18.7. 2017 Tomáš Dusil Tomáš Dusil

Aktivní řízení 4WS slaví 30 let: Všemi čtyřmi brzdit, všemi čtyřmi řídit!

 

Jaké by to bylo, kdyby auto neměnilo směr pouze vychylováním předních kol, ale rovnou všech čtyř? Na tuto otázku dali celosvětově poprvé odpověď inženýři japonské Hondy před třemi desítkami let.

Řízení všemi koly tedy existuje v osobních autech už třicet let. Za tu dobu se měnila technika, když do hry stále více vstupovala elektronika. Přesto základní myšlenka zůstává pořád stejná. A sice, že v malých rychlostech se zadní kola natáčejí ve směru opačném těch předních, zatímco při vyšších rychlostech naopak současně. Smyslem prvně uvedeného je zlepšit manévrovatelnost vozidla v nízkých rychlostech, přesněji zmenšit jeho poloměr otáčení. Naproti tomu ve vyšších rychlostech vstupuje do hry snaha o dosažení potřebné stability jízdy při rychlém projíždění zatáčkou. Auto ji tedy projíždí takzvaně krabím chodem.

Pro stavební stroje i armádu

Honda Prelude třetí generace sice nabídla aktivní řízení všech kol jako první, avšak pouze v celosvětovém měřítku. Už o dva roky dříve, tedy v roce 1985, přišel Nissan se systémem řízení všech kol HICAS (High Capacity Actively Controlled Suspension) u kupé Skyline, které bylo ovšem dostupné pouze na domácím trhu. V celosvětovém měřítku se tento systém objevil až v roce 1989 u superkupé 300 ZX (Z32), navíc v dále vylepšené podobě s přídomkem „Super“. Ten již pracoval na elektrohydraulickém principu, a tedy skutečně bral v potaz rychlost vozidla.

Myšlenka nabídnout aktivní řízení všemi koly je však ještě mnohem starší a spadá někam do 30. let minulého století. K praktickému využití došlo v průběhu 2. světové války, odkud se toto posléze dostalo také do civilního sektoru. U strojů, určených k práci na stavbě, v lesích či na poli bylo třeba zajistit co nejlepší manévrovatelnost, a to aktivní řízení všemi koly dokázalo splnit. Pochopitelně v těchto aplikacích se používalo výhradně řešení se zadními koly natáčenými v opačném smyslu, než kola přední.

Aktivní pérování: V čem spočívá a jaký je rozdíl mezi pérováním a tlumením?

Myšlenky nabídnout řízení všech kol také u osobního auta se u Hondy poprvé objevily už v roce 1977, tedy o celých deset let dříve, než došlo na jejich první realizaci v praxi. Automobilka k vývoji řízení všemi koly ustanovila speciální skupinu inženýrů. Do jejich čela se postavila dvojice mužů jménem Shoichi Sano a Osamu Furukawa. Ti rozprostřeli svůj „stan“ v takzvaném šestém bloku vývojového centra automobilky Honda Wako R&D. Zprvu bylo úkolem v maximálně možné míře využít stávající technická řešení. Prostě aby to moc nestálo a navíc systém pracoval spolehlivě. Velký otazník se však vznášel nad koncepcí řízení všech kol. Mají se zadní kola natáčet stejně jako přední, nebo opačně, jako dosud u různých strojů?

Po jisté úvaze se Japonci z Hondy rozhodli pro natáčení zadních kol v opačném smyslu. Dle některých pramenů se oba hlavní a výše zmínění vývojáři nechali ovlivnit systémy používanými u strojů. Své myšlenky ale museli nejprve obhájit před státní komisí ministerstva dopravy. Tam jejich návrhy posoudili a po jisté době, kdy se nic nedělo, došli úředníci ministerstva dopravy k tehdy možná překvapivému, leč z pohledu dynamiky jízdy správnému závěru. A sice, že navrhovaná koncepce v zásadě převzatá z různých stavebních či zemědělských strojů je pro použití v nepoměrně rychlejším osobním autě nevhodná. Jako proti byla zmiňována právě jízdní stabilita vozidla v zatáčce při jejím projíždění vyšší rychlostí.

