Renault 4Control - огляд системи на прикладі Renault Laguna Coupe

Привіт, драйвери! Чомусь саме під новорічну ніч захотілось мені полазити по всім можливим просторам інтернету, щоб нарешті з'ясувати для себе, що ж це за звір такий - 4Control. Причому цікавило мене саме технічне "м'ясо", а не маркетингові формулювання. Сподіваюсь, цей огляд стане в пригоді власникам Renault з цією диво-системою.

Система 4Control — це технологія активного керування шасі, яка робить задні колеса автомобіля керованими, дозволяючи їм повертатися на певний кут. Ця інноваційна система була розроблена спільно інженерами компанії Renault та підрозділу Renault Sport Technologies.

Під час розробки системи інженери Renault розглядали дві можливі архітектури: з двома приводами (по одному на кожне колесо) або з одним центральним приводом. У підсумку було обрано варіант з одним електричним приводом.

Ця архітектура з єдиним приводом була обрана замість складнішої конфігурації з двома приводами з кількох критичних інженерних причин. Один надійний актуатор спрощує електронну систему керування, зменшує кількість потенційних точок відмови, а також знижує загальну вартість виробництва та вагу. Хоча система з двома приводами теоретично могла б дозволити диференційоване керування задніми колесами, конструкція з єдиним приводом, з'єднаним чисто механічною передачею, забезпечує високо надійне, синхронізоване та економічно ефективне рішення для досягнення головних цілей системи 4Control.

Ключова проблема, яку вирішує 4Control, — це одвічний інженерний компроміс між маневреністю та стабільністю. Автомобілі з короткою колісною базою дуже маневрені, але менш стійкі на високих швидкостях. І навпаки, автомобілі з довгою базою стабільні на трасі, але неповороткі в міських умовах.

Система 4Control дозволяє віртуально змінювати колісну базу в реальному часі за допомогою керування кутом повороту задніх коліс

Як це виглядає з точки зору водія?

Для звичайного водія 4Control — це магія «віртуальної колісної бази». Принцип полягає в двох режимах роботи, кожен з яких призначений для оптимізації динаміки автомобіля для досягнення конкретної мети. Один режим покращує маневреність, повертаючи задні колеса в протилежний бік до передніх, що кардинально зменшує радіус повороту. Інший режим покращує стабільність, повертаючи задні колеса в той самий бік, що й передні, покращуючи зчеплення з дорогою під час швидкісних маневрів. 

• У місті (до 60 км/год): Задні колеса повертаються в протилежний бік до передніх на кут до 3.5 градусів. Це «скорочує» базу. Радіус розвороту зменшується на понад 10% — з 12.05 м до вражаючих 10.8 м. Ви буквально «вкручуєтеся» у вузькі парковки. Крім зменшення радіуса розвороту, система дозволяє використовувати більш "гостре" рульове управління. На Laguna Coupe GT встановлено рульову рейку з меншим передавальним числом, що вимагає менше обертів керма для виконання маневру. 
• На трасі (понад 60 км/год): Колеса повертаються в один бік із передніми на кут до 2 градусів. Це «подовжує» базу. Під час зміни смуги руху автомобіль зміщується майже паралельно, без найменшого натяку на занос. Відчуття «руху по рейках» — це саме про 4Control.

Як все це виглядає з точки зору механіка?

4Control — це мехатронна система, яка покладається на злагоджену взаємодію кількох інтелектуальних компонентів для аналізу дорожньої ситуації та миттєвої реакції.

• Серцем системи є електромеханічний актуатор AISIN ARS, встановлений на задній осі замість звичайних тяг сходження. «М'язи» системи. Єдиний електричний виконавчий механізм, що за командою ECU фізично повертає задні колеса через механічну передачу. Актуатор містить безщітковий двигун, планетарний редуктор і механізм «гайка-шток», який перетворює обертання на лінійний рух тяг
• Електронний блок керування (ECU) 4Control. «Мозок» системи. Аналізує швидкість та кут повороту керма, обчислює потрібний кут задніх коліс і віддає команду на актуатор. Блок управління (ECU-4RD) кожні 10 мілісекунд збирає дані з датчиків ABS, кута повороту керма (SAS) та датчиків рискання (yaw rate) через шину CAN
• Датчики (від ABS/ESP та керма). «Органи чуття». Надають ECU дані в реальному часі про швидкість коліс (від ABS/ESP) та кут повороту керма для аналізу динаміки.
• Механічна передача (коромисло та тяги)Передає зусилля від єдиного привода до обох коліс через центральне коромисло (palonnier) та рульові тяги (biellette), забезпечуючи їх синхронний поворот.
• Мережа CAN (CAN bus)«Нервова система». Забезпечує миттєвий обмін даними між ECU 4Control, датчиками та іншими системами автомобіля.

