Com funcionen AFS - Active Steering Systems

L'automatització, armada amb els algorismes dels millors enginyers i provadors del món, fa temps que sap conduir cotxes millor que la gran majoria dels seus conductors. Però la gent encara no està preparada per confiar-hi plenament, les innovacions s'estan introduint gradualment, mantenint les possibilitats de control manual. Aproximadament segons aquest principi, es construeix el sistema de conducció activa de la direcció AFS.

Algorisme de funcionament del sistema

La característica principal de l'AFS és la relació variable de l'engranatge de direcció. Organitzar la dependència d'aquest paràmetre de la velocitat, i més encara d'alguns altres factors que influeixen, va resultar no ser tan senzill com podria semblar als especialistes en automatització. S'havia de preservar l'accionament mecànic rígid des del volant fins a les rodes de direcció; el món de l'automòbil no passaria aviat a la implementació completa del sistema de control només per cables elèctrics. Per tant, Bosch va adquirir una patent d'un inventor nord-americà, després de la qual, juntament amb BMW, es va desenvolupar un sistema de direcció original, anomenat AFS - Active Front Steering. Per què exactament "davant": hi ha sistemes de tipus actiu que també impliquen les rodes posteriors.

El principi és senzill, com tots els enginyosos. Es va utilitzar la direcció assistida convencional. Però un engranatge planetari es va incorporar a la secció de l'eix de la columna de direcció. La seva relació de transmissió en mode dinàmic dependrà de la velocitat i sentit de gir de l'engranatge extern amb engranatge intern (corona). L'eix conduït, per dir-ho així, s'aconsegueix o queda endarrerit amb el principal. I això està controlat per un motor elèctric, que a través d'una osca a la part exterior de l'engranatge amb el seu accionament de cuc fa que giri. Amb una velocitat i un parell prou alts.

Noves qualitats que ha adquirit AFS

Per als que es van posar al volant dels nous BMW equipats amb AFS, les primeres sensacions van vorejar l'ensurt. El cotxe va reaccionar inesperadament de manera ràpida al rodar, obligant a oblidar l'hàbit de "bobinar" al volant en els modes d'estacionament i maniobrar a baixa velocitat. El cotxe es va reordenar a la carretera com un kart de carreres, i els petits girs del volant, tot i mantenir la lleugeresa, ens obligaven a mirar de nou els processos de girs en un espai reduït. Els temors que un cotxe amb aquestes reaccions fos impossible de conduir a gran velocitat es van esvair ràpidament. En conduir a un ritme de 150-200 km/h, el cotxe va adquirir una solidesa i suavitat inesperades, mantenint bé un estat estable i no intentant trencar-se. Es podrien extreure les següents conclusions:

• la relació d'engranatges de l'aparell de direcció, quan es canvia a la meitat aproximadament amb un augment de la velocitat, proporcionava un control còmode i segur en tots els modes;
• en condicions extremes, a punt de relliscar, el cotxe va mostrar una estabilitat inesperada, que clarament no es va deure només a la relació de canvi variable de l'aparell de direcció;
• el subviratge es va mantenir sempre a un nivell òptimment equilibrat, el cotxe no tenia tendència a patinar l'eix posterior ni a patinar l'eix davanter;
• poc depenia de l'habilitat del conductor, l'ajuda del cotxe es notava clarament;
• fins i tot si el cotxe derrapava intencionadament per accions deliberadament agressives d'un conductor experimentat, era fàcil conduir-hi, i el propi cotxe va sortir d'ell tan bon punt es van aturar les provocacions, amb absoluta precisió i sense antipatinatges.

Ara molts sistemes d'estabilització són capaços d'aconseguir alguna cosa semblant, però només era principis de segle, i només es tractava de la direcció, sense parells de frenada i tracció.

A causa del que es va formar l'efecte del rodament actiu

La unitat de control electrònic recull informació d'un conjunt de sensors que controlen el volant, la direcció del cotxe, les acceleracions angulars i molts altres paràmetres. D'acord amb el mode fix, no només canvia la relació de canvis, ja que s'organitza en funció de la velocitat, sinó que organitza la direcció activa, interferint amb les accions del conductor. Aquest és el primer pas cap al control autònom.

En aquest cas, la connexió entre el volant i les rodes es manté inalterada. Quan l'electrònica està apagada, artificialment o per mal funcionament, l'eix del motor elèctric que fa girar el mecanisme planetari s'atura i s'atura. La gestió es converteix en un mecanisme convencional de cremallera i pinyó amb amplificador. Sense direcció per cable, és a dir, control per cable. Només engranatge planetari amb corona dentada controlada.

A altes velocitats, el sistema va permetre reordenar el cotxe de manera molt precisa i suau de carril a carril. El mateix efecte es va adonar parcialment que al dirigir l'eix posterior: les seves rodes seguien amb més precisió les del davant, sense provocar sobreviratge i derrapament. Això es va aconseguir canviant automàticament l'angle de gir a l'eix controlat.

Per descomptat, el sistema va resultar ser més complex que la direcció tradicional, però no gaire. Una caixa de canvis planetària i una unitat elèctrica addicional augmenten lleugerament el cost i totes les funcions es van assignar a un ordinador i un programari. Això va permetre implementar el sistema en totes les sèries de cotxes BMW, des del primer fins al setè. La unitat mecatrònica és compacta, sembla una direcció assistida elèctrica convencional, proporciona al conductor la mateixa sensació d'un cotxe, proporciona retroalimentació i es torna intuïtiva després d'acostumar-se ràpidament a la nitidesa canviant del volant.

La fiabilitat del sistema no és gaire diferent del mecanisme tradicional. Només hi ha un desgast lleugerament més intens de la cremallera i el pinyó a causa de l'augment de la força d'enganxament. Però aquest és un petit preu a pagar per una qualitat completament nova del cotxe en el maneig a qualsevol velocitat.