Torque Vectoring – więcej niż ESP

MARCIN ŁOBODZIŃSKI • dawno temu • 28 komentarzy

System ESP jest już w każdym nowym samochodzie sprzedawanym w Unii Europejskiej. Uratował wiele osób przed śmiercią i samochodów przed wypadnięciem z drogi czy uderzeniem w drzewo. Jego nieustanny rozwój spowodował elektronizację układ jezdnego do tego stopnia, że w niektórych modelach rozwinięcie wszystkich skrótów nazw systemów znajdujących się na pokładzie zajęłoby ponad minutę. Jedną z ostatnich nowinek, które z samochodów sportowych i luksusowych trafiają do tańszych modeli jest szeroko pojęty Torque Vectoring.

Torque Vectoring lub Vector Drive to w zasadzie bardziej zjawisko niż nazwa lub rodzaj systemu, ale można ten termin stosować zamiennie. Generalnie wszystko zależy od nazewnictwa poszczególnych producentów. Jako zjawisko można je opisać jako kierowanie pojazdem przy użyciu momentu obrotowego silnika.

Dlaczego więcej?

W tytule artykułu pojawiło się określenie „więcej niż ESP”, ale bez systemu ESP wiele systemów typu Torque Vectoring by nie działało. Ponadto ESP jest systemem nadrzędnym nad Torque Vectoring i w sytuacjach podbramkowych to właśnie elektroniczna stabilizacja toru jazdy przejmuje pałeczkę. Dlaczego zatem „więcej”?

Zobacz również: Rolls-Royce Phantom Series II - prezentacja

Otóż zwykły system ESP działa w standardowy sposób zawsze hamując pojazd. Gdy auto znajdzie się w zakręcie, a czujniki wychwycą zjawisko poślizgu, ESP uruchamia hamulce na odpowiednich kołach by ustabilizować pojazd jednocześnie wytracając prędkość, co zawsze jest najbezpieczniejszym rozwiązaniem. Umiarkowane wytracanie prędkości trwa do momentu odzyskania kontroli nad pojazdem. Nawet jeśli nie uda się auta wyprowadzić z poślizgu, przykładowe uderzenie w drzewo przy mniejszej prędkości będzie bezpieczniejsze. Gdy uruchamia się ESP nie pokonamy zakrętu z większą prędkością lub nie zacieśnimy toru jazdy. Gdy koła napędzane znajdą się w poślizgu to poza ich wyhamowaniem elektronika nie pozwoli na przekazanie dodatkowej mocy. I tym właśnie różni się standardowy system od takiego, w którym znajduje się funkcja Torque Vectoring.

Dzięki tej funkcji napędzana oś potrafi przenieść siłę napędową na koło obciążone (na zewnętrznej stronie zakrętu) po to, by przy jednoczesnym użyciu hamulca na kole odciążonym (wewnętrznym) jeszcze skuteczniej wyprowadzić auto z niebezpiecznej sytuacji. Dzięki takiemu działaniu, samochód posługuje się nie tylko hamulcami, ale także momentem obrotowym silnika, przez co może jeszcze bardziej zacieśnić skręt. To z kolei pomaga zneutralizować podsterowność w większym stopniu niż tylko przy użyciu hamulców, a ponadto pokonać zakręt z większą prędkością bez jej wytracania. Dlaczego akurat podsterowność? Z dwóch powodów. Pierwszy jest taki, że podsterowność pojawia się zawsze jako pierwsza, ponieważ to ona świadczy o zbyt dużej prędkości w zakręcie, a po drugie niewielu kierowców sobie z nią radzi. Właściwa reakcja na podsterowność nie jest tak naturalna jak na nadsterowność. Poza tym podsterowność bardziej ogranicza prędkość w zakręcie niż nadsterowność.

Z samochodów sportowych do kompaktów

Nie ma jednej, uogólnionej nazwy na coś, co nazywamy Torque Vectoring, ponieważ nie jest to jeden określony rodzaj systemu jak ABS czy ESP. Torque Vectoring to rodzaj zachowania się elektroniki pojazdu na pewne warunki. Każdy producent opracował własną odmianę i nazywa ją na swój sposób. Początkowo nazywało się to aktywnym lub elektronicznym dyferencjałem. Stosowany przez takich producentów jak Mitsubishi w modelu Lancer Evolution służył do zwiększenia osiągów i poprawienia zachowania auta w zakręcie, ale nie był częścią układu ESP, choć opierał się na danych z jego czujników, był sterowany elektroniką. Już wówczas system Active Yaw Control wspomagał się czujnikami ABS-u, nie był więc całkowicie mechaniczny, choć głównym mechanizmem roboczym były blokady i przekładnie planetarne, umieszczone w skomplikowanym dyferencjalne tylnym, a także aktywny, centralny mechanizm różnicowy z możliwością płynnego sterowania przepływem momentu obrotowego na osie w szerokim zakresie. Nie można natomiast nazwać klasycznych, pasywnych szper czy blokad lepkościowych mianem systemu czy układu typu Torque Vectoring.

Działanie Torque Vectoring w Audi ze sportowym dyferencjałem tylnym

Sportowy dyferencjał Audi w przekroju. Widać blokady płytkowe dla każdej z półosi

Na szczęście również i to dało się zelektronizować oraz uprościć, zastępując drogą i skomplikowaną mechanikę odpowiednim oprogramowaniem dla systemu ESP. Pojawiły się tzw. elektroniczne blokady mechanizmu różnicowego, które w rzeczywistości były i nadal są uproszczoną wersją urządzeń wykorzystujących zjawisko torque vectoringu. Oczywiście „szpery” to dość umowne określenie ponieważ jest to nic innego jak zmieniony program kontroli trakcji, który uruchamia hamulce, częściowo lub całkowicie rezygnując z ograniczania momentu obrotowego silnika, ale działa bardzo podobnie. Takie elektroniczne szpery już pomagają w szybszym pokonaniu zakrętu lub jego zacieśnieniu w sytuacjach podbramkowych, co w pewnym sensie również jest zjawiskiem sterowania pojazdem przy użyciu momentu obrotowego. Dodając do tego przyhamowanie również koła osi nienapędzanej mamy Torque Vectoring pełną gębą, choć zupełnie inny niż pierwsze tego typu rozwiązania.

Dzięki „ewolucji” z dyferencjałów sterowanych elektronicznie w stronę bardziej zaawansowanego układu ESP możemy się cieszyć zjawiskiem torque vectoringu również w samochodach klasy kompakt, takich jak na przykład Ford Focus, który w ubiegłym roku otrzymał taką funkcję o nazwie Torque Vectroing Control w standardzie dla każdej wersji. Jednak najwięcej korzyści z tego zjawiska czerpią kierowcy nieco bardziej zaawansowanych technicznie samochodów. Przykładem może być Nissan Juke, który jako auto segmentu B ma sprawny i rozbudowany system napędu na cztery koła All-Mode 4×4i z funkcją Torque Vectoring. Dzięki układowi ESP współpracującemu z elektroniką układu napędowego, sterującą blokowaniem sprzęgła wielopłytkowego między osiami i tylnego dyferencjału, istnieje możliwość odpowiedniego przeniesienia momentu obrotowego na oś lub koło, które zwiększy sterowność pojazdu. Tego typu funkcji nie stosuje się w najprostszych sprzęgłach lepkościowych, bowiem nie ma możliwości tak sprawnej ich kontroli przy użyciu elektroniki. Podobne rozwiązanie można znaleźć na przykład w napędzie quattro.