Система активного рулевого управления, Active Front Steering, AFS – назначение, устройство, принцип работы
Система активного рулевого управления (Active Front Steering, AFS) предназначена для изменения передаточного отношения рулевого механизма в зависимости от скорости движения, а также корректирования угла поворота передних колес при прохождении поворотов и торможении на скользком покрытии.
Система AFS является совместной разработкой фирм Bosch и ZF. В настоящее время система устанавливается на большинство моделей автомобилей BMW в качестве опции и является фирменным атрибутом данной марки. Конкурентными преимуществами данной системы являются повышение комфорта и безопасности при эксплуатации автомобиля.
Система активного рулевого управления в своей работе взаимодействует с другими системами, в т.ч. с гидроусилителем руля Servotronic, системой динамической стабилизации DSC.
Конструкция системы AFS объединяет планетарный редуктор и систему управления.
Планетарный редуктор служит для изменения скорости вращения рулевого вала. Он устанавливается на рулевом валу. Планетарный редуктор включает солнечную шестерню, блок сателлитов и коронную (эпициклическую) шестерню. На входе рулевой вал соединен с солнечной шестерней, на выходе – с блоком сателлитов.
Эпициклическая шестерня имеет возможность вращения. При неподвижной шестерне передаточное число планетарного редуктора равно единице и рулевой вал передает вращение напрямую. Вращение эпициклической шестерни в одну или другую сторону позволяет увеличить или уменьшить передаточное число планетарной передачи, чем достигается изменение передаточного отношения рулевого механизма. Вращение шестерни обеспечивает электродвигатель, соединенный с ее внешней стороной посредством червячной передачи.
Для реализации функций системы активного рулевого управления создана система управления. Электронная система управления включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительные устройства.
Входные датчики предназначены для измерения параметров работы системы и преобразования их в электрические сигналы. Система AFS в своей работе использует датчики положения электродвигателя, суммарного угла поворота, угла поворота рулевого колеса, датчики системы динамической стабилизации (скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси и вертикального ускорения). Датчик суммарного угла поворота рулевого механизма может не устанавливаться, в этом случае угол рассчитывается виртуально на основании сигналов других датчиков.
Электронный блок управления принимает сигналы от датчиков, обрабатывает их и в соответствии с заложенным алгоритмом формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства. Электронный блок управления имеет соединение и осуществляет взаимодействие с другими системами автомобиля: Servotronic, динамической стабилизации DSC, управления двигателем, доступа в автомобиль.
В роли исполнительного механизма системы AFS выступает электродвигатель.
Он обеспечивает вращение эпициклической шестерни планетарного редуктора. Электродвигатель оборудован аварийным электромагнитным фиксатором, блокирующим червячную передачу. В исходном положении передача заблокирована. При подаче тока на электродвигатель, срабатывает электромагнит, и фиксатор, преодолевая усилие пружины, освобождает ротор электродвигателя. При возникновении неисправности в системе AFS, прекращается подача тока на электродвигатель, фиксатор блокирует червячную передачу.
Возникновение неисправностей в системе сопровождается срабатыванием сигнальной лампы на панели приборов. При этом на информационном дисплее появляется сообщение системы самодиагностики.
Принцип работы системы
Система активного рулевого управления активируется при запуске двигателя. Работа системы заключается в изменении передаточного отношения рулевого механизма в зависимости от скорости и условий движения.
При совершении маневров на низкой скорости в соответствии с сигналом датчика угла поворота рулевого колеса включается электродвигатель.
Электродвигатель через червячную пару передает вращение на эпициклическую шестерню планетарного редуктора. Вращение шестерни в определенном направлении с максимальной скоростью обеспечивает наименьшее передаточное отношение рулевого механизма, которое достигает значения 1:10. При этом руль становиться острым, уменьшается число оборотов рулевого колеса от упора до упора, чем достигается высокий комфорт в управлении.
С ростом скорости движения выполнение поворотов сопровождается уменьшением частоты вращения электродвигателя, соответственно увеличивается передаточное отношение рулевого механизма. На скорости 180-200 км/ч передаточное отношение достигает оптимального значения 1:18. Электродвигатель при этом перестает вращаться, а усилие от рулевого колеса передается на рулевой механизм напрямую.
