Активное рулевое управление описывает систему рулевого управления для транспортного средства, в которой соотношение между рулевыми воздействиями водителя и углом поворота управляемых колес может непрерывно и разумно изменяться. В то время как активные системы рулевого управления можно найти в сельскохозяйственном оборудовании и тяжелой технике, эта статья сосредоточена на применении активного рулевого управления в легковых автомобилях BMW.
Активное рулевое управление описывает тип технологии электроусилителя рулевого управления с переменным передаточным отношением , представленной BMW в 2003 году, впервые появившейся на модернизированной 5 серии, которая изменяет степень поворота колес в ответ на рулевое колесо. На более низких скоростях эта технология уменьшает величину поворота рулевого колеса, что улучшает производительность в таких ситуациях, как парковка и другие маневры в городской местности. На более высоких скоростях производительность такова, что избегается повышенная отзывчивость от скорости, что улучшает курсовую устойчивость .
Система активного рулевого управления BMW использует двойную планетарную систему передач, расположенную в основании рулевой колонки, чтобы облегчить водителю независимое управление передними колесами. Система призвана предложить два основных преимущества: переменное передаточное отношение рулевого управления и корректирующие действия рулевого управления, повышающие устойчивость.
Система активного рулевого управления BMW в основном состоит из рулевого механизма реечного типа с усилителем, двойной планетарной передачи в рулевой колонке и электрического исполнительного двигателя. [1]
Система двойной планетарной передачи включает входную солнечную шестерню, соединенную с рулевым колесом водителя, две планетарные передачи, выходную солнечную шестерню, соединенную с рулевой шестерней, и вращающийся корпус. Если корпус неподвижен, рулевые входы водителя передаются от входной солнечной шестерни через планетарные передачи (разделяющие общий промежуточный вал) к выходной солнечной шестерне с чистым передаточным отношением 1:1. То есть, если корпус планетарной передачи неподвижен, сохраняется обычная работа рулевого управления. Эта характеристика обеспечивает средство управления транспортным средством в случае отказа активной системы рулевого управления.
Корпус планетарной передачи имеет внешние зубья шестерни и может вращаться двигателем и червячной передачей. Изменение положения корпуса позволяет вращать выходную солнечную шестерню независимо от положения входной солнечной шестерни. То есть, если водитель удерживает рулевое колесо (и, следовательно, входную солнечную шестерню) неподвижно, приведение в действие корпуса планетарной передачи приведет к вращению рулевой шестерни (и, следовательно, к рулевому воздействию на передние колеса). Манипулируя положением корпуса планетарной передачи, активный рулевой ЭБУ может синтезировать переменное передаточное отношение рулевого управления или генерировать рулевые действия независимо от водителя.
В ситуации парковки компьютер изменяет передаточное отношение таким образом, что рулевому колесу требуется менее двух полных оборотов, чтобы переместить колеса от упора до упора. По мере увеличения скорости автомобиля передаточное отношение рулевого управления увеличивается, поэтому для перемещения колес требуются большие движения рулевого колеса, и это уменьшает обычно увеличивающуюся реакцию автомобиля, возникающую при увеличении скорости.
Помимо обеспечения переменного передаточного отношения рулевого управления, система активного рулевого управления BMW также способна генерировать корректирующие действия рулевого управления для повышения устойчивости рыскания автомобиля. [1] В отличие от обычного контроля устойчивости, активируемого тормозами, корректирующие действия рулевого управления происходят непрерывно, и их работа часто не ощущается водителем. Более того, устранение вмешательства тормозов позволяет контролировать устойчивость рыскания без потери скорости движения, таким образом, улучшаются эксплуатационные характеристики автомобиля. [1]
В случае избыточной поворачиваемости система активного рулевого управления создает противорулевое действие, тем самым уменьшая момент и скорость рыскания. В экстремальных случаях избыточной поворачиваемости активное рулевое управление работает в сочетании с обычным контролем устойчивости, активируемым тормозами, для достижения максимального эффекта. [1] В случае недостаточной поворачиваемости дальнейшее увеличение угла скольжения передних колес не создает дополнительной боковой силы на передней оси, поэтому активное рулевое управление бесполезно. [1]
Функция корректирующего рулевого управления отключается (вместе с системой контроля устойчивости, активируемой тормозом) нажатием переключателя на панели приборов. [1] Это позволяет водителю полностью контролировать угол поворота передних колес и предназначено для использования при экстремальном вождении (например, в дни гонок). Изменяемое передаточное отношение рулевого управления остается активным.
Если в электронике возникает ошибка или проблема, компьютер отключает работу электродвигателя, блокируя зубчатый венец планетарного ряда и переводя рулевое управление в режим с фиксированным передаточным отношением.