Ako fungujú AFS - Active Steering Systems

Automatizácia, vyzbrojená algoritmami najlepších svetových inžinierov a testerov, už dlho vie, ako riadiť autá lepšie ako drvivá väčšina ich vodičov. Ľudia mu ale ešte nie sú pripravení plne dôverovať, inovácie sa zavádzajú postupne, pri zachovaní možností manuálneho ovládania. Približne podľa tohto princípu je postavený systém aktívneho pohonu riadenia AFS.

Algoritmus prevádzky systému

Hlavnou črtou AFS je variabilný prevod riadenia. Usporiadať závislosť tohto parametra od rýchlosti a ešte viac od niektorých iných ovplyvňujúcich faktorov sa ukázalo byť nie také jednoduché, ako by sa mohlo zdať odborníkom na automatizáciu. Tuhý mechanický pohon od volantu po riadené kolesá musel zostať zachovaný, automobilový svet sa tak skoro neposunie k plnej implementácii riadiaceho systému čisto elektrickými drôtmi. Bosch preto získal patent od amerického vynálezcu, po ktorom bol spolu s BMW vyvinutý originálny systém riadenia s názvom AFS - Active Front Steering. Prečo práve „Predné“ - existujú systémy aktívneho typu, ktoré zahŕňajú aj zadné kolesá.

Princíp je jednoduchý, ako všetky geniálne. Bol použitý konvenčný posilňovač riadenia. Ale do časti hriadeľa stĺpika riadenia bola zabudovaná planétová prevodovka. Jeho prevodový pomer v dynamickom režime bude závisieť od rýchlosti a smeru otáčania vonkajšieho ozubeného kolesa s vnútorným ozubením (korunka). Hnaný hriadeľ akoby dobieha alebo zaostáva za vedúcim. A to je riadené elektromotorom, ktorý cez zárez na vonkajšej strane prevodu svojim šnekovým pohonom spôsobí jeho otáčanie. S dostatočne vysokou rýchlosťou a krútiacim momentom.

Nové kvality, ktoré AFS získal

Pre tých, ktorí si sadli za volant nových BMW s výbavou AFS, prvé pocity hraničili so strachom. Auto nečakane svižne zareagovalo na rolovanie, prinútilo zabudnúť na zvyk „motať sa“ na volante v parkovacích režimoch a manévrovať v nízkych rýchlostiach. Auto bolo na ceste prestavované ako pretekárska motokára a malé otáčky volantu pri zachovaní ľahkosti nás prinútili nanovo sa pozrieť na procesy zákrut v stiesnenom priestore. Obavy, že auto s takýmito reakciami nebude možné riadiť vysokou rýchlosťou, sa rýchlo rozplynuli. Pri jazde rýchlosťou 150 - 200 km / h získalo auto neočakávanú pevnosť a plynulosť, dobre udržiavalo stabilný stav a nesnažilo sa dostať do šmyku. Možno vyvodiť tieto závery:

• prevodový pomer kormidlového zariadenia pri zmene približne o polovicu so zvýšením rýchlosti poskytoval pohodlné a bezpečné ovládanie vo všetkých režimoch;
• v extrémnych podmienkach, na pokraji šmyku, auto vykazovalo neočakávanú stabilitu, ktorá zjavne nebola spôsobená len premenlivým prevodovým pomerom kormidlového zariadenia;
• nedotáčavosť sa vždy držala na optimálne vyváženej úrovni, auto nemalo tendenciu prešmykovať zadnú nápravu a ani prednú nápravu;
• len málo záviselo od zručnosti vodiča, pomoc auta bola jasne viditeľná;
• aj keď sa auto úmyselne agresívnym konaním skúseného vodiča dostávalo do šmyku, dalo sa v ňom ľahko jazdiť a samo auto z neho vystúpilo hneď, ako provokácie ustali, a to absolútne presne a bez protišmykov.

Teraz sú mnohé stabilizačné systémy schopné niečoho podobného, ​​ale to bol len začiatok storočia a išlo len o riadenie, bez brzdenia a trakčných vektorových momentov.

Vďaka čomu sa vytvoril efekt aktívneho rolovania

Elektronická riadiaca jednotka zbiera informácie zo sady senzorov, ktoré monitorujú volant, smer auta, uhlové zrýchlenia a mnoho ďalších parametrov. V súlade s pevným režimom nemení len prevodový pomer, pretože je organizovaný v závislosti od rýchlosti, ale organizuje aktívne riadenie, ktoré zasahuje do činnosti vodiča. Toto je prvý krok k autonómnemu riadeniu.

V tomto prípade zostáva spojenie medzi volantom a kolesami nezmenené. Keď je elektronika umelo alebo v dôsledku porúch vypnutá, hriadeľ elektromotora, ktorý otáča planétový mechanizmus, sa zastaví a zastaví. Manažment sa zmení na konvenčný hrebeňový mechanizmus so zosilňovačom. Žiadne riadenie po drôte, teda ovládanie po drôte. Iba planétová prevodovka s riadeným vencom.

Pri vysokých rýchlostiach systém umožnil veľmi presne a plynulo preradiť auto z pruhu do pruhu. Čiastočne sa realizoval rovnaký efekt ako pri riadení zadnej nápravy – jej kolesá presnejšie kopírovali predné, bez toho, aby vyvolávali pretáčavosť a šmyk. To bolo dosiahnuté automatickou zmenou uhla natočenia na riadenej náprave.

Samozrejme, systém sa ukázal byť zložitejší ako tradičné riadenie, ale nie o veľa. Planétová prevodovka a prídavný elektrický pohon mierne zvyšujú náklady a všetky funkcie boli priradené počítaču a softvéru. To umožnilo implementovať systém na všetky série automobilov BMW, od prvej až po siedmu. Mechatronická jednotka je kompaktná, vyzerá ako bežný elektrický posilňovač riadenia, dáva vodičovi rovnaký pocit z auta, poskytuje spätnú väzbu a stáva sa intuitívnou po rýchlom zvyknutí si na meniacu sa ostrosť volantu.

Spoľahlivosť systému sa príliš nelíši od tradičného mechanizmu. Dochádza len k mierne intenzívnejšiemu opotrebovaniu hrebeňa a pastorka v dôsledku zvýšenej sily záberu. To je však malá cena za úplne novú kvalitu auta pri ovládaní pri akejkoľvek rýchlosti.