Subaru DCCD Allradsystem

4×4 Allrad Techniklexikon Subaru DCCD

Nachdem wir den Allradantrieb/Funktionsweise bei Volvo vor einiger Zeit durchleuchtet hatten, wollen wir uns heute einmal mit dem Allradantrieb DCCD beim/ des 4×4-Spezialisten Subaru beschäftigen – aber Vorsicht – viel Technik- keine bunten Bildchen!!

Allradantrieb: Serienmäßiger Sicherheitsvorsprung

Autos mit Allradantrieb besitzen einen eingebauten Sicherheitsvorsprung: Ihr Antriebssystem liefert die bestmögliche Traktion. Und je besser die Traktion, desto fahrstabiler, desto sicherer ist das Auto.

Vorteil und Vorsprung des Allradantriebs liegen im System: Allradantrieb verteilt die Antriebskraft nicht nur an zwei, sondern an alle vier Räder und liefert wesentlich mehr Traktion als jeder Zweiradantrieb gleichgültig, ob Front- oder Heckantrieb. Dieses Plus an Traktion sorgt für ein Plus an Fahrstabilität und Sicherheit, und deshalb bleibt ein allradgetriebenes Fahrzeug auch unter Bedingungen sicher kontrollierbar, unter denen ein zweiradgetriebenes Fahrzeug seine Grenzen schon überschritten hätte. Der Kraftschlussbeiwert ist aber immer nur so gut wie die jeweilige Beschaffenheit der Straßenoberfläche. Wenn der maximale Reibwert zwischen Reifen und der Straßenoberfläche überschritten wird, beginnt das Rad zu rutschen, denn die Räder können die Motorkraft nicht mehr auf die Straße übertragen.

Verteilungssache

Von entscheidender Bedeutung ist die Kraftübertragung, denn die Art des Antriebs und der Kraftverteilung bestimmen wesentlich mit, wann der Zeitpunkt erreicht ist, an dem der maximale Reibwert zwischen Reifen und der Straßenoberfläche überschritten wird. Beispiel: Ein Motor leistet 100 PS, jedes Antriebsrad kann unter den angenommenen Bedingungen maximal 30 PS auf der Straße in Vortrieb umsetzen. Bei einem Zweiradantrieb erhält jedes Antriebsrad (100 : 2) 50 PS das sind 20 PS mehr, als es in Vortrieb umsetzen kann. Ergebnis: Die Räder drehen durch.

Der Allradantrieb hingegen verteilt die 100 PS gleichmäßig auf alle vier Räder. Jedes Rad erhält (100 : 4) 25 PS, die Beanspruchung bleibt also unter der Belastungsgrenze von 30 PS pro Rad: Die Räder drehen nicht durch. Dieser Unterschied gilt unter allen Bedingungen, gewinnt aber auf diffizilerem Untergrund mit geringeren Reibwerten an Bedeutung. Je unfallträchtiger die Situation, desto deutlicher wird der Sicherheitsvorteil des Allradantriebs gegenüber dem Zweiradantrieb.

Drei-Kräfte-Spiel

Das wird besonders in Kurven deutlich, wo drei Kräfte ins Spiel kommen: die Antriebskraft des Motors, die das Fahrzeug vorwärts bewegt, die Reibkraft, die das Rad auf die Straßenoberfläche bringt, und die Seitenführung (Zentripetalkraft), die sich aus dem Unterschied zwischen den beiden anderen ergibt. Diese Kraft wirkt der Zentrifugalkraft entgegen, und je stärker sie ist, desto sicherer wird das Kurvenverhalten. Die Seitenführung wächst mit abnehmenden Antriebskräften: Bei zwei Fahrzeugen mit der gleichen Motorleistung erzielt ein Wagen mit Allradantrieb (der die Antriebskraft durch vier teilt) eine größere Seitenführung als einer mit Zweiradantrieb (der die Antriebskraft nur durch zwei teilt).

Das Subaru Allradsystem DCCD – Driver’s Control Centre Differential

Um den Straßen-Renner in jedem Fahrzustand adäquat kontrollieren zu können, haben die Ingenieure das vom Fahrer steuerbare serienmäßige Mittendifferential (Driver’s Control Centre Differential – DCCD) überarbeitet. Über einen Drehregler in der Mittelkonsole kann der Fahrer die Kraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse manuell regeln. So lässt sich das Fahrverhalten noch stärker auf die Anforderungen des Fahrers fokussieren. Das heißt, wenn der Pilot stärker driften will, dann lenkt er per Knopfdreh mehr Drehmoment an die Hinterachse. Wenn er automatische Balance wünscht, überlässt er die Drehmomentverteilung der Elektronik: Die regelt das schon.

Dazu wurde im Modelljahr 2006 ein drehmomentfühlendes LSD (Limited Slip Differential) in das als Planetenradsatz ausgeführte Mittendifferential integriert. Über die Drehmomentnocken wird eine Druckkraft erzeugt, die das LSD entsprechend der Drehmomentdifferenz zwischen Vorder- und Hinterachse aktiviert. Dieser zusätzliche LSD-Effekt verleiht dem Fahrzeug eine höhere Stabilität bei plötzlichen Lastwechseln oder Schlupfänderungen. Für maximale Effizienz des mechanischen LSD wurde die Basisverteilung des Drehmoments zwischen Vorder- und Hinterachse (vor Aktivierung des LSD) von 35:65 auf 41:59 Prozent geändert.