С дальнейшим ростом скорости электродвигатель снова включается, при этом вращение производится в противоположную сторону. Передаточное отношение рулевого механизма может достигать величины 1:20.
При данном передаточном отношении рулевое управление обладает наименьшей остротой, увеличивается число оборотов рулевого колеса от упора до упора, тем самым обеспечивается безопасность маневрирования на высоких скоростях.
Если при прохождении поворота фиксируется избыточная поворачиваемость автомобиля (потеря сцепления задних колес с дорогой) система AFS на основании сигналов датчиков системы DSC самостоятельно корректирует угол поворота передних колес. В результате чего сохраняется курсовая устойчивость автомобиля. В случае, когда система активного рулевого управления не может полностью обеспечить устойчивость автомобиля, подключается система динамической стабилизации.
Аналогичным образом система активного рулевого управления стабилизирует движение автомобиля при торможении на скользком покрытии, чем достигается повышение эффективности антиблокировочной системы тормозов ABS и сокращение тормозного пути.
Система активного рулевого управления постоянно включена и не имеет возможности отключения.
Активный усилитель руля автомобиля: можно ли доверять?
Рулевое управление10.11.20160 1 563 2 minutes read
Снова рад видеть вас, мои уважаемые читатели! Мы с вами знаем, насколько стремительно развивается современный автопром, особенно в части всевозможной электроники. Среди множества высокотехнологичных приблуд, устанавливаемых на транспортные средства, зародилось отдельное направление — активный усилитель руля автомобиля.
Производителями придумана масса технологий, упрощающих руление, и одной из них мы уделим внимание в этой статье.
Итак, просим любить и жаловать — система активного рулевого управления AFS.
Активный усилитель руля: история и суть изобретения
Надо сказать, что испробовать все прелести данной технологии могут лишь счастливые обладатели автомобилей марки BMW, выпущенных после 2003 года. Суть её состоит в том, чтобы менять реакцию колёс на вращение руля в зависимости от скорости машины.
Так, к примеру, если вы решили припарковаться в сложном для этого месте, Вам не придётся крутить баранкой по нескольку оборотов, чтобы вывернуть колёса – электроника отследит скорость, и передаточное число рулевого механизма снизится до минимума.
На больших скоростях такая реакция наоборот вызывает дискомфорт и даже опасна, поэтому передаточное число увеличивается, и машина реагирует на руль более плавно.
Система AFS была разработана двумя столпами автомобильной электроники и компонентов – компаниями Bosch и ZF. Патент на изобретение, лежащее в основе активного рулевого управления, был выкуплен ими ещё в 1990 году, а полноценные работы над серийным внедрением технологии начались лишь 7 лет спустя.
Как мы уже вспоминали, в серию AFS пошла в 2003 году и с этого момента является одной из фирменных «фишек» баварских автомобилей.
Активный усилитель руля. Устройство
Вы, наверное, думаете, что система активного рулевого управления очень сложна? На самом деле это не так, и принцип её работы довольно прост. Ключевыми элементами AFS являются:
- планетарный редуктор;
- блок управления;
- комплект датчиков.
Конструктивно данная технология неразрывно связана с механизмом рулевого управления.
В целом всё выглядит так: в разрез рулевого вала вмонтирован блок с планетарным редуктором, внутри которого находятся так называемые солнечная и эпициклическая шестерни, блок сателлитов и электродвигатель.
Все эти элементы работают сообща лишь для одной цели – менять передаточное число между рулём и колёсами.
Руководит процессом электронный блок управления на основе данных, поступающих от целой армии датчиков, а именно: датчика угла поворота руля, суммарного угла поворота механизма, положения электродвигателя, а также спидометра и датчиков системы динамической стабилизации.
Переварив всю информацию, блок управления посылает команду на исполнительный механизм, коим является электромотор планетарного редуктора, который вращает эпициклическую шестерню.
Именно от направления и частоты её вращения зависит передаточное число, ощущаемое нами как изменение остроты руля в зависимости от скорости автомобиля. Вот такая история.
