איך AFS - Active Steering Systems עובדות
אוטומציה, חמושה באלגוריתמים של מיטב המהנדסים והבודקים בעולם, יודעת מזמן לנהוג במכוניות טוב יותר מהרוב המכריע של הנהגים שלהן. אבל אנשים עדיין לא מוכנים לתת בו אמון מלא, חידושים מוצגים בהדרגה, תוך שמירה על האפשרויות של שליטה ידנית. בערך לפי עיקרון זה, בנויה מערכת הנעת ההיגוי האקטיבית AFS.
אלגוריתם תפעול מערכת
המאפיין העיקרי של AFS הוא יחס ההיגוי המשתנה. לארגן את התלות של פרמטר זה במהירות, ועוד יותר בכמה גורמים משפיעים אחרים, התברר כלא פשוט כפי שזה עשוי להיראות למומחי אוטומציה. היה צורך לשמר את ההנעה המכנית הנוקשה מההגה אל הגלגלים המנוהלים; עולם הרכב לא יעבור בקרוב למימוש מלא של מערכת הבקרה אך ורק באמצעות חוטי חשמל. לכן, בוש רכשה פטנט מממציא אמריקאי, ולאחר מכן פותחה יחד עם ב.מ.וו מערכת היגוי מקורית בשם AFS - Active Front Steering. למה דווקא "פרונט" - ישנן מערכות מסוג אקטיבי שכוללות גם סיבוב של הגלגלים האחוריים.
העיקרון פשוט, כמו כל גאוני. נעשה שימוש בהגה כוח רגיל. אבל הילוך פלנטרי נבנה בחלק של ציר עמוד ההגה. יחס ההילוכים שלו במצב דינמי יהיה תלוי במהירות ובכיוון הסיבוב של ההילוך החיצוני עם רשת פנימית (כתר). הציר המונע, כביכול, תופס או מפגר אחרי המוביל. וזה נשלט על ידי מנוע חשמלי, שבאמצעות חריץ בצד החיצוני של הגיר עם הנעת התולעת שלו גורם לו להסתובב. עם מהירות ומומנט גבוהים מספיק.
תכונות חדשות שרכשה AFS
למי שעלה מאחורי ההגה של ה-BMW החדשות המצוידות ב-AFS, התחושות הראשונות גבלו בפחד. המכונית הגיבה בצורה בלתי צפויה בזריזות למוניות, ואילצה לשכוח את ההרגל של "להתפתל" על ההגה במצבי חניה ולתמרן במהירויות נמוכות. המכונית נערכה מחדש על הכביש כמו קארט מירוץ, וסיבובים קטנים של ההגה, תוך שמירה על קלילות, אילצו אותנו להסתכל מחדש על תהליכי הסיבובים בחלל צפוף. החששות שמכונית עם תגובות כאלה תהיה בלתי אפשרית לנהיגה במהירויות גבוהות התבדו במהירות. בנסיעה בקצב של 150-200 קמ"ש, המכונית רכשה מוצקות וחלקות בלתי צפויים, מחזיקה במצב יציב היטב ולא ניסתה לפרוץ להחלקה. ניתן להסיק את המסקנות הבאות:
- יחס ההילוכים של גלגל ההיגוי, כאשר הוחלף בכמחצית עם עליית המהירות, סיפק שליטה נוחה ובטוחה בכל המצבים;
- בתנאים קיצוניים, על סף החלקה, הפגינה המכונית יציבות בלתי צפויה, שברור שלא נבעה רק מיחס ההילוכים המשתנה של גלגל ההיגוי;
- ההיגוי נשמר תמיד ברמה מאוזנת בצורה מיטבית, המכונית לא ביקשה להחליק את הסרן האחורי, או להרוס את החזית;
- מעט היה תלוי במיומנות הנהג, עזרת המכונית ניכרה בבירור;
- גם אם המכונית החליקה בכוונה על ידי פעולות תוקפניות מכוונות של נהג מנוסה, קל היה לנהוג בה, והמכונית עצמה יצאה ממנה ברגע שהפרובוקציות פסקו, ובאופן מדויק לחלוטין וללא החלקה נגדית.
כעת מערכות ייצוב רבות מסוגלות למשהו דומה, אבל זו הייתה רק תחילת המאה, ורק היגוי היה מעורב, ללא רגעי וקטור בלימה ומשיכה.
בשל מה נוצרה ההשפעה של ההיגוי הפעיל
יחידת הבקרה האלקטרונית אוספת מידע ממערך חיישנים המנטרים את ההגה, כיוון המכונית, תאוצות זוויתיות ופרמטרים רבים נוספים. בהתאם למצב הקבוע, הוא לא רק משנה את יחס ההילוכים, מכיוון שהוא מאורגן בהתאם למהירות, אלא מארגן היגוי אקטיבי, המפריע לפעולות הנהג. זהו הצעד הראשון לקראת שליטה אוטונומית.
במקרה זה, החיבור בין ההגה לגלגלים נשאר ללא שינוי. כאשר האלקטרוניקה כבויה, באופן מלאכותי או עקב תקלות, הציר של המנוע החשמלי המסובב את המנגנון הפלנטרי נעצר ונעצר. הניהול הופך למנגנון מתלה ופיניון קונבנציונלי עם מגבר. אין לנווט באמצעות חוט, כלומר, שליטה באמצעות חוט. רק ציוד פלנטרי עם גלגל שיניים מבוקר.
במהירויות גבוהות, המערכת אפשרה לסדר בצורה מדויקת וחלקה את המכונית מנתיב לנתיב. אותו אפקט מומש בחלקו כמו בעת היגוי הסרן האחורי - גלגליו עקבו בצורה מדויקת יותר אחרי הקדמיים, מבלי לעורר היגוי יתר והחלקה. זה הושג על ידי שינוי אוטומטי של זווית הסיבוב על הציר הנשלט.
כמובן שהמערכת התבררה כמורכבת יותר מהיגוי מסורתי, אבל לא בהרבה. תיבת הילוכים פלנטרית והנעה חשמלית נוספת מייקרים מעט את העלות, וכל הפונקציות הוקצו למחשב ותוכנה. זה איפשר להטמיע את המערכת על כל סדרות מכוניות ב.מ.וו, מהראשונה ועד השביעית. יחידת המכטרוניקה קומפקטית, נראית כמו הגה כוח חשמלי קונבנציונלי, מעניקה לנהג את אותה תחושה של מכונית, מספקת משוב והופכת אינטואיטיבית לאחר שהתרגל במהירות לחדות ההגה המשתנה.
אמינות המערכת אינה שונה בהרבה מהמנגנון המסורתי. יש רק שחיקה קצת יותר אינטנסיבית של המתלה בשל כוח ההתחברות המוגבר. אבל זה מחיר קטן לשלם עבור איכות חדשה לחלוטין של המכונית בטיפול בכל מהירות.
