Kako delujejo aktivni krmilni sistemi AFS

Avtomatizacija, oborožena z algoritmi najboljših svetovnih inženirjev in preizkuševalcev, že dolgo zna voziti avtomobile bolje kot velika večina njihovih voznikov. A ljudje ji še niso pripravljeni popolnoma zaupati, novosti se uvajajo postopoma, ob ohranjanju možnosti ročnega upravljanja. Približno po tem principu je zgrajen sistem aktivnega krmiljenja AFS.

Algoritem delovanja sistema

Glavna značilnost AFS je variabilno prestavno razmerje krmilnega mehanizma. Organizirati odvisnost tega parametra od hitrosti, še bolj pa od nekaterih drugih vplivnih dejavnikov, se ni izkazalo tako preprosto, kot se morda zdi strokovnjakom za avtomatizacijo. Togi mehanski pogon od volana do krmiljenih koles je bilo treba ohraniti; avtomobilski svet ne bo kmalu prešel na popolno izvedbo krmilnega sistema izključno z električnimi žicami. Zato je Bosch pridobil patent od ameriškega izumitelja, po katerem je bil skupaj z BMW razvit originalni krmilni sistem, imenovan AFS - Active Front Steering. Zakaj ravno "spredaj" - obstajajo sistemi aktivnega tipa, ki vključujejo tudi zadnja kolesa.

Načelo je preprosto, kot vse genialno. Uporabljen je bil običajni servo volan. Toda planetno gonilo je bilo vgrajeno v del gredi volanskega droga. Njegovo prestavno razmerje v dinamičnem načinu bo odvisno od hitrosti in smeri vrtenja zunanjega zobnika z notranjo mrežo (krona). Gnana gred tako rekoč dohiti ali zaostaja za vodilno. In tega krmili elektromotor, ki skozi zarezo na zunanji strani zobnika s svojim polžastim pogonom povzroči njegovo vrtenje. Z dovolj visoko hitrostjo in navorom.

Nove kvalitete, ki jih je pridobil AFS

Za tiste, ki so sedli za volan novih BMW-jev, opremljenih z AFS, so prvi občutki mejili na strah. Avto se je nepričakovano hitro odzval na taksiranje, zaradi česar je pozabil na navado "navijanja" na volanu v načinih parkiranja in manevriranja pri nizkih hitrostih. Avto je bil na cesti preurejen kot dirkalni kart, majhni zavoji volana pa so nas ob ohranjanju lahkotnosti prisilili, da smo na nov način pogledali procese zavojev v utesnjenem prostoru. Strah, da bo avtomobil s takimi reakcijami nemogoče voziti pri visokih hitrostih, je bil hitro razblinjen. Pri vožnji s hitrostjo 150-200 km / h je avto pridobil nepričakovano trdnost in gladkost, dobro je držal stabilno stanje in ni poskušal zdrsniti. Iz tega je mogoče sklepati naslednje:

• prestavno razmerje krmilnega mehanizma, ko se je z naraščajočo hitrostjo spremenilo za približno polovico, je zagotovilo udoben in varen nadzor v vseh načinih;
• v ekstremnih razmerah, na meji zdrsa, je avto pokazal nepričakovano stabilnost, ki očitno ni bila posledica variabilnega prestavnega razmerja krmilnega mehanizma;
• podkrmarjenje je bilo vedno optimalno uravnoteženo, avtomobil ni bil nagnjen k zdrsu zadnje osi ali sprednje osi;
• malo je bilo odvisno od spretnosti voznika, pomoč avtomobila je bila jasno opazna;
• tudi če je avto namenoma drsel z namerno agresivnimi dejanji izkušenega voznika, je bilo v njem enostavno voziti in avto je sam ušel iz njega takoj, ko so provokacije prenehale, in to popolnoma natančno in brez protizdrsov.

Zdaj je veliko stabilizacijskih sistemov sposobnih nekaj podobnega, vendar je bil šele začetek stoletja in vključeno je bilo samo krmiljenje, brez zavornih in vlečnih vektorskih navorov.

Zaradi česar je nastal učinek aktivnega krmiljenja

Elektronska krmilna enota zbira informacije iz niza senzorjev, ki spremljajo volan, smer avtomobila, kotne pospeške in številne druge parametre. V skladu s fiksnim načinom ne spreminja samo prestavnega razmerja, saj je organizirano glede na hitrost, ampak organizira aktivno krmiljenje, ki moti dejanja voznika. To je prvi korak k avtonomnemu nadzoru.

V tem primeru ostane povezava med volanom in kolesi nespremenjena. Ko se elektronika izklopi, umetno ali zaradi okvar, se gred elektromotorja, ki vrti planetni mehanizem, ustavi in ​​ustavi. Upravljanje se spremeni v običajen mehanizem zobate letve z ojačevalnikom. Ni krmiljenja po žici, to je nadzora po žici. Samo planetno gonilo s krmiljenim obročastim zobnikom.

Pri visokih hitrostih je sistem omogočal zelo natančno in gladko prerazporeditev avtomobila s pasu na pas. Delno je bil dosežen enak učinek kot pri krmiljenju zadnje osi - njegova kolesa so natančneje sledila sprednjim, ne da bi izzvala prekrmiljenje in zdrs. To je bilo doseženo s samodejnim spreminjanjem kota vrtenja na krmiljeni osi.

Seveda se je izkazalo, da je sistem bolj zapleten kot tradicionalno krmiljenje, vendar ne veliko. Planetarni menjalnik in dodatni električni pogon nekoliko podražita, vse funkcije pa so bile dodeljene računalniku in programski opremi. To je omogočilo implementacijo sistema na vse serije avtomobilov BMW, od prve do sedme. Mehatronska enota je kompaktna, izgleda kot običajen električni servo volan, daje vozniku enak občutek avtomobila, zagotavlja povratne informacije in postane intuitivna, potem ko se hitro navadi na spreminjajočo se ostrino volana.

Zanesljivost sistema se ne razlikuje veliko od tradicionalnega mehanizma. Prisotna je le nekoliko intenzivnejša obraba zobate letve zaradi povečane sile vpetja. Toda to je majhna cena za popolnoma novo kakovost avtomobila pri upravljanju pri kateri koli hitrosti.