//www.youtube.com/watch?time_continue=35&v=yfvbJMLG7hk
Похожие системы, меняющие чувствительность баранки есть и других автопроизводителей, например у Toyota — VGRS (Variable Gear Ratio Steering) , но работает она у японцев по иному принципу и это уже другая история.
На этом, друзья, разрешите подвести черту под этим рассказом. Не забывайте подписываться и следить за обновлениями нашего блога. Будет интересно!
Статьи по теме
UD Trucks представляет UD Active Steering, снижающую утомляемость водителя и делающую дороги более безопасными доступно на некоторых флагманских моделях Quon для тяжелых условий эксплуатации в Японии.
Активное рулевое управление UD оснащено электродвигателем, установленным над гидравлическим рулевым механизмом для обеспечения дополнительного крутящего момента при необходимости. Электронный блок управления (ЭБУ), установленный на электродвигателе, получает данные 2000 раз в секунду от датчиков по всему грузовику, отслеживая условия вождения и действия водителя. Эта система управления добавляет соответствующий крутящий момент к весу рулевого колеса, обеспечивая точное и стабильное рулевое управление независимо от скорости, груза и дорожных условий. Легкость и точность рулевого управления помогают снизить утомляемость водителя и сделать дороги более безопасными.
Пять преимуществ активного рулевого управления UD
1. Манёвренность на малых скоростях легкое прикосновение.
2. Устойчивость на высоких скоростях
При движении на высоких скоростях вес рулевого колеса регулируется для обеспечения превосходной устойчивости.
3. Амортизация для неровной дороги
Гасит вибрации от неровной дороги. Мгновенная регулировка направления удерживает водителя на курсе.
4. Поправка на боковой ветер
Практически исключает необходимость коррекции рулевого управления при боковом ветре, позволяя водителю двигаться по прямому курсу.
5. Возврат в центральное положение
При повороте или движении задним ходом рулевое колесо возвращается в центральное положение при отпускании, что снижает усилие при вождении и позволяет быстро и легко вывести автомобиль на прямую.
Тесты показывают, что активное рулевое управление UD снижает утомляемость
Компания UD Trucks провела независимые тесты для измерения и сравнения утомляемости водителей грузовиков, оснащенных и не оснащенных активным рулевым управлением UD.
Электроэнцефалограф (ЭЭГ) использовался для измерения уровня концентрации водителя и уровня стресса, а электромиограмма (ЭМГ) использовалась для измерения степени мышечного напряжения.
Результаты показали, что испытуемые, управляющие грузовиками, оснащенными системой активного рулевого управления UD, имели более низкий уровень стресса и сниженный уровень чрезмерной концентрации. Субъекты также зафиксировали более низкие уровни мышечного напряжения в своих руках с активным рулевым управлением UD, особенно при парковке и вождении по неровным поверхностям.
Водители ценят здоровье и комфорт
В июне 2021 года UD Trucks провела онлайн-опрос около 400 водителей грузовиков и владельцев логистических компаний на тему здоровья и усталости. Менее четверти опрошенных водителей считают, что их работодатели делают достаточно для улучшения их здоровья или уменьшения нагрузки, связанной с вождением. На вопрос о необходимости дополнительных функций грузовика для снижения утомляемости почти 90% согласились.
При этом все опрошенные водители в возрасте от 20 до 39 лет, хотел водить грузовики с функциями снижения утомляемости.
См. пресс-релиз здесь:
https://www.udtrucks.com/news-and-stories/news/20210621-driver-survey
Признавая потребность в грузовых автомобилях, снижающих утомляемость и улучшающих управляемость, Такамицу Сакамаки, президент UD Trucks , сказал: «Управляемость и комфорт водителя всегда являются приоритетом для UD Trucks. Нашей конечной целью является снижение утомляемости водителя за счет улучшения условий вождения. UD Active Steering — это революционная технология, которая может оказать положительное влияние на здоровье водителей и безопасность наших дорог. Это полностью соответствует нашей цели «Лучшая жизнь» — сделать жизнь лучше для людей и планеты».
Водители превыше всего — инновации для управляемости
На протяжении всей истории компании UD Trucks была лидером в области инноваций, ставя водителей на первое место. С точки зрения управляемости, автоматизированная механическая коробка передач ESCOT-VI с электронным управлением упростила управление большегрузными грузовиками.
