Πώς λειτουργεί το AFS - Active Steering Systems
περιεχόμενο
Ο αυτοματισμός, οπλισμένος με τους αλγόριθμους των καλύτερων μηχανικών και δοκιμαστών στον κόσμο, ήξερε από καιρό πώς να οδηγεί αυτοκίνητα καλύτερα από τη συντριπτική πλειοψηφία των οδηγών τους. Όμως ο κόσμος δεν είναι ακόμη έτοιμος να το εμπιστευτεί πλήρως, καινοτομίες εισάγονται σταδιακά, διατηρώντας παράλληλα τις δυνατότητες χειροκίνητου ελέγχου. Περίπου σύμφωνα με αυτήν την αρχή, είναι κατασκευασμένο το ενεργό σύστημα μετάδοσης διεύθυνσης AFS.
Αλγόριθμος λειτουργίας συστήματος
Το κύριο χαρακτηριστικό του AFS είναι η μεταβλητή σχέση μετάδοσης διεύθυνσης. Η οργάνωση της εξάρτησης αυτής της παραμέτρου από την ταχύτητα, και ακόμη περισσότερο από ορισμένους άλλους παράγοντες που επηρεάζουν, αποδείχθηκε ότι δεν ήταν τόσο απλό όσο μπορεί να φαίνεται στους ειδικούς αυτοματισμού. Η άκαμπτη μηχανική κίνηση από το τιμόνι στους τροχούς έπρεπε να διατηρηθεί· ο κόσμος της αυτοκινητοβιομηχανίας δεν θα προχωρούσε σύντομα στην πλήρη εφαρμογή του συστήματος ελέγχου αποκλειστικά με ηλεκτρικά καλώδια. Ως εκ τούτου, η Bosch απέκτησε ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από έναν Αμερικανό εφευρέτη, μετά το οποίο, μαζί με την BMW, αναπτύχθηκε ένα πρωτότυπο σύστημα διεύθυνσης, που ονομάζεται AFS - Active Front Steering. Γιατί ακριβώς "Front" - υπάρχουν συστήματα ενεργού τύπου που περιλαμβάνουν και τους πίσω τροχούς.
Η αρχή είναι απλή, όπως όλα τα έξυπνα. Χρησιμοποιήθηκε συμβατικό υδραυλικό τιμόνι. Αλλά ένα πλανητικό γρανάζι ενσωματώθηκε στο τμήμα του άξονα της κολόνας του τιμονιού. Η σχέση μετάδοσης σε δυναμική λειτουργία θα εξαρτηθεί από την ταχύτητα και την κατεύθυνση περιστροφής του εξωτερικού γραναζιού με εσωτερική μετάδοση (κορώνα). Ο κινούμενος άξονας, όπως ήταν, φτάνει ή υστερεί πίσω από τον οδηγό. Και αυτό ελέγχεται από έναν ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος μέσω μιας εγκοπής στην εξωτερική πλευρά του γραναζιού με την κίνηση του σκουληκιού το κάνει να περιστρέφεται. Με αρκετά υψηλή ταχύτητα και ροπή.
Νέες ιδιότητες που έχει αποκτήσει το AFS
Για όσους έμειναν πίσω από το τιμόνι των νέων BMW εξοπλισμένων με AFS, οι πρώτες αισθήσεις έφτασαν στα όρια του τρόμου. Το αυτοκίνητο αντέδρασε απροσδόκητα ζωηρά στην τροχοδρόμηση, αναγκάζοντας να ξεχάσει τη συνήθεια να «τυλίγει» στο τιμόνι στις λειτουργίες στάθμευσης και να κάνει ελιγμούς σε χαμηλές ταχύτητες. Το αυτοκίνητο αναδιατάχθηκε στο δρόμο σαν αγωνιστικό καρτ και οι μικρές στροφές του τιμονιού, διατηρώντας την ελαφρότητα, μας ανάγκασαν να ρίξουμε μια νέα ματιά στις διαδικασίες των στροφών σε έναν στενό χώρο. Οι φόβοι ότι ένα αυτοκίνητο με τέτοιες αντιδράσεις θα ήταν αδύνατο να οδηγηθεί σε υψηλές ταχύτητες διαλύθηκαν γρήγορα. Όταν οδηγείτε με ρυθμό 150-200 km / h, το αυτοκίνητο απέκτησε μια απροσδόκητη στιβαρότητα και ομαλότητα, διατηρώντας καλά μια σταθερή κατάσταση και χωρίς να προσπαθεί να σπάσει σε ολίσθηση. Θα μπορούσαν να εξαχθούν τα ακόλουθα συμπεράσματα:
- η σχέση μετάδοσης του μηχανισμού διεύθυνσης, όταν αλλάζει περίπου στο μισό με αύξηση της ταχύτητας, παρείχε άνετο και ασφαλή έλεγχο σε όλες τις λειτουργίες.
