности, связанной с точной динамикой вождения и конкуренцией со стороны гораздо более популярного проекта – Gran Turismo 4. Поэтому обеспечение физической копии стало чрезмерно дорогостоящим.

Enthusia много внимания уделяет манипуляциям по переключению передач. Но переходы выглядят так, словно они используются для преобразователя крутящего момента, хотя и агрессивного.

Переключения не происходят, шестерни удерживаются слишком долго. Это почти так, как если бы игра имитировала режим «Спорт» или «Второй диапазон», который введен в некоторые автомобили для придания вождению спортивного стиля. Такой режим переключается на более высокие обороты для придания педали газа большей чувствительности, позволяет в широком диапазоне использовать торможение двигателем.

Интересно отметить, что при замедлении переход на пониженную передачу осуществляется так, чтобы поддерживать производительность мотора. Другими словами, по мере того, как автомобиль замедляется, начинается использование торможения двигателем для замедления машины. В реальности этого не происходит, переключение осуществляется, только когда автомобиль значительно замедлился или во время «удара» по педали газа.

Игра позволяет выбирать «ручную» или «автоматическую» трансмиссию перед гонкой. В автомобилях с АКПП переключаются режимы искусственным интеллектом, подчеркивая, что автомобиль не содержит алгоритма взаимодействия сцепления и передач. Игра также имитирует CVT и показывает, что это только приближенный к реальному алгоритм работы роботизированной коробки.

Презентация действительно качественно сделана для гоночной игры. Особенно впечатляет реалистичное вступление и живая музыка. Еще один плюс – широкий выбор классов автомобилей. Это не только стандартные, дорожные и гоночные модели, но и минивэны, гибриды, внедорожники. Такой модельный ряд привлекателен для фанатов транспортных средств различной спецификации.

City Car Driving (Городское автомобильное вождение)

Российская форвард-разработка предлагает совсем другой подход к моделированию вождения. Это точная симуляция повседневного управления автомобилем. Вместо того, чтобы тестировать возможности машин на жесткой гоночной трассе, водитель застрянет в дождь, будет скользить по шоссе, надев ремень безопасности.

Хотя динамика движения не самая точная и привлекательная, эмулятор подходит для отработки неторопливых темпов управления, известных большинству городских водителей. Модели трафика тут имитируют реальность с нетерпеливыми владельцами авто, которые меняют полосы без подачи сигналов и другими действиями провоцируют аварийные ситуации.

Но что будет, если сесть за руль виртуального автомобиля, оборудованного «автоматом»? Симуляция АКПП впечатляет. Тут есть плавные переходы, график переключения и стремление к умножению крутящего момента. Все реалистично, даже при освобождении педали тормоза в движении. В симуляторе немного наворотов, это хороший инструмент для обучения управлению автомобилем, чтобы познакомить новичков с ощущением скорости и проблемами городского движения.

BeamNG.drive

Это невероятно реалистичная физика катастроф. BeamNG.drive показывает, насколько хорошо можно моделировать динамику движения даже без заранее подготовленных поведенческих алгоритмов. В BeamNG.drive механика основывается на фактической работе узлов и комплектующих: трансмиссии, шин, подключена и аэродинамика. Хотя это не самый точный имитатор вождения, механики здесь невероятно убедительны.

BeamNG.drive car roaster фокусируется на автомобилях, ориентированных для повседневного вождения, а не на производительных спорткарах. В результате, машины могут оснащаться автоматикой, CVT и механическими коробками передач.

Из всех тестируемых симуляторов BeamNG.drive – явный победитель в части имитации автоматики, основанной на преобразователе крутящего момента. От медленного ускорения из-за умножения последнего до плавного перехода на пониженную или повышенную передачу симулятор обеспечивает наиболее реалистичное ощущение вождения автомобиля с автоматической коробкой передач.

Тут ощущается управление обычной машиной в городе. Даже при нажатии педали акселератора заметна задержка в наборе скорости. Это впечатляет, как и количество вариантов, имитирующих разные виды трансмиссий и режимов вождения:

• высокоточные преобразователи крутящего момента;
• CVT;
• трансформаторы;
• автоматические трансмиссии с двойным сцеплением;
• выбор спортивного режима;
• ручное управление автоматической коробкой передач.

Каждая из вышеперечисленных опций моделируется предельно реалистично. Если нужно отточить навыки вождения, то BeamNG.drive – отличный вариант.

Вывод

Этот тест еще раз подтвердил, что игровые технологии, симуляторы не могут полностью реализовать механику автоматических трансмиссий. В то же время эксперимент показал, как много внимания уделяется деталям, которые действительно важны для имитации работы АКПП.

