Comment fonctionnent les systèmes de direction actifs AFS

L'automatisation, armée des algorithmes des meilleurs ingénieurs et testeurs du monde, sait depuis longtemps comment conduire les voitures mieux que la grande majorité de leurs conducteurs. Mais les gens ne sont pas encore prêts à lui faire pleinement confiance, des innovations sont introduites progressivement, tout en conservant les possibilités de commande manuelle. Approximativement selon ce principe, le système d'entraînement de direction actif AFS est construit.

Algorithme de fonctionnement du système

La principale caractéristique de l'AFS est le rapport de direction variable. Organiser la dépendance de ce paramètre à la vitesse, et plus encore à certains autres facteurs d'influence, s'est avéré moins simple que cela puisse paraître aux spécialistes de l'automatisation. L'entraînement mécanique rigide du volant aux roues directrices devait être préservé ; le monde automobile ne passerait pas de sitôt à la mise en œuvre complète du système de contrôle uniquement par des fils électriques. Par conséquent, Bosch a acquis un brevet d'un inventeur américain, après quoi, en collaboration avec BMW, un système de direction original a été développé, appelé AFS - Active Front Steering. Pourquoi exactement "Avant" - il existe des systèmes de type actif qui impliquent également la rotation des roues arrière.

Le principe est simple, comme tout ingénieux. Une direction assistée conventionnelle a été utilisée. Mais un engrenage planétaire a été intégré dans la section de l'arbre de la colonne de direction. Son rapport de démultiplication en mode dynamique dépendra de la vitesse et du sens de rotation du pignon extérieur à denture intérieure (couronne). L'arbre entraîné, pour ainsi dire, rattrape ou est en retard sur le premier. Et ceci est contrôlé par un moteur électrique qui, à travers une encoche sur le côté extérieur de l'engrenage avec sa vis sans fin, le fait tourner. Avec une vitesse et un couple suffisamment élevés.

De nouvelles qualités acquises par AFS

Pour ceux qui ont pris le volant des nouvelles BMW équipées de l'AFS, les premières sensations frôlent la frayeur. La voiture a réagi de manière inattendue au roulage, obligeant à oublier l'habitude de "s'enrouler" sur le volant dans les modes de stationnement et de manœuvrer à basse vitesse. La voiture a été réarrangée sur la route comme un kart de course, et de petits tours de volant, tout en conservant la légèreté, nous ont obligés à porter un regard neuf sur les processus de virages dans un espace exigu. Les craintes qu'une voiture avec de telles réactions soit impossible à conduire à grande vitesse ont été rapidement dissipées. Lors de la conduite à un rythme de 150 à 200 km / h, la voiture a acquis une solidité et une douceur inattendues, gardant bien un état stable et n'essayant pas de glisser. Les conclusions suivantes pourraient être tirées :

• le rapport de démultiplication de l'appareil à gouverner, lorsqu'il était modifié d'environ la moitié avec une augmentation de la vitesse, offrait un contrôle pratique et sûr dans tous les modes;
• dans des conditions extrêmes, sur le point de glisser, la voiture a montré une stabilité inattendue, qui n'était clairement pas due uniquement au rapport de démultiplication variable de l'appareil à gouverner;
• le sous-virage était toujours maintenu à un niveau d'équilibre optimal, la voiture n'avait pas tendance à déraper l'essieu arrière ou à déraper l'essieu avant;
• peu dépendait de la compétence du conducteur, l'aide de la voiture était clairement perceptible;
• même si la voiture dérapait intentionnellement par des actions délibérément agressives d'un conducteur expérimenté, il était facile d'y conduire, et la voiture elle-même en est sortie dès que les provocations ont cessé, et de manière absolument précise et sans contre-dérapage.

Aujourd'hui, de nombreux systèmes de stabilisation sont capables de quelque chose de similaire, mais ce n'était qu'au début du siècle, et seule la direction était impliquée, sans couples de vecteur de freinage et de traction.

En raison de quoi l'effet du roulage actif a été formé

L'unité de commande électronique recueille des informations à partir d'un ensemble de capteurs qui surveillent le volant, la direction de la voiture, les accélérations angulaires et de nombreux autres paramètres. Conformément au mode fixe, il ne se contente pas de modifier le rapport de vitesse, car il est organisé en fonction de la vitesse, mais organise une direction active, interférant avec les actions du conducteur. C'est le premier pas vers un contrôle autonome.

Dans ce cas, la liaison entre le volant et les roues reste inchangée. Lorsque l'électronique est éteinte, artificiellement ou en raison de dysfonctionnements, l'arbre du moteur électrique qui fait tourner le mécanisme planétaire s'arrête et s'arrête. La direction se transforme en un mécanisme à pignon et crémaillère conventionnel avec un amplificateur. Pas de direction par fil, c'est-à-dire de contrôle par fil. Seul engrenage planétaire avec couronne dentée contrôlée.

À grande vitesse, le système a permis de réorganiser très précisément et en douceur la voiture d'une voie à l'autre. Le même effet a été partiellement réalisé que lors de la direction de l'essieu arrière - ses roues suivaient plus précisément les roues avant, sans provoquer de survirage ni de dérapage. Ceci a été réalisé en modifiant automatiquement l'angle de rotation sur l'essieu contrôlé.

Bien sûr, le système s'est avéré plus complexe que la direction traditionnelle, mais pas de beaucoup. Une boîte de vitesses planétaire et un entraînement électrique supplémentaire augmentent légèrement le coût, et toutes les fonctions ont été attribuées à un ordinateur et à un logiciel. Cela a permis d'implémenter le système sur toutes les séries de voitures BMW, de la première à la septième. L'unité mécatronique est compacte, ressemble à une direction assistée électrique conventionnelle, donne au conducteur la même sensation qu'une voiture, fournit un retour d'information et devient intuitive après s'être rapidement habitué à la netteté changeante du volant.

La fiabilité du système n'est pas très différente du mécanisme traditionnel. Il n'y a qu'une usure légèrement plus intense de la crémaillère et du pignon en raison de la force d'engagement accrue. Mais c'est un petit prix à payer pour une toute nouvelle qualité de conduite de la voiture à n'importe quelle vitesse.