Accord se dvěma předky

Nezbývalo tedy, než systém dále vyvíjet. Nyní už bylo jasné, že musí splňovat oba protichůdné požadavky. Honda začala pracovat na mechanismu, který by umožnil natáčet kola jak ve stejném, tak i opačném směru podle rychlosti jízdy. Princip zařízení, jež by to umožňovalo, si nechala patentovat v roce 1978. Do sériové výroby ale stále zbývalo ještě devět let!

Kromě Hondy se ale systémem řízení všemi koly v Japonsku zabýval také Shibarův technologický institut, konkrétně profesor Oguchi. Ten pracoval na mechanismu, který by umožňoval natáčet kola přední a zadní nápravy nezávisle na sobě. Netrvalo dlouho a došlo k navázání spolupráce s inženýry Hondy. Následně vzniklo jakési testovací statické zařízení, které umožňovalo plynule měnit úhel vychýlení přední a zadních kol nezávisle na sobě. V podstatě to byly dvě nápravy – přední a zadní, kdy každá spočívala na specifických válcích. Cílem zařízení, jakož i týmu vývojářů, bylo nalézt optimální poměry mezi vychýlením předních i zadních kol. Nebo jinak řečeno, aby určitému úhlu vytočení předních kol odpovídal úhel těch zadních. A to při daném rozsahu rychlostí. Na vozovku a tedy do akce se zařízení poprvé dostalo v dubnu 1981, kdy za tímto účelem vznikla speciální testovací mula. Základ měla v někdejším Accordu, avšak pouze v jeho přední části, která zde byla vlastně dvakrát. Ke konvenční přídi se připojila zrcadlově stejná příď, takže auto mělo vlastně dvě identická čela, podobně jako třeba lokomotiva. Tudíž mělo i dvě přední nápravy.

Testovací mula jezdila dle dostupných informací fenomenálně. Pracovala dokonce už s řídicí jednotkou, přičemž zadní kola měnila svůj směr natáčení, jakož i úhel v závislosti na rychlosti vozidla. Jenže, jak se ukázalo pro použití v sériové výrobě, byť v omezeném počtu kusů se stávalo použité řešení cenově příliš nákladné.

Místo rychlosti úhel

Funkční, leč složitý a nákladný systém testovací muly tak musel pro sériovou výrobu ustoupit mnohem levnějšímu, pracujícímu čistě mechanicky. Za tímto účelem Honda vyvinula mechanismus, který kola zadní nápravy natáčel v závislosti na vychýlení těch předních. Obě nápravy tak spojoval tuhý hřídel, vedený od převody řízení předních kol do převody řízení těch zadních. To se poprvé představilo v roce 1987 v kupé Honda Prelude 3. generace. První generace systému 4WS tak vůbec nebrala v potaz rychlost jízdy, ale pouze úhel natočení volantu, či přesněji vychýlení předních kol. Od toho se následně odvíjelo natočení zadních kol a to jak ve stejném smyslu jako přední kola, tak i opačném.

Výše zmíněný hřídel v zadní nápravě otáčel na excentru planetovým kolem, jež se vlastně odvalovalo v planetovém věnci, který byl uložený pevně a tudíž se nemohl pohybovat. Z planetového kola vycházel, opět excentricky čep, který unášel takzvané smýkadlo. To bylo vcelku s posuvnou, neboli řídicí tyčí zadních kol. Posouváním řídicí tyče docházelo k vychylování zadních kol.

Z pohledu jízdy to vypadalo následovně: až do úhlu natočení volantu přibližně 240 stupňů na obě strany se zadní kola natáčela ve stejném smyslu, jako ta přední. Zvětšovala tedy poloměr otáčení, čímž podporovala jízdní stabilitu. Maximální vychýlení zadních kol o úhel 1,5 stupně ve stejném smyslu jako předních bylo dosaženo při natočení volantu o asi 140 stupňů. Od této hodnoty výše se úhel vychýlení zadních kol postupně snižoval až do uvedených 240 stupňů, kdy se zadní kola nevychylovala a nacházela v přímém směru. Pokud řidič dále vychyloval volant (o větší úhel než 240 stupňů), začala se zadní kola vychylovat v opačném smyslu než ta přední. Maximální výchylka v opačném smyslu činila 5,3 stupně při vychýlení předních kol o přibližně 30 stupňů a natočení volantu o úhel řekněme 450 stupňů.

