A Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG). „Dernburg-Wagen” összkerél-kormányzású gépkocsija 1907-ből

A Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG) összkerékhajtású és 4-kerék kormányzású kis teherautója 1919-ből

Maradjunk házon, azaz Autószektor portálon belül! Mielőtt kedves olvasónk jönne velünk a műszaki részletek megismerésébe, kérjük, tanácsoljuk, olvassa el az autószektor egy másik cikkét bevezetőként! (http://www.autoszektor.hu/hu/content/ne-csak-forogjon-negy-kerek)

Témánk alaptétele: szinte minden autónak van sajátkormányzása és ennek jellemzői. Ahhoz, hogy a gépjármű egy adott sugarú köríven haladjon, a kormánykereket ennek a geometriának megfelelően kell elfordítani. A sebesség, a járműterhelés és a körív sugara függvényében azonban a legtöbb autó nem „sínautóként”, nem a kívánt ívnek, a geometriai viszonyoknak megfelelően elfordított kormánnyal halad, hanem vagy kisebb, vagy nagyobb sugarú körre tér át, így tehát jobban, vagy kevésbé kell elfordítani a kormánykereket. Ezt a szakma sajátkormányzási jelenségnek, járműtulajdonságnak nevezi. Lehettehát az autó alulkormányzott vagy túlkormányzott. Az alulkormányzott esetben jobban rá kell húzni a kormányt, mint azt a névleges geometriai megköveteli, a túlkormányzottnál pedig vissza kell engedni a kormányt. A túlkormányzott a veszélyesebb, mert rutintalan vezető esetében ez  az autó „kitöréshez”, kipördüléshez vezethet. A legrosszabb viselkedés az,  kiismerhetetlené téve az autót, ha a sajátkormányzási tulajdonsága a sebesség függvényében változik (hol alul-, hol túlkormányzott). 

Legjobb a semleges állapot, az autó neutrális tulajdonságú legyen, se túl-, se alulkormányzott. A futómű konstruktőröknek alapvető leckéje, hogy ezt az állapotot létrehozzák.

Ennek a „sínautó” vezetésű tulajdonságnak az elérésében segít a hátsó kerekek gépi „korrekciós” kormányzása. (Olyan van, hogy a tervezetten lágy felfüggesztési pontok révén gyorsításnál, fékezésnél, ívmenetben a kerék állásszöge, első sorban az össze- vagy széttartása - akár ennek kekenekénti egyedi értéke - kedvezően változzék, ezt nevezik passzív sajátkormányzás korrekciónak.)

A korrekciós kormányzás elsősorban a sportkocsik és luxus limuzinok sajátja, azért, hogy könnyebb legyen nagy sebességgel is kanyargós úton vezetni, könnyebben kézben tartható legyen a kocsi, szeretik mondani, hogy a vezetési élmény fokozódjon és nem utolsó sorban biztonságosabb legyen. Szakmai precizitással fogalmazva: az alapesetben kissé túlkormányzott állapotot vigyék a neutrális felé.

Jelen cikkben is a Renault Laguna GT-ben és a Coupéban bemutatkozott Active Drive alvázzal kezdjük a bemutatást, mint arról az ajánlott cikkben Boros Jenű úr is ír. Renault Laguna GT-ben és a Coupéban mutatkozott be a 2000-es évek első évtizedének vége felé az Active Drive alváz, mely a gépjármű menetstabilitásának növelése végett lehetővé teszi a hátsó kerekek intelligens, korrekciós kormányzását. Megnyitva ezzel az összkerékkormányzás műszaki megoldásának, szabályozásának új generációját. A Renault Laguna GT és Coupe modellnél – mint azt a gyári közleményben olvashatjuk – a vezetési élményre és a hatékonyságra helyezték a hangsúlyt, hogy minél kimagaslóbb, ugyanakkor biztonságos és élvezetes menettulajdonságokkal ruházzák fel az autót. Ennek egyik eszköze az új fejlesztésű korrekciós hátsókerék-kormányzás. A rendszert a Renault és a Renault Sport Technologies közösen fejlesztette ki.

A ’80-as évek négykerék-kormányzási rendszerei alapvetően mechanikus megoldások voltak, ahol az első és a hátsó kerekek egymással összeköttetésben, előre meghatározott szögben fordultak el, így javítva az autó kezelhetőségét, például alulkormányzottsági hajlamának csökkentését.

Az 1990-es évek vége felé a Nissan elektromos és hidraulikus vezérlésű beavatkozókat fejlesztett ki. A hátsó kerekek elektronikus vezérlése a későbbiekben lehetővé tette, hogy a menettulajdonságokat tovább javítsák, főleg a hátsókerék-hajtású járművek esetében.
A járművek menettulajdonságainak a vezető utasításait követő, valós idejű beavatkozás lehetősége (minden tízedik milliszekundumban) és az eltérő körülmények szerinti alkalmazkodóképesség a rendszer legfőbb előnye. A Laguna GT Active Drive négykerék-kormányzási rendszerének köszönhetően az aktív biztonsági berendezések csak a legutolsó biztonsági tartalékot jelentik.

A Renault Laguna GT a négykerékkormányzású Active Drive alváznak köszönhetően könnyen kezelhető városban, mert 60 km/h alatti sebességnél a hátsó kerekek az elsőkkel ellentétes irányban fordulnak el, maximum 3,5 °-os szögben.

