Kuidas AFS – aktiivsed roolisüsteemid töötavad

Automaatika, mis on relvastatud maailma parimate inseneride ja testijate algoritmidega, on juba ammu teadnud, kuidas autosid juhtida paremini kui enamik nende juhte. Kuid inimesed pole veel valmis seda täielikult usaldama, uuendusi võetakse kasutusele järk-järgult, säilitades samal ajal käsitsi juhtimise võimalused. Umbes selle põhimõtte järgi on ehitatud AFS-i aktiivrooliajam.

Süsteemi töö algoritm

AFS-i peamine omadus on muutuv rooliülekandearv. Selle parameetri sõltuvuse kiirusest ja veelgi enam mõnest muust mõjutegurist organiseerimine ei osutunud nii lihtsaks, kui automaatikaspetsialistidele võib tunduda. Jäik mehaaniline ajam roolilt juhitavatele ratastele tuli säilitada, automaailm ei liiguks niipea juhtimissüsteemi täieliku rakendamiseni puhtalt elektrijuhtmete abil. Seetõttu omandas Bosch Ameerika leiutajalt patendi, mille järel töötati koos BMW-ga välja originaalne roolisüsteem nimega AFS - Active Front Steering. Miks just "Eesmine" - on olemas aktiivset tüüpi süsteemid, mis hõlmavad ka tagarattaid.

Põhimõte on lihtne, nagu kõik geniaalsed. Kasutati tavalist roolivõimendit. Kuid roolisamba võlli sektsiooni oli sisse ehitatud planetaarülekanne. Selle ülekandearv dünaamilises režiimis sõltub sisemise ülekandega (kroon) välise käigu kiirusest ja pöörlemissuunast. Käitav võll jõuab nagu juhtivale järele või jääb sellest maha. Ja seda juhib elektrimootor, mis käigukasti välisküljel oleva sälgu kaudu oma tiguajamiga paneb selle pöörlema. Piisavalt suure pöörete ja pöördemomendiga.

Uued omadused, mille AFS on omandanud

Uute AFS-iga varustatud BMW-de rooli istunute jaoks piirdusid esimesed aistingud ehmatusega. Auto reageeris ruleerimisele ootamatult reipalt, sundides unustama harjumuse parkimisrežiimides roolil "kerida" ja väikesel kiirusel manööverdada. Auto oli maanteel ümber paigutatud nagu võidusõidukart ja väikesed roolipöörded, säilitades kergust, sundisid kitsas ruumis toimuvatele pöördeprotsessidele värske pilgu peale heitma. Hirm, et selliste reaktsioonidega autoga on võimatu suurel kiirusel sõita, hajus kiiresti. Kiirusel 150-200 km/h sõites omandas auto ootamatu soliidsuse ja sujuvuse, hoides hästi stabiilset olekut ega üritanud libisemist sisse murda. Sellest võiks teha järgmised järeldused:

• rooliseadme ülekandearv, kui seda kiiruse suurenemisega umbes poole võrra muudeti, tagas mugava ja ohutu juhtimise kõigis režiimides;
• ekstreemsetes oludes, libisemise äärel, näitas auto ootamatut stabiilsust, mis ei olnud ilmselgelt tingitud ainult rooliseadme muutuvast ülekandearvust;
• alajuhitavus hoiti alati optimaalselt tasakaalustatud tasemel, auto ei kippunud libisema ei tagasilla ega ka esisillaga;
• juhi oskustest sõltus vähe, auto abi oli selgelt märgatav;
• isegi kui auto libises tahtlikult kogenud juhi tahtlikult agressiivse tegevuse tõttu, oli sellega lihtne sõita ja auto ise väljus sellest kohe, kui provokatsioonid lõppesid, ja seda absoluutselt täpselt ja ilma vastulibisemiseta.

Nüüd on paljud stabiliseerimissüsteemid võimelised millekski sarnaseks, kuid see oli alles sajandi algus ja kaasatud oli ainult juhtimine, ilma pidurdamise ja veojõuvektori pöördemomentideta.

Mille tõttu tekkis aktiivse roolimise efekt

Elektrooniline juhtseade kogub teavet andurite komplektist, mis jälgib rooli, auto suunda, nurkkiirendeid ja paljusid muid parameetreid. Fikseeritud režiimi kohaselt ei muuda see ainult ülekandearvu, kuna see on korraldatud sõltuvalt kiirusest, vaid korraldab aktiivse roolimise, segades juhi tegevust. See on esimene samm autonoomse juhtimise suunas.

Sel juhul jääb rooli ja rataste vaheline ühendus muutumatuks. Kui elektroonika on kunstlikult või rikete tõttu välja lülitatud, peatub ja peatub planeedimehhanismi pöörlev elektrimootori võll. Juhtimine muutub tavapäraseks võimendiga hammaslatimehhanismiks. Juhtmega juhtimine puudub, see tähendab traadiga juhtimine. Ainult juhitava rõngasülekandega planetaarülekanne.

Suurtel kiirustel võimaldas süsteem autot väga täpselt ja sujuvalt sõidurajalt ümber paigutada. Osaliselt realiseeriti sama efekt, mis tagatelje juhtimisel – selle rattad järgisid täpsemalt esirattaid, tekitamata ülejuhitavust ja libisemist. See saavutati juhitava telje pöördenurga automaatse muutmisega.

Muidugi osutus süsteem keerulisemaks kui traditsiooniline juhtimine, kuid mitte palju. Planeetiline käigukast ja täiendav elektriajam suurendavad veidi kulusid ning kõik funktsioonid olid määratud arvutile ja tarkvarale. See võimaldas süsteemi rakendada kõikidel BMW autode seeriatel, alates esimesest kuni seitsmendani. Mehhatroonikaseade on kompaktne, näeb välja nagu tavaline elektriline roolivõimendi, annab juhile samasuguse autotunde, annab tagasisidet ja muutub intuitiivseks pärast kiiret harjumist muutuva rooli teravusega.

Süsteemi töökindlus ei erine palju traditsioonilisest mehhanismist. Suurenenud haardumisjõu tõttu esineb vaid hammaslati ja hammasratta pisut intensiivsemat kulumist. Kuid see on väike hind, mida maksta auto täiesti uue kvaliteedi eest juhitavuses igal kiirusel.