Cómo funcionan los sistemas de dirección activa AFS

La automatización, armada con los algoritmos de los mejores ingenieros y evaluadores del mundo, ha sabido durante mucho tiempo cómo conducir automóviles mejor que la gran mayoría de sus conductores. Pero la gente aún no está lista para confiar plenamente en él, las innovaciones se están introduciendo gradualmente, manteniendo las posibilidades del control manual. Aproximadamente de acuerdo con este principio, se construye el sistema de accionamiento de dirección activa AFS.

Algoritmo de operación del sistema

La característica principal de AFS es la relación variable del mecanismo de dirección. Organizar la dependencia de este parámetro de la velocidad, y más aún de algunos otros factores influyentes, resultó no ser tan simple como podría parecer a los especialistas en automatización. El rígido accionamiento mecánico desde el volante hasta las ruedas direccionales tenía que ser preservado; el mundo del automóvil no pasaría pronto a la implementación completa del sistema de control puramente por cables eléctricos. Por lo tanto, Bosch adquirió una patente de un inventor estadounidense, después de lo cual, junto con BMW, se desarrolló un sistema de dirección original, llamado AFS - Dirección delantera activa. ¿Por qué exactamente "delantero"? Hay sistemas de tipo activo que también involucran las ruedas traseras.

El principio es simple, como todo ingenioso. Se utilizó dirección asistida convencional. Pero se incorporó un engranaje planetario en la sección del eje de la columna de dirección. Su relación de transmisión en modo dinámico dependerá de la velocidad y sentido de giro del engranaje externo con engranaje interno (corona). El eje impulsado, por así decirlo, alcanza o se retrasa con respecto al principal. Y esto está controlado por un motor eléctrico, que a través de una muesca en el lado exterior del engranaje con su tornillo sinfín hace que gire. Con una velocidad y par suficientemente altos.

Nuevas cualidades que ha adquirido AFS

Para quienes se pusieron al volante de los nuevos BMW equipados con AFS, las primeras sensaciones rozaron el susto. El automóvil reaccionó inesperadamente enérgicamente al rodaje, lo que obligó a olvidar el hábito de "dar cuerda" al volante en los modos de estacionamiento y maniobrar a baja velocidad. El automóvil se reorganizó en la carretera como un kart de carreras, y los pequeños giros del volante, manteniendo la ligereza, nos obligaron a mirar de nuevo los procesos de giro en un espacio reducido. Los temores de que un automóvil con tales reacciones sería imposible de conducir a altas velocidades se disiparon rápidamente. Al conducir a un ritmo de 150-200 km / h, el automóvil adquirió una solidez y una suavidad inesperadas, manteniendo un estado estable y sin tratar de resbalar. Se podrían sacar las siguientes conclusiones:

• la relación de transmisión del mecanismo de dirección, cuando se cambia aproximadamente a la mitad con un aumento de la velocidad, proporciona un control conveniente y seguro en todos los modos;
• en condiciones extremas, a punto de patinar, el automóvil mostró una estabilidad inesperada, que claramente no se debió solo a la relación de transmisión variable del mecanismo de dirección;
• el subviraje siempre se mantuvo en un nivel óptimo de equilibrio, el coche no tendía a patinar el eje trasero ni el eje delantero;
• poco dependía de la pericia del conductor, la ayuda del coche se notaba claramente;
• incluso si el automóvil derrapó intencionalmente debido a las acciones deliberadamente agresivas de un conductor experimentado, fue fácil conducirlo y el automóvil salió tan pronto como cesaron las provocaciones, y con absoluta precisión y sin derrapes.

Ahora, muchos sistemas de estabilización son capaces de hacer algo similar, pero fue solo el comienzo del siglo, y solo intervino la dirección, sin pares de frenado y vector de tracción.

Debido a lo que se formó el efecto de la dirección activa.

La unidad de control electrónico recopila información de un conjunto de sensores que monitorean el volante, la dirección del automóvil, las aceleraciones angulares y muchos otros parámetros. De acuerdo con el modo fijo, no solo cambia la relación de transmisión, ya que está organizada en función de la velocidad, sino que organiza la dirección activa, interfiriendo con las acciones del conductor. Este es el primer paso hacia el control autónomo.

En este caso, la conexión entre el volante y las ruedas permanece sin cambios. Cuando la electrónica se apaga, artificialmente o por mal funcionamiento, el eje del motor eléctrico que hace girar el mecanismo planetario se detiene y se detiene. La gestión se convierte en un mecanismo de piñón y cremallera convencional con un amplificador. Sin dirección por cable, es decir, control por cable. Solo engranaje planetario con corona controlada.

A altas velocidades, el sistema hizo posible reorganizar el automóvil de un carril a otro con mucha precisión y suavidad. Se obtuvo parcialmente el mismo efecto que al girar el eje trasero: sus ruedas seguían con mayor precisión a las delanteras, sin provocar sobreviraje ni derrape. Esto se logró cambiando automáticamente el ángulo de rotación en el eje controlado.

Por supuesto, el sistema resultó ser más complejo que la dirección tradicional, pero no mucho. Una caja de cambios planetaria y un accionamiento eléctrico adicional aumentan ligeramente el costo, y todas las funciones se asignaron a una computadora y software. Esto hizo posible implementar el sistema en todas las series de automóviles BMW, desde la primera hasta la séptima. La unidad mecatrónica es compacta, se parece a una dirección asistida eléctrica convencional, le da al conductor la misma sensación de un automóvil, brinda retroalimentación y se vuelve intuitiva después de acostumbrarse rápidamente a la agudeza cambiante del volante.

La confiabilidad del sistema no es muy diferente del mecanismo tradicional. Solo hay un desgaste ligeramente más intenso de la cremallera y el piñón debido a la mayor fuerza de acoplamiento. Pero este es un pequeño precio a pagar por una calidad completamente nueva del automóvil en el manejo a cualquier velocidad.