Jak fungují AFS - Active Steering Systems

Automatizace, vyzbrojená algoritmy nejlepších světových inženýrů a testerů, už dlouho ví, jak řídit auta lépe než drtivá většina jejich řidičů. Lidé mu ale ještě nejsou připraveni plně důvěřovat, inovace jsou zaváděny postupně, při zachování možností ručního ovládání. Přibližně podle tohoto principu je postaven systém aktivního pohonu řízení AFS.

Algoritmus provozu systému

Hlavním rysem AFS je variabilní převodový poměr řízení. Uspořádat závislost tohoto parametru na rychlosti a ještě více na některých dalších ovlivňujících faktorech se ukázalo být ne tak jednoduché, jak by se mohlo zdát specialistům na automatizaci. Tuhý mechanický pohon od volantu k řízeným kolům musel být zachován, automobilový svět by brzy nepřešel k plné implementaci systému ovládání čistě elektrickými dráty. Bosch proto získal patent od amerického vynálezce, načež byl společně s BMW vyvinut originální systém řízení nazvaný AFS - Active Front Steering. Proč právě "Přední" - existují systémy aktivního typu, které zahrnují také otáčení zadních kol.

Princip je jednoduchý, jako vše geniální. Byl použit konvenční posilovač řízení. Ale do části hřídele sloupku řízení byla zabudována planetová převodovka. Jeho převodový poměr v dynamickém režimu bude záviset na rychlosti a směru otáčení vnějšího ozubeného kola s vnitřním záběrem (korunou). Hnaná hřídel jakoby dohání nebo zaostává za vedoucí. A to je řízeno elektromotorem, který přes zářez na vnější straně převodu svým šnekovým pohonem způsobí jeho otáčení. S dostatečně vysokou rychlostí a točivým momentem.

Nové kvality, které AFS získal

Pro ty, kteří usedli za volant nových BMW vybavených AFS, první pocity hraničily s zděšením. Auto nečekaně svižně reagovalo na pojíždění a nutilo zapomenout na zvyk "namotávání" na volant v parkovacích režimech a manévrování v nízkých rychlostech. Auto bylo na silnici přeskládáno jako závodní motokára a malé otáčky volantu při zachování lehkosti nás donutily nově se podívat na procesy zatáček ve stísněném prostoru. Obavy, že auto s takovými reakcemi nebude možné jet vysokou rychlostí, byly rychle rozptýleny. Při jízdě tempem 150-200 km / h získal vůz neočekávanou pevnost a hladkost, dobře držel stabilní stav a nesnažil se dostat do smyku. Lze vyvodit následující závěry:

• převodový poměr převodky řízení při změně asi o polovinu s rostoucí rychlostí poskytoval pohodlné a bezpečné ovládání ve všech režimech;
• v extrémních podmínkách, na hranici prokluzu, vůz vykazoval nečekanou stabilitu, která zjevně nebyla způsobena pouze proměnným převodovým poměrem převodky řízení;
• řízení bylo vždy udržováno na optimálně vyvážené úrovni, vůz se nesnažil o smyk zadní nápravy, ani o demolici přední;
• málo záleželo na dovednosti řidiče, pomoc vozu byla jasně patrná;
• i když auto záměrně agresivním jednáním zkušeného řidiče dostávalo do smyku, dalo se v něm snadno řídit a auto z něj samo vystoupilo, jakmile ustaly provokace, a to naprosto přesně a bez protismyků.

Nyní je něco podobného schopno mnoho stabilizačních systémů, ale to byl teprve začátek století a šlo pouze o řízení, bez brzdění a vektorových momentů trakce.

Díky čemu se vytvořil efekt aktivního řízení

Elektronická řídicí jednotka sbírá informace ze sady senzorů, které monitorují volant, směr jízdy vozu, úhlová zrychlení a mnoho dalších parametrů. V souladu s pevným režimem nemění pouze převodový poměr, protože je organizován v závislosti na rychlosti, ale organizuje aktivní řízení, které zasahuje do činnosti řidiče. Toto je první krok k autonomnímu řízení.

V tomto případě zůstává spojení mezi volantem a koly nezměněno. Když je elektronika uměle nebo kvůli poruchám vypnuta, hřídel elektromotoru, který otáčí planetovým mechanismem, se zastaví a zastaví. Management se promění v konvenční hřebenový mechanismus se zesilovačem. Žádné řízení po drátě, tedy ovládání po drátě. Pouze planetové soukolí s řízeným věncovým kolem.

Při vysokých rychlostech systém umožňoval velmi přesně a plynule přeřadit vůz z pruhu do pruhu. Částečně se realizoval stejný efekt jako při řízení zadní nápravy – její kola přesněji navazovala na přední, aniž by vyvolávala přetáčivost a smyk. Toho bylo dosaženo automatickou změnou úhlu natočení na řízené nápravě.

Systém se samozřejmě ukázal být složitější než tradiční řízení, ale ne o mnoho. Planetová převodovka a přídavný elektrický pohon mírně zvyšují náklady a všechny funkce byly přiřazeny počítači a softwaru. To umožnilo implementovat systém na všechny řady vozů BMW, od první až po sedmou. Mechatronická jednotka je kompaktní, vypadá jako běžný elektrický posilovač řízení, dává řidiči stejný pocit z auta, poskytuje zpětnou vazbu a stává se intuitivní poté, co si rychle zvykne na měnící se ostrost volantu.

Spolehlivost systému se příliš neliší od tradičního mechanismu. Dochází pouze k nepatrně intenzivnějšímu opotřebení hřebene a pastorku v důsledku zvýšené záběrové síly. To je ale malá cena za zcela novou kvalitu vozu v ovladatelnosti v jakékoli rychlosti.