Hoe AFS - actieve stuursystemen werken

Automatisering, gewapend met de algoritmen van 's werelds beste ingenieurs en testers, weet al lang hoe ze auto's beter kunnen besturen dan de overgrote meerderheid van hun chauffeurs. Maar men is er nog niet klaar voor om er volledig op te vertrouwen, innovaties worden geleidelijk ingevoerd, met behoud van de mogelijkheden van handmatige bediening. Ongeveer volgens dit principe is het AFS actieve stuuraandrijfsysteem gebouwd.

Algoritme voor systeemwerking

Het belangrijkste kenmerk van AFS is de variabele stuuroverbrengingsverhouding. Om de afhankelijkheid van deze parameter op snelheid te ordenen, en nog meer op enkele andere beïnvloedende factoren, bleek niet zo eenvoudig als het voor automatiseringsspecialisten lijkt. De starre mechanische aandrijving van het stuur naar de gestuurde wielen moest behouden blijven; de autowereld zou niet snel overgaan tot de volledige implementatie van het besturingssysteem puur door elektrische draden. Daarom verwierf Bosch een patent van een Amerikaanse uitvinder, waarna samen met BMW een origineel stuursysteem werd ontwikkeld, genaamd AFS - Active Front Steering. Waarom precies "Front" - er zijn systemen van het actieve type waarbij ook de achterwielen betrokken zijn.

Het principe is eenvoudig, zoals alle ingenieus. Conventionele stuurbekrachtiging werd gebruikt. Maar er was een planetair tandwiel ingebouwd in het gedeelte van de stuurkolomas. De overbrengingsverhouding in dynamische modus hangt af van de snelheid en draairichting van de externe versnelling met interne versnelling (kroon). De aangedreven as haalt als het ware de leidende in of blijft achter. En dit wordt aangestuurd door een elektromotor, die via een inkeping aan de buitenzijde van het tandwiel met zijn wormaandrijving deze laat draaien. Met een voldoende hoog toerental en koppel.

Nieuwe kwaliteiten die AFS heeft verworven

Voor degenen die achter het stuur van de nieuwe AFS-uitgeruste BMW's kropen, grensden de eerste sensaties aan angst. De auto reageerde onverwacht stevig op het taxiën, waardoor de gewoonte van "opwinden" aan het stuur in parkeermodi en manoeuvreren met lage snelheden werd vergeten. De auto werd als een race-kart op de weg herschikt en kleine draaiingen aan het stuur, met behoud van lichtheid, dwongen ons om met een frisse blik naar de processen van bochten in een krappe ruimte te kijken. De angst dat een auto met dergelijke reacties onmogelijk met hoge snelheden zou kunnen rijden, werd snel weggenomen. Bij het rijden met een snelheid van 150-200 km / u kreeg de auto een onverwachte stevigheid en soepelheid, die goed stabiel bleef en niet probeerde te slippen. De volgende conclusies zouden kunnen worden getrokken:

• de overbrengingsverhouding van de stuurinrichting, wanneer deze met ongeveer de helft werd gewijzigd met een toename van de snelheid, zorgde voor gemakkelijke en veilige bediening in alle modi;
• in extreme omstandigheden, op het punt van uitglijden, vertoonde de auto een onverwachte stabiliteit, die duidelijk niet alleen te wijten was aan de variabele overbrengingsverhouding van de stuurinrichting;
• het onderstuur werd altijd op een optimaal gebalanceerd niveau gehouden, de auto had niet de neiging om de achteras of de vooras te slippen;
• weinig afhing van de vaardigheid van de bestuurder, de hulp van de auto was duidelijk merkbaar;
• zelfs als de auto opzettelijk slipte door opzettelijk agressieve acties van een ervaren bestuurder, was het gemakkelijk om erin te rijden, en de auto zelf stapte eruit zodra de provocaties stopten, en absoluut nauwkeurig en zonder tegenslip.

Nu zijn veel stabilisatiesystemen in staat tot iets soortgelijks, maar het was pas in het begin van de eeuw en er was alleen sturen bij betrokken, zonder rem- en tractievectorkoppels.

Waardoor werd het effect van actief taxiën gevormd

De elektronische regeleenheid verzamelt informatie van een reeks sensoren die het stuur, de richting van de auto, hoekversnellingen en vele andere parameters bewaken. In overeenstemming met de vaste modus verandert het niet alleen de overbrengingsverhouding, omdat het is georganiseerd afhankelijk van de snelheid, maar organiseert het actieve besturing, waardoor de acties van de bestuurder worden verstoord. Dit is de eerste stap naar autonome besturing.

In dit geval blijft de verbinding tussen het stuur en de wielen ongewijzigd. Wanneer de elektronica wordt uitgeschakeld, kunstmatig of door storingen, stopt en stopt de as van de elektromotor die het planetaire mechanisme laat draaien. Management verandert in een conventioneel tandheugelmechanisme met een versterker. Geen besturing via draad, dat wil zeggen besturing via draad. Alleen planetaire tandwielen met gecontroleerd ringwiel.

Bij hoge snelheden maakte het systeem het mogelijk om de auto zeer nauwkeurig en soepel van rijstrook naar rijstrook te herschikken. Hetzelfde effect werd gedeeltelijk gerealiseerd als bij het sturen van de achteras - de wielen volgden nauwkeuriger de voorwielen, zonder overstuur en slippen te veroorzaken. Dit werd bereikt door automatisch de draaihoek op de gestuurde as te veranderen.

Natuurlijk bleek het systeem complexer dan traditionele besturing, maar niet veel. Een planetaire versnellingsbak en een extra elektrische aandrijving verhogen de kosten enigszins en alle functies werden toegewezen aan een computer en software. Dit maakte het mogelijk om het systeem te implementeren op alle BMW-series, van de eerste tot de zevende. De mechatronica-eenheid is compact, ziet eruit als een conventionele elektrische stuurbekrachtiging, geeft de bestuurder hetzelfde gevoel van een auto, geeft feedback en wordt intuïtief na snel wennen aan de veranderende scherpte van het stuur.

De betrouwbaarheid van het systeem verschilt niet veel van het traditionele mechanisme. Er is slechts een iets intensere slijtage van de tandheugel door de verhoogde aangrijpkracht. Maar dit is een kleine prijs om te betalen voor een volledig nieuwe kwaliteit van de auto in wegligging bij elke snelheid.