Благодаря снятию стресса, связанного с переключением передач, ESCOT-VI позволяет водителям полностью сосредоточиться на дороге. Внедрение дисковых тормозов обеспечивает быстрый, плавный и надежный отклик педали, повышая комфортность торможения. Теперь, с введением UD Active Steering, управляемость вышла на новый уровень точности и комфорта, с превосходной устойчивостью рулевого управления на высоких скоростях и превосходной маневренностью на низких скоростях. Еще больше повышая безопасность на дороге, модели UD с активным рулевым управлением также оснащены LDP (предотвращение выезда с полосы движения).
Эти вехи в области инноваций подняли планку основ «вождения, остановки и маневрирования», обеспечив водителю новый уровень комфорта, безопасности и спокойствия. UD Active Steering позволяет водителям-ветеранам еще больше отточить свои навыки, а новичкам или неопытным водителям, мужчинам и женщинам, уверенно вступать в профессию водителя грузовика.
Дуглас Накано, старший вице-президент по технологиям UD Trucks, смотрит в будущее.
«Мы также применяем технологию UD Active Steering для разработки автономного вождения. Снижение утомляемости водителя, решение проблемы хронической нехватки водителей — это те проблемы, которые мы надеемся преодолеть за счет постоянных инноваций. Короче говоря, мы продвигаем технологию. для лучшей жизни. UD Active Steering — это технология, которая ставит водителей на первое место, делая жизнь лучше с точки зрения комфорта, здоровья и безопасности».
Узнайте больше об UD Active Steering на веб-сайте UD Trucks здесь:
/about-us/innovation/udas
Результаты испытаний на усталость
UD Trucks провела независимые испытания водителей на усталость , используя сверхмощный Quon грузовики с активным рулевым управлением UD и без него. Электроэнцефалограф (ЭЭГ) использовался для измерения уровня концентрации водителя и уровня стресса, а электромиограмма (ЭМГ) использовалась для измерения степени мышечного напряжения.
Результаты показали, что грузовики, оснащенные системой активного рулевого управления UD, имели более низкий уровень стресса водителя (График 1) и сниженный уровень чрезмерной концентрации (График 2).
Что касается физических нагрузок, то при использовании UD Active Steering были зарегистрированы более низкие уровни. Показатели мышц, отвечающих за рулевое управление и сцепление с рулем, снижались при использовании UD Activity Steering, что приводило к меньшей нагрузке и более комфортному вождению (График 3). Особенно это было заметно при парковке и движении по неровным поверхностям (График 4, 5).
Последующий опрос среди испытуемых, участвовавших в тест-драйвах, дал высокую оценку UD Active Steering. Многие отметили, что UD Active Steering лучше маневрирует на низких скоростях, обеспечивает большую устойчивость на более высоких скоростях и требует меньше усилий при парковке.
*1 Активное рулевое управление UD доступно в качестве опции для автомобилей с пневматической подвеской задней оси CG WB 7520 мм и автомобилей GK WB 3200 мм.
*2 Тестирование было проведено независимой компанией UD Trucks совместно с внешним консультантом. В нем приняли участие пять испытуемых, которые управляли транспортными средствами на испытательном полигоне, воспроизводящем реальные условия вождения.
Это включало маневрирование на низких скоростях, движение по неровным поверхностям и движение на высоких скоростях по ровным поверхностям. Субъекты управляли автомобилями с активным рулевым управлением UD и без него в течение примерно одного часа.
По вопросам СМИ обращайтесь:
[email protected]
UD Trucks — ведущий японский поставщик решений для коммерческого транспорта, работающий более чем в 60 странах на всех континентах. С момента своего основания в 1935 году компания была лидером инноваций с четким видением предоставления грузовых автомобилей и услуг, в которых нуждается мир сегодня.
Компания стремится сделать все возможное для интеллектуальной логистики с самыми надежными решениями для требовательных клиентов. Для наилучшей поддержки в разных областях и регионах UD Trucks предлагает полный спектр большегрузных автомобилей — Quon и Quester, средних грузовиков — Condor и Croner и легких грузовиков — Kazet и Kuzer, а также сопутствующие операционные и финансовые услуги.
