Aktiv styrning

Aktiv styrning beskriver ett styrsystem för ett fordon där förhållandet mellan förarens styrinsatser och vinkeln på de styrda väghjulen kontinuerligt och intelligent kan ändras. Även om aktiva styrsystem kan finnas i jordbruksutrustning och tunga anläggningar, koncentrerar den här artikeln sig på tillämpningen av aktiv styrning i BMW-personbilar.

Aktiv styrning beskriver en typ av kraftelektrisk styrservoteknik med variabelt utväxlingsförhållande som introducerades av BMW 2003 och som först dök upp på den omdesignade 5-serien som varierar i vilken grad hjulen svänger som svar på ratten. Vid lägre hastigheter minskar den här tekniken hur mycket ratten måste vridas – vilket förbättrar prestandan i situationer som parkering och andra stadstrafikmanövrar. Vid högre hastigheter är prestandan sådan att ökad känslighet från hastighet undviks, vilket förbättrar riktningsstabiliteten .

Översikt

BMW:s aktiva styrsystem använder ett dubbelt planetväxelsystem som är placerat vid basen av rattstången för att underlätta förarens oberoende styrning av framhjulen. Systemet är avsett att erbjuda två huvudsakliga fördelar; ett variabelt styrförhållande och stabilitetshöjande korrigerande styråtgärder.

BMW System Mekanisk Layout

BMW:s aktiva styrsystem består huvudsakligen av en servostyrd kuggstångsstyrväxel, en dubbel planetväxel i rattstången och en elektrisk manövermotor.

Det dubbla planetväxelsystemet innehåller ett ingående solhjul anslutet till förarens ratt, två planetväxlar, ett utgående solhjul anslutet till rattdrevet och ett roterande hus. Om huset hålls stilla, överförs förarens styringångar från det ingående solhjulet, genom planetväxlarna (som delar en gemensam axel) till det utgående solhjulet med ett nettoförhållande på 1:1. Dvs om planetväxelhuset hålls stilla, bibehålls konventionell styrfunktion. Denna egenskap ger ett sätt att styra fordonet i händelse av ett aktivt styrsystemfel.

Planetväxelhuset har externa kuggar och kan roteras av en motor och snäckväxel. Ändring av husets läge tillåter rotation av det utgående solhjulet oberoende av det ingående solhjulets läge. Dvs om föraren skulle hålla ratten (och därmed det ingående solhjulet) stilla, kommer drivning av planetväxelhuset att resultera i att rattdrevet roterar (och därmed en styrverkan vid framhjulen). Genom att manipulera planetväxelhusets position kan den aktiva styrningens ECU syntetisera ett variabelt styrförhållande eller generera styrningsåtgärder oberoende av föraren.

Variabel styrning

I en parkeringssituation varierar datorn utväxlingen så att ratten behöver färre än två hela varv för att flytta hjullåset till lås. När fordonets hastigheter ökar, ökar styrförhållandet, så det krävs större rörelser av ratten för att flytta hjulen och det minskar den vanligtvis ökande fordonsresponsen till följd av ökad hastighet.

Korrigerande styrning

Förutom att tillhandahålla ett variabelt styrförhållande kan BMW:s aktiva styrsystem också generera korrigerande styråtgärder för att förbättra fordonets girstabilitet. Till skillnad från konventionell bromsmanövrerad stabilitetskontroll sker korrigerande styråtgärder på ett kontinuerligt sätt och dess funktion uppfattas ofta inte av föraren. Dessutom; elimineringen av bromsingrepp tillåter girstabilitetskontroll utan förlust av hastighet framåt, vilket gör att fordonets prestanda förbättras.

I händelse av överstyrning skapar det aktiva styrsystemet en motstyrning, vilket minskar girmomentet och girhastigheten. I extrema överstyrningsfall fungerar aktiv styrning i kombination med konventionell bromsaktiverad stabilitetskontroll för maximal effekt. I händelse av understyrning genererar inte ytterligare sidokrafter vid framaxeln att öka framhjulets slirvinkel ytterligare, därför är aktiv styrning inte till hjälp.

Den korrigerande styrfunktionen avaktiveras (tillsammans med det bromsmanövrerade stabilitetskontrollsystemet) genom att trycka på en strömbrytare på instrumentbrädan. Detta ger föraren full kontroll över framhjulets styrvinkel och är avsedd för användning vid extrem fritidskörning (t.ex. på bandagar). Den variabla styrningen förblir aktiv.

Säkerhet

Om ett fel eller problem uppstår i elektroniken stänger datorn av driften av elmotorn, låser planetväxelns ringväxel och gör den med fast utväxling.

Se även

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Koehn, P., Eckrich, M., 2004. Aktiv styrning – BMW-inriktningen mot modern styrteknik. SAE World Congress and Exhibition, 08/03/2004 – 11/03/2004. Detroit, Michigan, USA.

externa länkar

BMW Active Steering ^{[ permanent död länk ]} — BMW Sauber F1 Team-föraren Nick Heidfeld förklarar den innovativa aktiva styrtekniken.
Audi dynamisk styrning

[koehn-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Koehn, P., Eckrich, M., 2004. Aktiv styrning – BMW-inriktningen mot modern styrteknik. SAE World Congress and Exhibition, 08/03/2004 – 11/03/2004. Detroit, Michigan, USA.