autótechnika

Segítőkész és intelligens kormányzás (4. rész) Az összkerék-kormányzás

2014.07.18.

Nem ördögtől való, és nem is mai találmány a járművek összkerék-kormányzása, illetve az, hogy több tengely is kormányzott legyen. A Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG). „Dernburg-Wagen” gépkocsija 1907-ben, 107 évvel ezelőtt volt a márka első összkerékhajtású és 4-kerék kormányzású autója. Ugyancsak összkerékhajtású és 4-kerék kormányzású a DMG kisteherautója 1919-ből. Például a csuklós autóbuszok nem lehetnek meg nélküle, hiszen városban, szűk körforgalmakban nem tudnának közlekedni vagy az erőgépeknél a fordulékonyság is sokszor a munkavégzéshez alapvető követelmény. Személygépjárműveknél azonban más szempontok dominálnak: a sajátkormányzás korrekciója és a kitörésgátlás, az ESP segítése.


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.)

 

 

Az oldal fő támogatója

 

2024.04.15
Ismét felvillanyozódott a Hyundai márka és újabb elektromossal bővíti márkakupa-sorozatát. ..
2024.04.15
Visszatér a tél Ausztriába, hétfőn figyelmeztetést adtak ki az autósoknak – írja a Heute című....
2024.04.15
Miért áll egy kihegyezett versenyautó egy hófödte versenypályán, és miért sorakoznak mögötte....
2024.04.15
Az Audi Hungária Független Szakszervezet (AHFSZ) és az Audi Hungaria tárgyaló delegációi közötti....
2024.04.15
Az Audi több mint 20 új, tisztán elektromos, plug in hibrid és hagyományos, belső égésű motorral....
2024.04.15
Április 9-én Pekingben mutatta be legújabb, működésének első öt évében kapacitás- és....
2024.04.15
Erősen indította az AutoWallis Csoport Kiskereskedelmi üzletága az idei évet, miután 16 százalékkal....
2024.04.15
Alkalmanként átlagosan 2,5 órát parkolnak a magyar autósok az utcán és 6 órát a parkolóházakban, az....
2024.04.15
Európai tervezés, törökországi gyártás, japán hagyományok - ezek a sarokpontjai a Mitsubishi Colt....
2024.04.15
Múlt és jelen egyhelyen mindig izgalmas egyveleget mutat, nem véletlen, hogy az Akkor és Most Jármű....