Hvordan giver man en stor SUV et sportsligt vejgreb med reduceret krængning uden at gå på kompromis med komforten? Audi løser denne modsætning med den elektromekaniske aktive krængningsstabilisering (eAWS). Modellerne bevarer den høje komfort ved ligeudkørsel, og i sving og ved belastningsændringer overbeviser bilerne med bedre tværdynamik og mindre karrosserikrængning. Systemet er tilgængeligt til fire topmodeller i Q-modelprogrammet, og en hastighedsrekord på Nürburgring understreger de dynamiske kvaliteter.

Hvori består udfordringerne for undervognsingeniørerne ift. store SUV-modeller?

SUV-modeller i luksusklassen begejstrer kunderne med bl.a. god plads i kabinen og kraftfulde drivlinjer. På grund af konstruktionen har disse biler en høj egenvægt og et højere tyngdepunkt, og det betyder, at karrosseriet på en SUV hælder mere udad i sving i forhold til modeller med et lavere tyngdepunkt.

Hvilken teknologi modvirker krængning og karrosseribevægelser?

Ved kørsel i sving krænger karrosseriet udad på grund af centrifugalkraften, så fjedrene i den udvendige side bliver trykket sammen – bilen ruller om sin længdeaksel. Torsionselastiske tværstabilisatorer mellem venstre og højre side af akslerne har vist, at de kan udligne bevægelserne. De reducerer rullebevægelsen ved at tilføre et modsatrettet torsionsmoment mellem bilens yderste og inderste side i sving, så karrosserikrængningen modvirkes. Denne passive undervognskomponent har samme virkning i sving og ved ligeudkørsel. Men den ønskede værdi i sving kan reducere kørekomforten ved ligeudkørsel i tilfælde af ensidige ujævnheder i vejen eller slaghuller. De passive løsninger når dermed deres grænse, og Audi løser de modstridende målsætninger ved hjælp af den elektromekaniske aktive krængningsstabilisering. Den kan registrere situationer ved hjælp af sensorer og griber kun målrettet ind, når karrosseriet skal vippe mindre. I den forbindelse reduceres stabilisatorernes fjedereffekt på ujævn og lige vejbane til et grundniveau, og hjulene i venstre og højre side affjedres i høj grad uafhængigt af hinanden.

Animation med Audi Q7 luftaffjedring med elektromekanisk aktiv krængningsstabilisering

Hvordan fungerer den elektromekaniske aktive krængningsstabilisering?

En konventionel stabilisator fungerer passivt og udligner kun undervognsbevægelserne via en mekanisk forbindelse, mens den elektromekaniske aktive krængningsstabilisering kan reguleres målrettet. Systemet består af to stabilisatorhalvdele pr. aksel, og derimellem arbejder en elmotor på både for- og bagakslen. Den kan dreje stabilisatorhalvdelene mod hinanden og således opbygge modvirkende kraft i forhold til krængningsmomentet i tilfælde af krængning – og det sker individuelt for hvert hjul. Dermed reducerer systemet karrosseriets krængningsvinkel og modvirker de fysiske effekter af kørselssituationen. Systemet reagerer via styreenheder på for- og bagakslen, der er en del af den elektroniske undervognsplatform (EFP). EFP er den centrale undervognsstyring. Den sammenholder i løbet af millisekunder forskellige parametre som fx bilens hastighed, kørehøjde, krængnings- og nikkebevægelser, kørebanens friktionsværdi og den aktuelle kørselssituation som fx under- eller overstyring samt data fra de berørte undervognssystemer. Derudfra beregner den disse komponenters optimale reaktion og afstemmer dem hurtigt og præcist efter hinanden. Den elektriske energi til systemet får eAWS fra et effektfuldt 48 volts ledningsnet. I løbet af millisekunder beregner systemet de passende reguleringsværdier for stabilisatorerne. Elmotorerne leverer deres effekt via 3-trins planetgearkasser. I den forbindelse opstår der momentværdier på op til 1.200 Nm på stabilisatorerne.

Hvordan kommer Vorsprung durch Technik til udtryk i en elektromekanisk løsning?

48 V-systemet gør det mulige for systemet at reagere øjeblikkeligt selv ved lave hastigheder. Der går kun få millisekunder fra sensorernes registrering af hældning til reaktionen fra elmotorerne. I modsætning til hydrauliske løsninger har det miljøvenlige elektromekaniske system ikke oliekredsløb, og det er vedligeholdelsesfrit. Det kan også genindvinde energi ved at overføre undervognsimpulser til elmotorerne, hvor de omdannes til strøm, som gemmes i litium-ion-batteriet til ledningsnettet. Desuden er den elektromekaniske løsning mere energieffektiv. I modsætning til hydrauliske kredsløb skal systemet ikke opretholde et tryk.

Hvilken nytte har føreren af systemet?

Det reducerer rullebevægelserne, gør køreoplevelsen mere sportslig og fremhæver dermed de store Q-modellers alsidige karakter. Det kan aktivt fordele krængningsmomentet på for- og bagakslen og dermed påvirke styreforholdene– altså tendensen til under- eller overstyring. Den elektromekaniske aktive krængningsstabilisering giver i alle situationer føreren en dynamisk og præcis køreoplevelse og mulighed for bedre køreegenskaber. Det er et ud af en række forskellige systemer, der perfektionerer dynamikken i topmodellerne i Q-modelprogrammet. Modellerne Q7, SQ7, SQ8 og RS Q8 reagerer med de regulerbare stabilisatorer altid på kørselssituationen, som føreren forventer det. På ujævn vejbane reducerer det karrosseriets bevægelser og øger dermed kørekomforten. Ved sportslig kørsel og høje hastigheder gennem sving føles bilen mere stabil og nem at køre, fordi den tilpasser sig til svinget. I den forbindelse har Audi bevidst valgt en afstemning, som ikke helt neutraliserer krængningsvinklen, men stadig giver en autentisk følelse af den køredynamiske situation.

Hvilken effekt har systemet på Nürburgring?

Racerkører og testkører Frank Stippler leverede i efteråret 2019 et godt bevis for effekten af de regulerbare stabilisatorer. I forbindelse med udviklingen af Audi RS Q8 satte den professionelle racerkører, som i 2019 for anden gang vandt 24-timers-løbet på Nürburgring, ny rekord for omgangstiden på Nordschleife i en serieproduceret SUV. Han tilbagelagde strækningen på 20,832 km på blot 7 min. og 42 sek. Men systemet er også efterspurgt til hverdagskørsel. Hele 40 % af alle Audi kunder på verdensplan, som har bestilt en af de pågældende modeller fra Q-modelrækken, har købt en bil med elektromekanisk aktiv krængningsstabilisering.

Link
Technology Lexicon: Chassis
Audi TechTalk: Suspension

Forbrugsangivelser
Angivelser vedr. brændstofforbrug og CO₂-emission er afhængigt af den valgte motor- og dæk-/fælgstørrelse (danske WLTP-angivelser).

Audi Q7:
Brændstofforbrug ved blandet kørsel i km/l: 9,7–12,0
CO₂-emissioner ved blandet kørsel i g/km: 217–234

Audi SQ7:
Brændstofforbrug ved blandet kørsel i km/l: 11,0
CO₂-emissioner ved blandet kørsel i g/km: 238

Audi SQ8:
Brændstofforbrug ved blandet kørsel i km/l: 11,2
CO₂-emissioner ved blandet kørsel i g/km: 232

Audi RS Q8:
Brændstofforbrug ved blandet kørsel i km/l: 7,3
CO₂-emissioner ved blandet kørsel i g/km: 310