Ein neuer Lenkwinkelsensor schickt seine Daten an das Steuermodul des Automatikmodus des DCCD-Systems. Auf der Basis dieser Daten “erkennt” das Steuermodul sehr präzise die Absichten des Fahrers und den Grad des Einlenkens. Zusammen mit dem mechanischen LSD aktiviert das Steuermodul das elektromagnetische LSD genau zum richtigen Zeitpunkt, ohne die fahrerischen Absichten des Fahrers zu beeinträchtigen. Selbst in schwierigen Situationen bleibt das Fahrverhalten bis ans Limit weitgehend vorhersehbar.

Der Impreza WRX STI verfügt darüber hinaus über einen Kontrollschalter, um zwischen automatischem und manuellem Sperr-Modus zu wählen. Über einen Drehregler kann der Fahrer manuell die Sperrrate des LSD einstellen. Das mechanische LSD bleibt auch im manuellen Modus aktiv.

VEHICLE DYNAMICS CONTROL Dynamik bis in den Grenzbereich

Allradspezialist Subaru hat die Fahrdynamikregelung Vehicle Dynamics Control gezielt für Fahrzeuge mit Allradantrieb entwickelt und auf die speziellen Anforderungen dieses Antriebssystems optimiert. Subaru liefert das System serienmäßig für Legacy Kombi 2,5 GX Automatik und für Outback 2,5 GX Automatik sowie das Topmodell Outback H6-3.0.

Die Fahrdynamikregelung Vehicle Dynamics Control arbeitet mit Sensoren zur Erfassung der Raddrehzahl, der Längs- und Querbeschleunigung, des Lenkwinkels, des Giermoments, des Bremsdrucks, des Motordrehmoments und des eingelegten Ganges. Auf der Basis dieser Daten vergleicht Vehicle Dynamics Control die aktuelle Fahrsituation mit gespeicherten Werten kritischer Fahrsituationen und greift nötigenfalls in die Regelsysteme ein.

Die Steuereinheit koordiniert die Funktionen der Vehicle Dynamics Control-Einzelkomponenten AWD (All Wheel Drive = Allradantrieb), ABS (Anti-Blockier-System), TCS (Traction Control System = Traktionskontrolle) und BSC (Braking Stability Control = Bremskraftverteilung). Der permanente Allradantrieb in Verbindung mit Vehicle Dynamics Control profitiert von VTD (Variable Torque Distribution), einem optimierten System der variablen Drehmomentverteilung. Neben dem gezielten Bremseingriff nutzt Vehicle Dynamics Control auch die variable Drehmomentverteilung VTD des elektronisch gesteuerten Automatikgetriebes E-4AT und die Möglichkeit zur Reduzierung des Motordrehmoments. In der Praxis führt die Arbeit der Fahrdynamikregelung zu einem narrensicheren Fahrverhalten auch in falsch gefahrenen Kurven im Rahmen der physikalischen Grenzen.

Beispiel: Das Fahrzeug fährt zu schnell in eine Linkskurve, droht rechts aus der Kurve auszubrechen. Die Fahrdynamikregelung schließt aus seinen Sensordaten, dass das Fahrzeug zum Übersteuern neigt und handelt: Das System bremst unabhängig voneinander die kurvenäußeren Räder ab, reduziert gleichzeitig Drehmoment und Motorleistung, vermindert mit beiden Maßnahmen sowohl Fahrzeuggeschwindigkeit als auch Querbeschleunigung und verhindert so das Ausbrechen. Das Fahrzeug fährt sicher durch die Kurve.

Die praktische Auslegung von Vehicle Dynamics Control begünstigt die Freude am Fahren, denn das System greift erst relativ spät ein und beschneidet also nicht bereits frühzeitig den Fahrspaß: Erst wenn es riskant wird, bringt Vehicle Dynamics Control das Fahrzeug des leichtsinnigen Piloten zurück auf den Pfad der Sicherheit. Genau so soll die Fahrdynamikregelung nach dem Willen von Masaru Katsurada, Chefentwickler bei Subaru, agieren: “Die Aufgabe des Systems ist es, bei Überschreitung des Grenzbereichs das Auto durch gezielten Eingriff in Motormanagement und Bremssystem sowohl in Längs- als auch Querrichtung zu stabilisieren. Die Techniker haben Vehicle Dynamics Control im Fahrversuch so getrimmt, dass der sportliche Charakter nicht durch zu frühe Zügelung unterdrückt wird. Ziel der Abstimmungsarbeit war, in Verbindung mit den vier angetriebenen Rädern bei unverhofftem Annähern an die physikalisch gegebenen Grenzen eine kurze, aber entscheidende Hilfe zu gewähren.” Das heißt: Vehicle Dynamics Control lässt Dynamik bis in den Grenzbereich zu, greift aber rechtzeitig vor dem Überschreiten desselben ein.

Hillholder

Dass es bei Kletterübungen immer nur aufwärts und nie bergab geht, garantiert eine technische Besonderheit, die es nur bei Subaru gibt: der Hillholder. “Der am Hügel hält” ist eine weltweit einzigartige Rückrollsperre, die unfreiwilliges Zurückrollen beim Anfahren unmöglich macht. Das Ding funktioniert ganz einfach: Man tritt Kupplung und Bremse fest durch und löst die Bremse wieder. Mit getretener Kupplung bleibt der Subaru am Berg stehen. Ein Ventil hält den Bremsdruck solange fest, bis man die Kupplung löst wieder Gas gibt. Bis zum erneuten Anfahren rollt der Subaru nicht einen Zentimeter zurück. Praktisch und angenehm, wenn man Boots-, Pferde- oder andere Anhänger am Haken hat.

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