Posilovače řízení: Jak vlastně fungují? A čím se liší jednotlivé typy?

Jak to celé pracovalo při jízdě, vám bohužel říci nedokážeme, neboť osobní zkušenosti s tímto systémem řízení autor článku nemá. Také by nás zajímalo, jak celý systém řízení pracoval po letech. Přeci jen na podvozek auta působila koroze. Naopak vznik vůlí v excentrickém mechanismu patrně nebyla zase takový problém. Dle toho, co je zřejmé z popisu funkce vyžadovalo řízení od řidiče určitý zvyk.

Elektrika i hydraulika

Honda byla v celosvětovém měřítku první, avšak následovníci na sebe nenechali dlouho čekat. Od roku 1988 nabídla systém 4WS také konkurenční Mazda v typu 626. Oproti Hondě, která sázela výhradně na mechaniku, dokázal systém 4WS Mazdy nabídnout kombinaci mechaniky, elektromechaniky a hydrauliky! Systém bral v potaz jak úhel natočení předních kol, tak současně také rychlost jízdy vozidla.

Také tady je použit hřídel (tyč) vedoucí od převodky řízení přední nápravy k té zadní. Hřídel od přední převodky řízení natáčel hlavní kuželové soukolí v převodce řízení zadních kol. To však bylo současně prostřednictvím řídícího třmenu se šnekovým převodem spojeno s krokovým elektromotorem. Jeho natáčením docházelo ke změně polohy řídícího třmenu, který je současně otočně spojený s řídicí tyčí. Ta byla dále spojena s pístem řídicího hydraulického rozvaděče, který měnil tlak kapaliny generované olejovým čerpadlem. Podle toho se tak zadní kola vychylovala více i či méně, případně ve stejném nebo opačném smyslu než přední kola. Jak se čep krokového elektromotoru vysouval či zasouval, měnil se také úhel řídicí tyče. Do rychlosti 40 km/h se zadní kola natáčela v opačném smyslu, při této rychlosti se nenatáčela, naopak od uvedené rychlosti výše se natáčela stejně jako přední kola.

Postupně nabídlo aktivní řízení všemi koly také Mitsubishi, jehož typ Galant Dynamic4 byl zároveň prvním autem na světě, který měl všechna kola nejen řízená, ale také poháněná. Dále se přidala Toyota, byť ta systém 4WS nabízela jen na domácím trhu. Jediným zástupcem evropských značek bylo BMW 850 CSi a jeho systém AHK, jenž pracoval na elektrohydraulickém principu. Naopak Honda přišla u druhé generace 4WS (Prelude 4. a 5. generace) s elektromechanickým systémem, tedy bez hydrauliky. U vozů Mazda 4WS zase při dalším vývoji došlo k vypuštění hřídele (tyče) vedoucí od přední nápravy k té zadní (Mazda 626 GE, Xedos 9 aj.).

V druhé polovině 90. let začala systémům 4WS zvonit hrana. Byly příliš složité a drahé, navíc se začal stále více uplatňovat systém jízdní stability ESP, který dokázal jízdu stabilizovat, aniž k tomu potřeboval složitý a hmotný hardware. Mnoho automobilek si také vystačilo s elastokinematickým uložením ramen zadní nápravy, které opět nabízelo podobné vlastnosti nesrovnatelně levněji. Je jasné, že jak ESP, tak také tento typ zavěšení nevylepšoval manévrovatelnost vozidel.

K návratu 4WS došlo kupodivu v Evropě, a to díky Renaultu a jeho systém 4Control. V roce 2008 přišla špičková Laguna GT, která toto nabízela. 4Control si na rozdíl od předchozích systémů vystačí pouze s ovládacím elektromotorem, tedy jako pozdější systémy 4WS od Hondy. Později 4WS znovu nabídlo také BMW, poprvé pak Porsche či Audi. Naopak japonské značky s výjimkou Infiniti se na světových trzích od systému aktivního řízení všech kol zdá se distancují. Proč, toť otázka? Že by cena?