Точность – это то, что действительно ценится. Немногие разработчики игр идут на создание замысловатых деталей реальности. И такому решению есть логическое объяснение. Ведь не каждому геймеру понравится управление, сохранившее все особенности реальности.

Но стоит понимать, что представленные выше симуляторы — не венец творения в сфере виртуальных технологий, и имитаторы несомненно станут лучше, реалистичней и удобней.

Источник статьи: http://1gai.ru/publ/520469-modelirovanie-raboty-avtomaticheskoy-transmissii-v-igrah.html

12 недорогих машин с автоматической коробкой передач

Статистика подсчитала: машина автомат продаётся всё лучше четвертый год подряд. Доля продаж достигла 60%, и АКПП потеснил рынок машин с МКПП. Это значит, что всё больше водителей толкается в пробках и хочет расслабиться, смотреть новости в смартфоне, а не дёргать за ручку и путаться в трёх педалях механики. Но сколько же надо заплатить за комфортную езду на автомате? Предлагаю вам 12 вариантов.

Тип коробок

Автоматическая трансмиссия — это:

• «классический» автомат;
• бесступенчатый вариатор;
• роботизированная коробка.

Эксперты сходятся во мнении, что будущее за вариаторами и роботами, а производители это подтверждают на практике.

Вариатор

Чем отличается вариатор от «классического» автомата мы уже писали здесь и здесь. Достоинства CVT раскрываются в динамике машины, плавности переключений и экономичном расходе топлива. Пока ещё этот тип автомата не широко распространён, поэтому его обслуживание и ремонт обходится дорого.

Автомат

Автомобили с «классической» автоматической коробкой передач при правильном уходе ездят без проблем 200 000 км и больше, если говорить о 4-ступках. Проблем с ремонтом и запчастями, как правило, нет. Самые популярные автоматы давно изучены автомеханиками, а детские болезни излечены производителями. Подробно об АКПП мы рассказывали здесь.

Робот

Современная роботизированная коробка DSG — это механика с двумя сцеплениями и электронным управлением. «Роботы», как и вариаторы, подходят любителям резвой езды в городских условиях. Однако, для поездок по бездорожью DSG — это не вариант.

Самые дешевые автомобили на автомате

Сразу развеем иллюзии: «самый дешевый автомобиль на автомате» не может быть С-класса. К недорогим моделям отнесём машины без пробега стоимостью до 1 000 000 р. Чаще всего автомат идёт в комплектации Комфорт, поэтому как минимум за подушки безопасности и кондиционер не нужно будет доплачивать.

Chevrolet Cobalt

Компактный «Кобальт» от GM откатал свои юные годы 2004 — 2010 в Америке. В 2011 под этим названием бразильские инженеры спроектировали машину для развивающихся рынков, но на другой платформе. Новый «Кобальт» переехал в Узбекистан.

В Россию Chevrolet Cobalt попал в 2013, и пробыл недолго — до 2015 года. С декабря 2016 дорестайлинговая версия машины вернулась под именем Ravon R4.

Новый R4 с автоматом идёт в комплектациях «Оптимум» и «Элегант». Любая из моделей машины оснащена двигателем 1,5 л мощностью 106 л.с. «Оптимум» с 6-ступенчатым автоматом серии 6Т GM обойдётся в 743 000 р. Элегант продаётся за 756 000 р.

Хоть дизайнеры не слишком усердно работали над внешностью «Кобальта», но среди недорогих машин с автоматом он может похвастаться энергоёмкой подвеской, просторным салоном и багажником 550 л.

Hyundai Solaris

Solaris появился в России в 2011 году и сразу завоевал народную любовь. Бюджетный кореец построен на платформе Accent, а производится на заводе полного цикла в Санкт-Петербурге.

После первого рестайлинга в 2014 году авто с АКПП получил две модификации силовых установок:

• 4-ступенчатый А4СF1 с мотором 1,4 л/107 л.с;
• 6-ступенчатый А6GF1 с мотором 1,6 л/123 л.с.

Hyundai Solaris второго поколения 2017 года в кузове седан поставляется только с автоматом А6GF1.

Сейчас автомобиль получил обновление внешнего вида, салона и цен. Новый автомобиль 2020 года с автоматом и мотором 1,4 л обойдётся в 870 000 р. За более мощную версию «Соляриса» с двигателем 1,6 л нужно доплатить 25 000 р.

В базовую комплектацию машины входит:

• фронтальные подушки безопасности;
• подогрев передних сидений;
• электростеклоподъёмники ко всем дверям;
• зеркала с электроприводом и обогревом;
• различные электронные системы;
• аудиосистема с 4 динамиками и управлением на руле;
• кондиционер.

