Jak zajistit, aby se velké SUV chovalo na silnici jako sportovní vůz, s nepatrným bočním náklonem, avšak bez ztráty komfortu? Audi řeší konflikt cílů elektromechanickým systémem aktivní stabilizace náklonu eAWS (electromechanical roll stabilization). Elektrická síť s napětím 48 V a výkonné elektromotory aktivně ovládají příčné zkrutné stabilizátory na přední a zadní nápravě v závislosti na jízdní situaci. Vozy si tak zachovávají vysokou úroveň komfortu při jízdě přímým směrem. Naproti tomu v zatáčkách a při dynamických změnách přesvědčí ještě vyšší příčnou dynamikou s minimalizovaným náklonem karoserie. Elektromechanický systém Audi nabízí řadu technických výhod. Je energeticky hospodárný, reaguje téměř v reálném čase a je bezúdržbový, protože nepoužívá hydraulické prvky.
V čem spočívá výzva pro techniky při vývoji podvozků velkých modelů SUV?
Zákazníci, kteří jezdí v SUV vyšší třídy, jsou nadšeni mnoha praktickými výhodami svých vozů – od velkoryse dimenzovaného interiéru přes nejmodernější technologie podvozku až po výkonné pohony a pokrokové ovládací a asistenční systémy. Jejich SUV přitom skvěle zvládá i jízdu mimo zpevněné cesty. Tato vozidla však mají vzhledem ke své konstrukci větší pohotovostní hmotnost a vyšší těžiště. To znamená, že se karoserie SUV při průjezdu zatáčkou více naklání než u vozidel s nižším těžištěm.
Jaká technologie působí proti bočnímu náklonu a dalším nežádoucím pohybům karoserie?
Karoserie se při průjezdu zatáčkou naklání v důsledku působení odstředivé síly směrem k vnějšímu okraji. Tlumič předního kola na vnější straně zatáčky se stlačuje, tlumič předního kola na vnitřní straně zatáčky se roztahuje – a vozidlo se naklání okolo podélné osy. Při vyrovnávání těchto sil se osvědčily příčné zkrutné stabilizátory spojující levou a pravou stranu nápravy. Úhel náklonu zmenšují působením opačných torzních momentů na zavěšení kol na vnější a vnitřní straně zatáčky. Tato pasivní součást podvozku plní stejnou funkci při průjezdu zatáčkou i jízdě přímým směrem. Co je v zatáčce žádoucí, může při jízdě přímým směrem negativně ovlivňovat jízdní komfort při přejezdu nerovnosti nebo výmolu na jedné straně. Zatímco pasivní řešení se zde dostávají na hranici svých možností, Audi řeší tento konflikt cílů aktivní stabilizací náklonu prostřednictvím elektromechanického systému. Tato funkce dokáže rozpoznávat jízdní situace na základě informací od senzorů a cíleně zasahuje pouze tehdy, pokud se má karoserie méně naklánět. Tuhost odpružení stabilizátorů se při jízdě přímým směrem na nerovné vozovce sníží na základní úroveň. Odpružení kol na pravé a levé straně a tlumení jejich pohybu tak může probíhat dalekosáhle nezávisle na sobě.
Jak funguje elektromechanický systém aktivní stabilizace náklonu?