Активное рулевое управление BMW Неактивно Проблема
Опубликовано Обновлено
Система активного рулевого управления BMW обеспечивает улучшенную управляемость и маневренность. Однако, если система перестанет работать, это может негативно сказаться на вождении. Различные факторы, в том числе неисправный датчик угла поворота рулевого колеса, неисправность модуля управления или низкий уровень жидкости гидроусилителя руля, могут вызвать проблему BMW Active Steering Inactive. Чтобы устранить эту проблему, важно быстро понять и устранить основную причину. В этой статье мы обсудим распространенные причины проблемы BMW Active Steering Inactive и дадим советы по устранению проблемы.
Что такое активное рулевое управление BMW?
Активное рулевое управление BMW облегчает управление автомобилем BMW на низких скоростях и делает его более стабильным на высоких скоростях. Активное рулевое управление облегчает поворот руля при парковке или повороте на низкой скорости. На трассе снижается отклик, поэтому мелкими движениями руля не заносишь.
Рейка активного рулевого управления имеет планетарную передачу между входом и рейкой. Небольшие движения рулевого колеса вызывают значительный поворот переднего колеса при движении на более низких скоростях, что значительно упрощает повороты влево и вправо или выезд с парковочного места. На скорости шоссе система активного рулевого управления регулирует передаточное отношение рулевого управления, чтобы оно стало менее отзывчивым.
Повышает устойчивость автомобиля на высокой скорости.
Даже небольшое движение руля может привести к тому, что автомобиль перестроится в другую полосу движения в автомобилях без активного рулевого управления. BMW с активным рулевым управлением регулирует рулевое управление так, чтобы небольшие движения не оказывали такого сильного влияния на переднее колесо.
Активное переднее рулевое управление (AFS) или Активное рулевое управление (AL) впервые появилось в BMW 5 серии в 2003 году и претерпело множество улучшений.
Общие симптомы
Список возможных симптомов, которые вы можете заметить, если модуль активного рулевого управления или один из его компонентов выходит из строя.
- Сообщение о неисправности на экране iDrive CCC/CIC
- Активное рулевое управление неактивно
- Возможно изменение режима рулевого управления или смещения рулевого колеса.
- Поведение рулевого управления изменено
- Рулевое колесо может быть под углом.
- Можно продолжить путешествие
- Управляйте осторожно
- Ошибка активного рулевого управления
- Нет ответа от блока управления AL
- Подсветка рулевого колеса на приборной панели
- Желтый руль с восклицательным знаком на приборной панели
- Чрезвычайно трудно крутить колесо
- Руль с трудом поворачивается
Индикатор неисправности активного рулевого управления может загореться после регулировки развала-схождения, если ее выполняет механик, не знакомый с BMW.
Какие проблемы вызывают предупреждения об активном рулевом управлении на BMW?
Возможные проблемы, которые могут вызвать появление кодов неисправностей в модуле активного рулевого управления, включают:- Модуль управления активным рулевым управлением — Модуль активного рулевого управления на многих BMW установлен на полу (под ковром) со стороны пассажира. Вода из забитых сливных линий или поврежденного уплотнителя двери может попасть в модуль. Попадание воды в активный модуль рулевого управления может привести к повреждению устройства. Это может быть проблемой, если вы получаете код ошибки, указывающий, что активный модуль рулевого управления не отвечает, или сообщения об ошибках CAN на модуле DSC. Корродированные штифты на активном модуле рулевого управления указывают на то, что произошло повреждение водой.
- Жидкость для гидроусилителя руля . Вы должны проверить, отключается ли активное рулевое управление на вашем BMW, чтобы проверить жидкость для гидроусилителя руля.
- Аккумулятор — Низкое напряжение аккумулятора от аккумулятора также может вызвать неисправность активного рулевого управления BMW. Если вашему аккумулятору BMW больше семи лет, вам следует проверить аккумулятор. Если батарея не держит надлежащий заряд, замените батарею.
- Датчик угла поворота рулевого колеса SZL – На автомобилях BMW с активным рулевым управлением установлены датчики на рулевой колонке. Датчик угла поворота рулевого колеса может не привести к неисправности активного рулевого управления и загоранию индикатора DSC.