Kia Picanto

Киа «Пиканто» — городская малолитражка с мотором 1,2 л/ 84 л.с. и 4-ступенчатым автоматом. Машина привлекает дизайном, хорошей сборкой и неплохой базовой комплектацией. Для российского рынка «Пиканто» производится на заводе в Калининграде.

Kia Picanto обновилась до 3 поколения в 2017 году. Машина несколько увеличилась в размерах для лучшей устойчивости, управляемости и комфорта. Минимальная стоимость новой «Пиканты» III с автоматом — 790 000 р.

Базовая комплектация машины включает:

• подушки безопасности для водителя и переднего пассажира;
• ESP, HSA, ABS;
• систему контроля давления в шинах;
• передние электростеклоподъёмники;
• кондиционер;
• аудиоподготовку.

Volkswagen Polo

VW Polo Sedan построен на базе хэтчбека Polo для развивающихся рынков. Первые машины появились на российском рынке в 2010 году. Volkswagen Polo Sedan 2015 года получил обновление, в том числе силовых установок и комплектаций. Покупателям стали доступны версии:

• 6-ступенчатый автомат 09G с двигателем 1,6 л /110 л.с.;
• 7-ступенчатый «робот» DQ200 с турбированным мотором 1,4 л/125 л.с.

Новая машина с автоматом мощностью 110 л.с. в минимальной комплектации продаётся по цене 870 000 р., а с турбонаддувом и «роботом» — от 990 000 р.

Комплектация не слишком богата:

• подушки безопасности для водителя и переднего пассажира;
• ABS;
• электростеклоподъёмники всех дверей;
• кондиционер;
• аудиоподготовка.

Skoda Rapid

«Рапид» производится с 2012 года в Калуге в кузове 5-дверного лифтбека. С 2019 года Европа отказалась от этой модели Шкоды, а на смену ей пришёл новый хэтчбек и универсал «Scala». В России и Китае «Рапид» остался, но получил внешность сходную с европейской «Скалой».

Стоимость новой машины с двигателем 1,6 л/110 л.с. и 6-ступенчатым автоматом начинается от 980 000 р. Версия с мотором 1,4 TSI 125 л.с. и 7-ступенчатым DSG обойдётся в 1 065 000 р.

В эту нескромную цену вошли:

• подушки безопасности для водителя и переднего пассажира;
• ABS, ASR, ESP;
• электростеклоподъёмники ко всем дверям;
• электропривод и обогрев боковых зеркал;
• противотуманные фары;
• подогрев передних сидений;
• кондиционер;
• аудиосистема.

Kia Rio

Киа «Рио» пережила 4 поколения и 3 рестайлинга. Производство «Рио» началось на заводе Хёндэ в Санкт-Петербурге в 2011 году. Машина представлена в кузове хэтчбек и седан. С 2017 года появилась новая модель — кросс-хэтчбек «Рио» с увеличенным дорожным просветом и усиленной подвеской.

На выбор доступны моторы 1,4 л/100 л.с. и 1,6 л/123 л.с. Самая дешёвая машина с коробкой автомат А6GF1 и двигателем 1,4 л стоит 880 000 р. Модель X-line обойдётся минимум в 930 000 р.

• подушками безопасности для водителя и переднего пассажира;
• ABS, EBD, BAS,ESP, TCS, HAC;
• датчиком контроля давления в шинах;
• электростеклоподъёмниками всех дверей;
• электроприводом и обогревом боковых зеркал;
• противотуманными фарами;
• подогревом передних сидений и руля;
• кондиционером;
• аудиосистемой с 4 динамиками.

Citroen C1

Ситроен С1, пожалуй, самая дешевая машина с автоматом. Стоимость С1 с пробегом 100 000 км, трансмиссией «робот» 2-Tronic и двигателем 1,0 л/68 л.с. — 260 000 р. В комплектацию входит: аудиосистема, кондиционер, передние электростеклоподъёмники, подогрев зеркал и удалённый запуск двигателя.

Машина узкая, всего 1620 мм, что позволяет легко парковаться и маневрировать в городе. Водители не жалуются на тесноту, наоборот, отмечают удобство кресел. Положительной оценкой отмечают и расход топлива С1 — от 4 до 7 л на 100 км.

С 2014 года поставки новых С1 в Россию прекратились и не собирают возвращаться.

Opel Corsa

Опель «Корса» пережил уже 6 поколений с 1982 года. В 2019 Опель представил новую модель Corsa F с электродвигателем мощностью 136 л.с. при ёмкости батареи 50 кВт/ч. Но как и предыдущее поколение эта новинка в России не появится. В Германии флагманскую «Корсу» можно купить за 14 000 евро.

Источник статьи: http://akppoff.ru/korobka-avtomat/mashina-avtomat