Kako rade AFS - aktivni sustavi upravljanja

Automatizacija, naoružana algoritmima najboljih svjetskih inženjera i testera, odavno zna kako voziti automobile bolje od velike većine njihovih vozača. Ali ljudi još nisu spremni u potpunosti mu vjerovati, inovacije se uvode postupno, uz zadržavanje mogućnosti ručnog upravljanja. Otprilike po tom principu izgrađen je AFS sustav aktivnog upravljanja.

Algoritam rada sustava

Glavna značajka AFS-a je promjenjivi omjer prijenosa upravljača. Organizirati ovisnost ovog parametra o brzini, a još više o nekim drugim čimbenicima utjecaja, pokazalo se da nije tako jednostavno kao što bi se moglo činiti stručnjacima za automatizaciju. Čvrsti mehanički pogon od upravljača do upravljanih kotača morao se sačuvati; svijet automobila neće uskoro prijeći na potpunu implementaciju sustava upravljanja isključivo električnim žicama. Stoga je Bosch dobio patent od američkog izumitelja, nakon čega je, zajedno s BMW-om, razvijen originalni sustav upravljanja nazvan AFS - Active Front Steering. Zašto baš "Front" - postoje sustavi aktivnog tipa koji uključuju i stražnje kotače.

Princip je jednostavan, kao i sve genijalno. Korišten je konvencionalni servo upravljač. Ali planetarni zupčanik ugrađen je u dio osovine stupa upravljača. Njegov prijenosni omjer u dinamičkom načinu rada ovisit će o brzini i smjeru vrtnje vanjskog zupčanika s unutarnjim ozubljenjem (kruni). Pogonska osovina, takoreći, sustiže ili zaostaje za vodećom. A njime upravlja elektromotor, koji kroz urez na vanjskoj strani zupčanika svojim pužnim pogonom uzrokuje njegovo okretanje. S dovoljno velikom brzinom i momentom.

Nove kvalitete koje je AFS dobio

Za one koji su sjeli za volan novih BMW-a opremljenih AFS-om, prvi osjećaji graničili su sa strahom. Automobil je neočekivano žustro reagirao na taksiranje, prisiljavajući zaboraviti naviku "navijanja" na upravljaču u načinima parkiranja i manevriranja pri malim brzinama. Automobil je bio preuređen na cesti poput trkaćeg kartinga, a mali zavoji upravljača, uz zadržavanje lakoće, natjerali su nas da iznova pogledamo procese skretanja u skučenom prostoru. Strahovi da je automobil s takvim reakcijama nemoguće voziti velikim brzinama brzo su raspršeni. Prilikom vožnje brzinom od 150-200 km / h, automobil je stekao neočekivanu čvrstoću i glatkoću, dobro održavajući stabilno stanje i ne pokušavajući se skliznuti. Mogli bi se izvući sljedeći zaključci:

• omjer prijenosa upravljača, kada se promijenio za otprilike polovicu s povećanjem brzine, omogućio je prikladnu i sigurnu kontrolu u svim načinima rada;
• u ekstremnim uvjetima, na rubu proklizavanja, automobil je pokazao neočekivanu stabilnost, koja očito nije bila posljedica samo promjenjivog prijenosnog omjera upravljača;
• podupravljanje se uvijek održavalo na optimalno uravnoteženoj razini, automobil nije imao tendenciju proklizavanja stražnje osovine ili proklizavanja prednje osovine;
• malo je ovisilo o vještini vozača, pomoć automobila bila je jasno uočljiva;
• čak i ako je auto namjerno proklizavao namjerno agresivnim postupcima iskusnog vozača, bilo je lako voziti u njemu, a auto je sam izašao iz njega čim su provokacije prestale, i to apsolutno precizno i ​​bez protuklizanja.

Sada su mnogi stabilizacijski sustavi sposobni za nešto slično, ali to je bio tek početak stoljeća, a uključeno je samo upravljanje, bez vektorskih momenta kočenja i vuče.

Zbog čega je nastao učinak aktivnog upravljanja

Elektronička upravljačka jedinica prikuplja informacije iz niza senzora koji prate upravljač, smjer automobila, kutna ubrzanja i mnoge druge parametre. U skladu s fiksnim načinom rada, ne mijenja samo omjer prijenosa, jer je organiziran ovisno o brzini, već organizira aktivno upravljanje, ometajući radnje vozača. Ovo je prvi korak prema autonomnoj kontroli.

U tom slučaju veza između upravljača i kotača ostaje nepromijenjena. Kada se elektronika isključi, umjetno ili zbog kvara, osovina elektromotora koja vrti planetarni mehanizam staje i staje. Upravljanje se pretvara u konvencionalni mehanizam zupčaste letve i zupčanika s pojačalom. No steer by wire, odnosno kontrola putem žice. Samo planetarni prijenosnik s kontroliranim prstenastim zupčanikom.

Pri velikim brzinama sustav je omogućio vrlo precizno i ​​glatko prestrojavanje automobila iz trake u traku. Djelomično je ostvaren isti učinak kao kod upravljanja stražnjom osovinom - njezini su kotači točnije pratili prednje, bez izazivanja preupravljanja i proklizavanja. To je postignuto automatskom promjenom kuta rotacije na upravljanoj osovini.

Naravno, pokazalo se da je sustav složeniji od tradicionalnog upravljanja, ali ne puno. Planetarni mjenjač i dodatni električni pogon malo poskupljuju, a sve funkcije su dodijeljene računalu i softveru. To je omogućilo implementaciju sustava na sve serije BMW automobila, od prve do sedme. Mehatronička jedinica je kompaktna, izvana slična konvencionalnom električnom servo upravljaču, ostavlja vozaču isti osjećaj automobila, pruža povratnu informaciju i postaje intuitivna nakon brzog navikavanja na promjenjivu oštrinu upravljača.

Pouzdanost sustava ne razlikuje se mnogo od tradicionalnog mehanizma. Postoji samo nešto intenzivnije trošenje zupčaste letve i zupčanika zbog povećane sile zahvata. Ali to je mala cijena za potpuno novu kvalitetu automobila u upravljanju pri bilo kojoj brzini.