- σε ακραίες συνθήκες, στα πρόθυρα της ολίσθησης, το αυτοκίνητο έδειξε απροσδόκητη σταθερότητα, η οποία σαφώς δεν οφειλόταν μόνο στη μεταβλητή σχέση μετάδοσης του μηχανισμού διεύθυνσης.
- η υποστροφή διατηρούνταν πάντα σε βέλτιστα ισορροπημένο επίπεδο, το αυτοκίνητο δεν είχε την τάση να ολισθαίνει τον πίσω άξονα ή να ολισθαίνει τον μπροστινό άξονα.
- ελάχιστα εξαρτιόταν από την ικανότητα του οδηγού, η βοήθεια του αυτοκινήτου ήταν σαφώς αισθητή.
- ακόμα κι αν το αυτοκίνητο γλιστρούσε σκόπιμα με εσκεμμένες επιθετικές ενέργειες ενός έμπειρου οδηγού, ήταν εύκολο να το οδηγήσεις και το ίδιο το αυτοκίνητο βγήκε από αυτό μόλις σταμάτησαν οι προκλήσεις και με απόλυτη ακρίβεια και χωρίς αντιολισθήσεις.
Τώρα πολλά συστήματα σταθεροποίησης είναι ικανά για κάτι παρόμοιο, αλλά ήταν μόνο στις αρχές του αιώνα και αφορούσε μόνο το τιμόνι, χωρίς φρενάρισμα και διανυσματικές ροπές έλξης.
Λόγω αυτού που διαμορφώθηκε η επίδραση της ενεργού τροχοδρομίας
Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου συλλέγει πληροφορίες από ένα σύνολο αισθητήρων που παρακολουθούν το τιμόνι, την κατεύθυνση του αυτοκινήτου, τις γωνιακές επιταχύνσεις και πολλές άλλες παραμέτρους. Σύμφωνα με τη σταθερή λειτουργία, δεν αλλάζει απλώς τη σχέση μετάδοσης, καθώς οργανώνεται ανάλογα με την ταχύτητα, αλλά οργανώνει το ενεργό τιμόνι, παρεμποδίζοντας τις ενέργειες του οδηγού. Αυτό είναι το πρώτο βήμα προς τον αυτόνομο έλεγχο.
Σε αυτή την περίπτωση, η σύνδεση μεταξύ του τιμονιού και των τροχών παραμένει αμετάβλητη. Όταν τα ηλεκτρονικά είναι απενεργοποιημένα, τεχνητά ή λόγω δυσλειτουργιών, ο άξονας του ηλεκτροκινητήρα που περιστρέφει τον πλανητικό μηχανισμό σταματά και σταματά. Η διαχείριση μετατρέπεται σε συμβατικό μηχανισμό rack and pinion με ενισχυτή. No steer by wire, δηλαδή έλεγχος με καλώδιο. Μόνο πλανητικό γρανάζι με ελεγχόμενο δακτύλιο.
Σε υψηλές ταχύτητες, το σύστημα κατέστησε δυνατή την πολύ ακριβή και ομαλή αναδιάταξη του αυτοκινήτου από λωρίδα σε λωρίδα. Το ίδιο αποτέλεσμα πραγματοποιήθηκε εν μέρει με το τιμόνι του πίσω άξονα - οι τροχοί του ακολουθούσαν με μεγαλύτερη ακρίβεια τους μπροστινούς, χωρίς να προκαλούν υπερστροφή και ολίσθηση. Αυτό επιτεύχθηκε με αυτόματη αλλαγή της γωνίας περιστροφής στον ελεγχόμενο άξονα.
Φυσικά, το σύστημα αποδείχθηκε πιο περίπλοκο από το παραδοσιακό σύστημα διεύθυνσης, αλλά όχι πολύ. Ένα πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων και μια πρόσθετη ηλεκτρική κίνηση αυξάνουν ελαφρώς το κόστος και όλες οι λειτουργίες ανατέθηκαν σε υπολογιστή και λογισμικό. Αυτό κατέστησε δυνατή την εφαρμογή του συστήματος σε όλες τις σειρές αυτοκινήτων BMW, από την πρώτη έως την έβδομη. Η μονάδα μηχανοτρονικής είναι συμπαγής, μοιάζει με ένα συμβατικό ηλεκτρικό υδραυλικό τιμόνι, δίνει στον οδηγό την ίδια αίσθηση ενός αυτοκινήτου, παρέχει ανατροφοδότηση και γίνεται διαισθητικό αφού συνηθίσει γρήγορα την ευκρίνεια του τιμονιού που αλλάζει.
Η αξιοπιστία του συστήματος δεν διαφέρει πολύ από τον παραδοσιακό μηχανισμό. Υπάρχει μόνο ελαφρώς πιο έντονη φθορά της σχάρας και του πινιόν λόγω της αυξημένης δύναμης εμπλοκής. Αλλά αυτό είναι ένα μικρό τίμημα για μια εντελώς νέα ποιότητα του αυτοκινήτου στο χειρισμό σε οποιαδήποτε ταχύτητα.