- Авария — Если вы попадаете в аварию, часто возникает неисправность активного рулевого управления приборной панели. Изгиб рулевых тяг может нарушить калибровку рулевого колеса BMW.
- Другие возможности – Плохая активная рулевая рейка, проблемы с модулем DSC, датчиком рысканья и датчиком угла поворота рулевого колеса.
Что делать, если у вас возникла ошибка активного рулевого управления BMW?
Если активное рулевое управление BMW неактивно на приборной панели, попробуйте следующее:
- Выключите автомобиль.
- Проверить уровень жидкости гидроусилителя руля. Добавьте рекомендованную жидкость гидроусилителя руля, если уровень низкий. В большинстве BMW используется гидравлическая жидкость CHF 11S.
- Повторная инициализация датчика угла поворота рулевого колеса. Завести автомобиль. Пока автомобиль стоит в парке, поверните руль влево. Далее поворачиваем руль вправо. Верните руль в центральное положение. Узнайте больше о калибровке угла поворота рулевого колеса BMW.
- Проверить аккумулятор. Если предупреждение об активном рулевом управлении не исчезает, проверьте аккумулятор. Многие магазины автозапчастей проводят тестирование аккумулятора бесплатно. Если аккумулятор необходимо заменить, следуйте этому руководству по замене и программированию аккумулятора BMW.
- Если сообщение остается, считайте коды неисправностей с помощью сканера BMW, чтобы считать диагностические коды неисправностей (DTC) с активного модуля рулевого управления.
Как сбросить коды неисправностей активного рулевого управления на BMW?
Если у вас возникли проблемы, хорошей отправной точкой является считывание кодов неисправностей из модуля активного рулевого управления. Если какой-либо код показывает состояние ПРИСУТСТВУЕТ, проблема должна быть устранена, прежде чем код можно будет сбросить.
Что вам понадобится
Диагностический сканер может считывать, очищать и выполнять двунаправленные тесты автомобилей BMW. Вы должны подтвердить , что ваш сканер поддерживает вашу модель BMW и год выпуска. Список сканеров, которые считывают и очищают коды неисправностей BMW Active Steering.
Это лишь несколько примеров. Многие диагностические сканеры позволяют считывать и очищать коды неисправностей BMW Active Steering. Чтобы узнать о сканерах OBD2, которые работают с BMW, ознакомьтесь со статьей Выбор лучшего сканера OBD2 для BMW.
Порядок действий
- Подключите сканер OBD-II к диагностическому порту под приборной панелью.
- Включить зажигание; не запускайте двигатель.
- Включите сканер и выберите шасси вашего BMW. Затем выберите меню Блоки управления.
- Выберите Шасси, , затем Модуль активного рулевого управления AL .
- После входа в модуль активного рулевого управления вы можете сделать следующее.
- Считывание кодов с модуля активного рулевого управления
- Выполнение адаптации, активации, тестов
Адаптации
Вы можете выполнить этот список тестов и активаций датчиков через модуль активного рулевого управления.
- Калибровка угла поворота рулевого колеса (также может быть выполнена под модулем DSC)
Ваш сканер должен быть способен выполнять двунаправленные тесты для выполнения этих адаптаций.
Как узнать, есть ли у BMW активное рулевое управление?
Многие владельцы БМВ спросят: «Есть ли в моем БМВ активное рулевое управление? “. Лучший способ проверить, есть ли у вашего BMW активное рулевое управление, — расшифровать VIN. Используйте бесплатный декодер BMW VIN и посмотрите, было ли установлено активное рулевое управление AL на вашем BMW. BMW с активным рулевым управлением: E60, E61, E63, E64, E70, E81, E87, E9.0, Е91, Е92, Е93.
Потеряю ли я рулевое управление, если активное рулевое управление BMW выйдет из строя?
Нет. Если у вашего BMW активное рулевое управление выходит из строя, электродвигатель активного рулевого управления автоматически отключается в заблокированном положении. Когда это происходит, вы полагаетесь на механическую связь между рулевым колесом и колесами. Это приводит к тому, что рулевое управление работает как обычная система без поддержки со стороны активной системы рулевого управления. Рулевое колесо становится очень трудно поворачивать.