Трохи фізики

Для розрахунків ECU використовує математичну "велосипедну модель" (bicycle model) та діє за двокомпонентною стратегією.

• "Feedforward" (прямий зв'язок) — це прогностична частина: на основі вашого повороту керма та швидкості система розраховує очікуваний ідеальний кут задніх коліс.
• "Feedback" (зворотний зв'язок) — це реактивна частина: використовуючи дані від датчика рискання, система перевіряє, чи насправді автомобіль поводиться так, як прогнозувалося, і вносить мікрокорекції для протидії реальним факторам, таким як слизька ділянка дороги або бічний вітер.

Коли ви входите в поворот на швидкості, виникає відцентрова сила, яка намагається змістити задню вісь назовні. У звичайному авто ви чекаєте, поки шини деформуються і створять силу супротиву. 4Control діє превентивно: вона повертає колеса так, щоб миттєво створити вектор сили, спрямований всередину повороту. Це дозволяє виконувати маневри з мінімальним креном кузова, оскільки бокові сили розподіляються між обома осями рівномірніше.

Фізика 4Control — це постійне керування центром повороту автомобіля. Замість того, щоб бути пасивним об'єктом, що опирається законам інерції, Laguna Coupe активно підлаштовує свою геометрію під вектори сил, що діють на неї в кожну секунду руху.

Що ще вміє 4Control?

Система 4Control є не лише інструментом для покращення керованості, а й первинним елементом активної безпеки. Наприклад, при раптовому боковому пориві вітру на трасі система миттєво скоригує кут задніх коліс, щоб зберегти прямолінійну траєкторію. Результатом є майже надприродна стабільність; автомобіль просто тримає курс, залишаючи водія в роздумах, чи не був цей порив вітру лише плодом його уяви.

На відміну від звичайних авто, де система стабілізації (ESP) є головним захисником від заносу, в автомобілях з 4Control її роль другорядна. Інженери навмисно встановили вищий поріг спрацювання ESP. Спочатку система використовує активне шасі для корекції нестабільності, і лише якщо фізичні межі зчеплення шин вичерпані, втручається ESP.

Особливо яскраво це проявляється при гальмуванні на змішаних поверхнях (одна сторона на асфальті, інша — на льоду). У такій ситуації виникає потужний розвертальний момент. Отримавши від ABS сигнали про різну швидкість обертання коліс та тиск у гальмівних контурах, 4Control автоматично повертає задні колеса, компенсуючи цей момент. В результаті автомобіль зупиняється максимально прямолінійно, рятуючи водія від небезпечної ситуації.

А тепер найцікавіше - погляд з боку "сервісмена"

Попри складність, система надійна, якщо не допускати двох речей: води та кривих рук.

Ахіллесовою п'ятою цього дива мехатроніки виявилася не його складна механіка чи витончений програмний код, а дещо набагато прозаїчніше: простий електричний роз'єм, що зазнає невпинного впливу дорожньої солі та води.

Актуатор системи 4Control розташований на задній осі, під днищем автомобіля. Таке розташування робить його вразливим до постійного впливу води, бруду та реагентів. З часом агресивне середовище призводить до корозії контактів у головному електричному роз'ємі. Саме це є найчастішою причиною появи помилок на панелі приладів та переходу системи в аварійний режим, коли задні колеса блокуються у нульовому положенні.

Крім того, важливо знати, що система 4Control дуже чутлива до правильної геометрії підвіски. Після будь-яких робіт, пов'язаних із задньою підвіскою, або після процедури регулювання "сход-розвалу", система вимагає обов'язкового програмного калібрування "нульової точки" за допомогою спеціального діагностичного обладнання.

Будь-яке втручання в підвіску (заміна сайлентблоків, тяг або навіть звичайний розвал-сходження) вимагає програмного калібрування «нуля» через Renault CLIP. Якщо цього не зробити, машина буде «шукати дорогу», а актуатор працюватиме з постійним навантаженням.

Якщо система бачить критичну помилку, вона автоматично повертає колеса в 0° і блокує їх. Машина перетворюється на звичайну Laguna, але на приладовій панелі загориться «Check 4Control».

Механічна частина актуатора при чистому роз'ємі легко ходить 300 000 км+

4Control — це те, що робить Laguna Coupe унікальною навіть через 15 років після виходу. Це інженерія рівня преміум-сегмента, яка вимагає лише одного — чистоти контактів та кваліфікованого сервісу.

Реклама

Зимова вигода: знижка -1000 грн на ремонт авто!