Como funcionan AFS - Active Steering Systems

A automatización, armada cos algoritmos dos mellores enxeñeiros e probadores do mundo, sabe desde hai tempo conducir coches mellor que a gran maioría dos seus condutores. Pero a xente aínda non está preparada para confiar plenamente nel, as innovacións vanse introducindo aos poucos, mantendo as posibilidades de control manual. Aproximadamente segundo este principio, constrúese o sistema de condución de dirección activa AFS.

Algoritmo de operación do sistema

A principal característica do AFS é a relación variable da dirección. Organizar a dependencia deste parámetro da velocidade, e máis aínda dalgúns outros factores que inflúen, non resultou tan sinxelo como lles parecería aos especialistas en automatización. A tracción mecánica ríxida desde o volante ata as rodas de dirección tivo que ser preservada; o mundo do automóbil non pasaría pronto á implementación total do sistema de control exclusivamente por cables eléctricos. Polo tanto, Bosch adquiriu unha patente dun inventor estadounidense, tras o cal, xunto con BMW, desenvolveuse un sistema de dirección orixinal, chamado AFS - Active Front Steering. Por que exactamente "Dianteiro" - hai sistemas de tipo activo que tamén implican a rotación das rodas traseiras.

O principio é sinxelo, como todo enxeñoso. Utilizouse a dirección asistida convencional. Pero un engrenaxe planetario construíuse na sección do eixe da columna de dirección. A súa relación de transmisión en modo dinámico dependerá da velocidade e sentido de rotación da engrenaxe externa con malla interna (coroa). O eixe impulsado, por así dicilo, alcanza ou queda atrás do líder. E isto está controlado por un motor eléctrico, que a través dunha muesca no lado exterior da engrenaxe co seu accionamento de tornillo sin fin fai que este xire. Cunha velocidade e un par suficientemente altos.

Novas calidades que adquiriu AFS

Para os que se puxeron ao volante dos novos BMW equipados con AFS, as primeiras sensacións rozaron o susto. O coche reaccionou con rapidez inesperada ao rodaxe, o que obrigou a esquecer o hábito de "enrolar" no volante nos modos de estacionamento e de manobrar a baixa velocidade. O coche foi reordenado na estrada como un kart de carreiras, e pequenos xiros do volante, mantendo a lixeireza, obrigáronnos a botar unha nova ollada aos procesos de xiros nun espazo reducido. Os temores de que un coche con tales reaccións fose imposible de conducir a altas velocidades disipáronse rapidamente. Ao conducir a un ritmo de 150-200 km / h, o coche adquiriu unha solidez e suavidade inesperadas, mantendo ben un estado estable e non intentando romper. Poderíanse extraer as seguintes conclusións:

• a relación de transmisión do mecanismo de dirección, cando se cambia aproximadamente á metade co aumento da velocidade, proporciona un control cómodo e seguro en todos os modos;
• en condicións extremas, ao bordo de esvarar, o coche mostrou unha estabilidade inesperada, que claramente non se debeu só á relación de transmisión variable do mecanismo de dirección;
• a dirección mantívose sempre nun nivel óptimo equilibrado, o coche non buscaba deslizar o eixe traseiro nin derrubar a parte dianteira;
• pouco dependía da habilidade do condutor, a axuda do coche notábase claramente;
• aínda que o coche estivese derrapando intencionadamente por accións deliberadamente agresivas dun condutor experimentado, era fácil conducir nel, e o propio coche saíu del en canto cesaron as provocacións, con absoluta precisión e sen contrarrestar.

Agora moitos sistemas de estabilización son capaces de algo parecido, pero só era o comezo do século, e só interveu a dirección, sen freadas e momentos vectoriais de tracción.

Debido ao que se formou o efecto da dirección activa

A unidade de control electrónico recolle información dun conxunto de sensores que controlan o volante, a dirección do coche, as aceleracións angulares e moitos outros parámetros. De acordo co modo fixo, non só cambia a relación de velocidades, xa que se organiza dependendo da velocidade, senón que organiza a dirección activa, interferindo coas accións do condutor. Este é o primeiro paso cara ao control autónomo.

Neste caso, a conexión entre o volante e as rodas permanece inalterada. Cando a electrónica está apagada, artificialmente ou por avarías, o eixe do motor eléctrico que fai xirar o mecanismo planetario detense e detense. A xestión convértese nun mecanismo convencional de piñón e cremallera con amplificador. Sen dirección por cable, é dicir, control por cable. Só engrenaxe planetaria con corona dentada controlada.

A altas velocidades, o sistema permitiu reorganizar o coche de forma moi precisa e suave dun carril a outro. Realizouse parcialmente o mesmo efecto que ao dirixir o eixe traseiro: as súas rodas seguían con maior precisión ás dianteiras, sen provocar sobreviraxe e derrape. Isto conseguiuse cambiando automaticamente o ángulo de xiro no eixe controlado.

Por suposto, o sistema resultou máis complexo que a dirección tradicional, pero non por moito. Unha caixa de cambios planetaria e un accionamento eléctrico adicional aumentan lixeiramente o custo, e todas as funcións foron asignadas a un ordenador e software. Isto permitiu implementar o sistema en todas as series de coches BMW, dende o primeiro ata o sétimo. A unidade mecatrónica é compacta, semella unha dirección asistida eléctrica convencional, dá ao condutor a mesma sensación que un coche, proporciona retroalimentación e faise intuitiva despois de acostumarse rapidamente á nitidez cambiante do volante.

A fiabilidade do sistema non é moi diferente do mecanismo tradicional. Só hai un desgaste lixeiramente máis intenso da cremallera e do piñón debido ao aumento da forza de acoplamento. Pero este é un pequeno prezo a pagar por unha calidade completamente nova do coche no manexo a calquera velocidade.