Konvenční stabilizátor pracuje pasivně. Jinými slovy vyrovnává pohyby kol na obou stranách pouze na základě mechanického propojení. Naproti tomu elektromechanický systém aktivní stabilizace náklonu lze cíleně regulovat. Systém je na každé nápravě tvořen příčným zkrutným stabilizátorem rozděleným na dvě poloviny. Mezi nimi je na přední i zadní nápravě uložen elektromotor. Ten může obě poloviny stabilizátoru vzájemně zkrutně namáhat, a tím vytvářet moment směřující proti síle způsobující náklon karoserie. Výslednou sílu lze individuálně měnit pro každé kolo zvlášť. Systém aktivně působí proti stavu, který vyplývá z fyzikálních zákonů v příslušné jízdní situaci, a zmenšuje úhel náklonu karoserie. Systém přijímá pokyny od řídicích jednotek na přední a zadní nápravě, které jsou součástí elektronické podvozkové platformy ECP (Electronic Chassis Platform). ECP je centrálním mozkem podvozku, který v řádu milisekund porovnává různé parametry, jakými jsou rychlost jízdy, světlá výška, vertikální, příčné a podélné pohyby karoserie, adheze vozovky, aktuální jízdní stav (např. nedotáčivost nebo přetáčivost) nebo data spolupracujících podvozkových systémů. Na základě toho vypočítává ideální reakce komponentů a rychle a precizně vzájemně sladí jejich činnost. Potřebnou elektrickou energii dodává systému eAWS výkonná 48V elektrická síť. Vhodné nastavení stabilizátorů vypočítává systém během milisekund. Točivý moment elektromotorů přenáší třístupňová planetová převodovka. Na stabilizátory tak působí točivý moment až 1200 Nm.
V čem spočívá náskok díky technice u elektromechanického systému?
Systém založený na 48V elektrické síti umožňuje již při nízkých rychlostech bezprostřední reakce. Mezi zaznamenáním náklonu senzory a reakcí elektromotorů uběhne pouhých několik milisekund. Na rozdíl od hydraulických systémů nemá elektromechanická soustava olejové okruhy a je bezúdržbová, což je přínosné pro ochranu životního prostředí. Systém dokonce dokáže rekuperovat energii. Elektromotory přeměňují energii pohybů kol na elektrickou energii, která se ukládá do lithium-iontového akumulátoru elektrické sítě vozidla. Elektromechanický systém je také energeticky hospodárnější, protože na rozdíl od hydraulických okruhů nemusí vytvářet a udržovat žádný tlak.
Jaký užitek přináší systém řidiči?
Systém eAWS minimalizuje náklony karoserie. Výsledkem je ještě sportovnější a suverénnější jízda, což umocňuje mnohostranný charakter velkých modelových řad Q. Aktivní regulací náklonu na přední a zadní nápravě lze dokonce ovlivňovat chování vozidla při dynamických změnách, a tedy jeho sklon k nedotáčivosti nebo přetáčivosti. Systém řízení jízdní dynamiky Audi drive select nabízí za tímto účelem různé možnosti nastavení. Elektromechanický systém pro aktivní stabilizaci náklonu zajišťuje řidiči v každé situaci dynamické a precizní chování vozu s lepší ovladatelností. Systém eAWS patří mezi rozmanité systémy, které vylepšují dynamiku vrcholných modelů řady Q. Modely Q7*, SQ7*, SQ8* a RS Q8* reagují nastavitelnými stabilizátory vždy přesně na aktuální jízdní situaci podle požadavků řidiče. Na nerovném povrchu minimalizují pohyby karoserie, a tím zvyšují úroveň jízdního komfortu. Při sportovním stylu jízdy a průjezdech zatáčkami vysokou rychlostí je vůz stabilnější a zatáčky projíždí „lehkonoze“. Značka Audi přitom záměrně zvolila nastavení, u něhož nedochází ke kompletnímu potlačení náklonu, aby řidič i nadále získával autentické informace o stavu jízdní dynamiky v příslušné situaci.
Jak je systém zákazníky ve skutečnosti akceptován?
Zajímavý důkaz pozitivních přínosů nastavitelných stabilizátorů předložil závodní a testovací jezdec Frank Stippler na podzim 2019. V rámci vývoje modelu Audi RS Q8* stanovil profesionální jezdec, který v roce 2019 s Audi podruhé zvítězil ve 24h závodě na Nürburgringu, nový rekord pro sériově vyráběná SUV na Severní smyčce. Jeden okruh o délce 20,832 kilometru na vrchovině Eifel absolvoval za pouhých 7 minut a 42 sekund. Systém je žádaný také pro každodenní provoz. Již 40 procent všech zákazníků Audi, kteří si objednali příslušný model řady Q, jezdí s elektromechanickým systémem aktivní stabilizace náklonu.
Zdroj: TZ Audi