Spolupracujeme s TipCars.com
Finanční správa provedla od začátku EET téměř 74 tisíc kontrol, deset provozoven uzavřela Finanční správa provedla od začátku EET téměř 74 tisíc kontrol, deset provozoven uzavřela

Finanční a celní správa od zavedení elektronické evidence…

Sdílená ekonomika může v Česku vydělat až 60 miliard, zatím ji dusí nejasná pravidla Sdílená ekonomika může v Česku vydělat až 60 miliard, zatím ji dusí nejasná pravidla

Služba Airbnb ovládla už skoro čtvrtinu trhu s ubytováním…

Zeman odlétá do Soči za Putinem. Řešit budou obchodní spolupráci i boj proti terorismu Zeman odlétá do Soči za Putinem. Řešit budou obchodní spolupráci i boj proti terorismu

Prezident Miloš Zeman v pondělí odlétá na návštěvu Ruska…

 

Štítky Honda Technika

 







Doporučujeme
Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu! Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu!

Jestliže před deseti lety bylo pohonem všech kol vybaveno…

Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí! Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí!

České silnice mají hrozný povrch a jsou špatně značené, v…

 

AutoRevue
Ojetiny vyrobené v Česku a na Slovensku: Víme, kterým se vyhnout Ojetiny vyrobené v Česku a na Slovensku: Víme, kterým se vyhnout

Automobilovému průmyslu v České i Slovenské republice se…

Evropský parlament: Všechny nové vozy musejí mít automatické brzdění! Evropský parlament: Všechny nové vozy musejí mít automatické brzdění!

Evropská komise se bude zabývat návrhy parlamentního…

 





 
Opuštěné chátrající formule: Unikátní nález legend za miliony, nebo past na sběratele?

Opuštěné formule: Unikátní nález legend za miliony, nebo past na sběratele?

Dnes 10:06

Lotus 98T, Benetton B195 a Arrows A6 stojí v chátrajícím stavu kdesi ve Francii. Sběratelé si už mnou ruce na zajímavý nález, tak jednoduché to ale není...




Blesk.cz

V Rakousku se zranil český parašutista: Kolega se mu zamotal do padáku

V Rakousku se zranil český parašutista: Kolega se mu…

Při kolizi dvou parašutistů na letišti v rakouském Zell am See se v sobotu těžce zranil 43letý Čech. Muž byl…

Obří požár známého motorestu na D10: Hasiči hledají ohniska, dálnice je opět průjezdná

Obří požár známého motorestu na D10: Hasiči hledají…

Od sobotního poledne bojovali hasiči s rozsáhlým požárem u motorestu Čtyři kameny poblíž dálnice D10 nedaleko…

 

iSport.cz

Čech umlčel hvězdy Spurs. Nevyzrál na něj král střelců ani Eriksen

Čech umlčel hvězdy Spurs. Nevyzrál na něj král…

Gunners jsou zpět! Fotbalisté Arsenalu zvládli v anglické lize důležité derby s Tottenhamem, když k výhře 2:0…

SESTŘIHY: Plzeňská série trvá, Slavia nadělovala, Brno už není poslední

SESTŘIHY: Plzeňská série trvá, Slavia nadělovala,…

Neuvěřitelná série fotbalistů Plzně nekončí. Lídr Het ligy si udržel stoprocentní bilanci i po 14. kole Het…

 

Reflex.cz

Sedmdesát let spolu. Královna Alžběta a princ Filip jsou již 70 let svoji

Sedmdesát let spolu. Královna Alžběta a princ Filip…

Britská královna slaví sedmdesátileté výročí svatby se svým manželem, princem Filipem. Královská rodina při této…

Jehovistka porodila dítě a odmítla krevní transfuzi. Do týdne byla mrtvá

Jehovistka porodila dítě a odmítla krevní transfuzi.…

Eloise Dupuisová, sedmadvacetiletá prvorodička, zemřela v Québecu zkraje roku 2016. V porodnici měla podstoupit…