A négykerék-kormányzású Active Drive alvázzal a Renault Laguna GT fordulóköre a hagyományos változat 12,05 méter értékéről 10%-kal, 10,8 m-re (mint a Clio esetében!) csökkent. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy minél nagyobb szöget zárnak be a kerekek egymással, annál kisebb lesz a fordulókör. Ennek elsődleges előnyei leginkább parkoláskor és szűk utcában történő manőverezéskor érezhetők.

Miközben egy normál új Laguna esetében 16 fokos kormányelfordítás szükséges a kerekek 1 fokkal történő elfordításához, az Active Drive alvázzal ehhez 13,5 ° kormányelfordítás is elegendő. Sőt, ez akár 12 °-ig is lecsökkenhet, amikor a hátsó kerekek a maximális, 3,5 °-os szögben állnak.

60 km/h felett a hangsúly a kormányzási precizitásra kerül. A hátsó kerekek egy irányba fordulnak az elsőkkel, így az autó stabilitása tovább nő, az általában kevesebb, mint 2 °-os hátsókerék-elfordítással kialakul a „síneken autózás” hatása, biztonságosan nagyobb kanyarsebesség érhető el.

Vészhelyzetben (hirtelen kikerüléskor) a kerekek akár 3,5 °-os szögben is kitérhetnek. Az ESC (ESP) beavatkozási küszöbét magasabbra beavatkozási szintre helyezték a sportos menettulajdonságok kihasználásához, így biztonságosan és gyorsan végrehajthatók a hirtelen manőverek. Az ESC (ESP) csak akkor lép közbe, ha szükséges, és akkor is fokozatosan erősítve a korrekció mértékét, hiszen a hátsó kerekeket már eleve a helyzetnek megfelelően fordította a rendszer.

A négykerék-kormányzású Active Driverendszer vezérlőelektronikája az ESC/ABS egység szenzorainak segítségével felismeri az aszimmetrikus fékezési szituációkat is, és ennek megfelelően úgy módosítja a hátsó kerekek szögét, hogy a vezetőnek ne kelljen korrigálnia a kormányzáson az autó stabilitásának a megőrzéséhez.

1 – ESC/ABS egység, 2 – kormányelfordulás szögjeladó, 3 – hátsókerék-kormányzás irányító egység, 4 – CAN-hálózat, 5 – elektromechanikus beavatkozó (kormánygép)

A kormányműre szerelt jeladó CANhálózaton keresztül folyamatosan küldi az aktuális kormányzási szögeket a hátsó tengely mögött található vezérlőegységnek, amely az ESP/ABS egységen keresztül a jármű pillanatnyi sebességét is figyeli. A rendszer képes a kormányszögadatok időrendben történő összehasonlítására, így felismeri a sportos vezetési stílussal, vagy a hirtelen kikerülési manőverekkel együtt járó gyors kormánymozdulatokat is. A beérkezett információk alapján az elektronika a megfelelő hátsókerék-szögeltérés parancsot küldi az elektromos aktuátornak, amely a hátsótengelyen található.

A vezérlőegységet és az elektromos beavatkozót (aktuátort) a japán Aisin szállítja, aki sokéves tapasztalattal rendelkezik a négykerék-kormányzású rendszerek területén. Az Aisin, mint beszállító autógyártóknak kínált beavatkozó egységét, annak beépítését képeink egy demonstrációs modellen mutatják, melyek a Frankfurti Autószalonon, a japán cég standján készültek.

A korrekciós hátsókerék kormányzás technikájának legújabb generációját már többen alkalmazzák, mi a Honda Acura modellen mutatjuk be. A precíziós összkerék kormányzás (Precision All Wheel Steer) jóval többet tud, mint elődei. (Az Acura szlogenje a kezdetektől is a precizitást foglalta magában: „Acura. Precision Crafted Performance")

Az új kormányzási tulajdonságok megvalósítását az egyedi kerékelkormányzás teszi lehetővé. A két hátsó kerék külön-külön kap állítóművet! (Electric Toe Control Actuator) A jármű fékezésekor növelik az eredő összetartást, gyorsításnál kis széttartást állítanak be, azért, hogy az átmeneti (lassuló, gyorsuló) menetállapotokban a járműstabilitást növeljék. Mindezt a gyár videója teszi szemléletessé (https://www.youtube.com/watch?v=-O-GmDK3jms). Az Acura a hátsókerék elfordítást, kormányzást összetartás állításnak  nevezi, ahol „toe-in” az összetartás, „toe-out” a széttartás. Ívmenetben a jármű sajátkormányzási tulajdonságait korrigálják, a vezethetőségét javítják vagy az első kerekekkel azonos értelmű hátsókerék elfordítással, vagy azzal ellentétes elfordítással. Azt, hogy melyik irányú legyen az elfordítás, első sorban a gépjármű sebessége határozza meg.

Témazárásként még egy „csemege”, a Porsche GT3 összkerék kormányzásának – egyedi hátsókerék összetartás állításának – videói:

http://www.porsche.com/usa/models/911/911-gt3/chassis/rear-axle-steering/
https://www.youtube.com/watch?v=GvQh2ue--0g

Mit lehet még rendszerszinten elmondani a kormányzásról? Van-e még meglepetés?
Van! Mert köztünk „él”, azaz közlekedik egy olyan sorozatgyártású autó, mely „steer-by-wire”, azaz nincs mechanikus kapcsolat a kormánykerék és a kormánygép között. Ha megkapjuk az információkat, nem fogjuk véka alá rejteni.

Dr. Nagyszokolyai Iván
az Autótechnika főszerkesztője
(a témához kapcsolódó további szakmai cikkek az Autótechnika folyóiratban, illetve a http://autotechnika.hu oldalon olvashatóak.)