В течение конца 90-х годов концепция активной трансмиссии выросла из дифференциала повышенного трения с дополнением некоторых средств положительного и непрерывного изменения степени скольжения. Это стало возможным за счет широкого применения улучшенных систем повышенного трения, которые могли изменять устойчивость и управляемость автомобиля путем управления распределением крутящего момента по бортам автомобиля, а в случае полноприводного также и между передним и задним мостами. Как кратко упоминалось в Главе 13, управление распределением момента может быть достигнуто с помощью «мокрой» многодисковой сервоуправляемой муфты, внешне похожей на вязкостную муфту, работающей согласно командам электронного контрольного модуля, собирающего информацию от разнообразных датчиков. Распределение крутящего момента варьируется в зависимости от степени проскальзывания муфты; управление осуществляется гидравликой, которая сжимает диски муфты с разной силой, уменьшая или увеличивая величину передаваемого момента на ту или другую сторону. Когда такое устройство используется между двумя колесами одной оси, оно заменяет обычный дифференциал и действует, как дифференциал повышенного трения при полном контроле за распределением момента с одного колеса на другое. Когда такое устройство используется в полноприводном автомобиле, оно может работать точно таким же образом, или просто вставляется в центральную часть карданной передачи и может передавать вперед от 0% возможной величины крутящего момента — обычно задние колеса с другой стороны вала.


Первой задачей инженеров, занимающихся трансмиссией и использующих такие устройства, точно решить, как управлять такими устройствами. Другими словами, сначала нужно ответить на вопрос: раз эти устройства могут разделить крутящий момент как угодно, то как тебе угодно? Обычный ответ заключается в том, что момент нужно распределять в соответствии с динамическим перераспределением веса в автомобиле. Поэтому, когда контролируется боковое распределение момента, то большая часть возможной величины крутящего момента должна передаваться на внешнее, более нагруженное колесо, относительно центра поворота. В полноприводном автомобиле, в котором используется три дифференциала, распределение крутящего момента может осуществляться так, что он будет точно соответствовать нагрузке на каждое отдельное колесо (чем больше нагрузка на колесо, тем больший момент оно может реализовать без проскальзывания). Этот подход, однако, гарантирует только то, что будет использовано лучшее из возможных сцепление с дорогой. Распределение крутящего момента может в дальнейшем влиять на поведение автомобиля и исправлять любые ошибки, чтобы точно выдерживать траекторию движения, заданную водителем.


Ясно, что такой тип управления требует знания того, что хочет водитель. Обычно измеряется угол поворота руля и скорость, с которой он поворачивается, и как в действительности ведет себя автомобиль, что требует двух хитроумных датчиков — одного для измерения боковых ускорений или силы действующей в повороте, а второго для измерения скорости изменения курсового угла автомобиля (степени, с которой автомобиль изменяет заданное направление). Те же результаты могут быть получены применением двух акселерометров, по одному на спереди и сзади автомобиля. Большое значение имеет создание программного обеспечения для такой системы: например, система должна сконцентрироваться на основном намерении водителя и не следовать каждому движению рулевого колеса, которое может иногда «раскачиваться» в каждом направлении, что иногда случается, когда водитель управляет автомобилем на пределе сцепления.


При наличии точной информации отдатчиков и хорошей интерпретации желаний водителя имеется несколько способов, с помощью которых может корректироваться траектория автомобиля в случае сноса (когда автомобиль движется в повороте по более широкой траектории, чем было задумано) или заноса (когда задняя часть автомобиля «обгоняет» переднюю, а автомобиль стремится уйти внутрь желаемой траектории поворота). Корректировка может производиться или с помощью дифференциала или тормозов, а со временем, может быть, и непосредственно с помощью рулевого управления — техника, которую мы рассмотрим в Части 3 Главы 18. Но это можно сделать также с помощью «активной» работы системы распределения крутящего момента или с боку на бок, или между передом и задом в автомобилях 4WD. Предположим, что программное обеспечение интерпретирует прямолинейное движение как поворот автомобиля по дуге с бесконечным радиусом, обеспечив системе возможность применять автоматическую коррекцию, если, например, автомобиль разворачивается из-за неровности дороги, когда водитель не поворачивает рулевое колесо.


Когда такая система хочет исправить траекторию поворота при сносе автомобиля с двумя ведущими колесами, она передает дополнительный крутящий момент на внешнее колесо, возможно при совместном снижении оборотов двигателя, что само по себе будет уменьшать радиус поворота и снижать скорость, уменьшая риск выхода из коридора движения перед тем, как траектория будет отрегулирована.


Большой интерес к таким активным системам проявлен в Японии. В 1996 году Honda представила свою систему ATTS (Automatic Torque Transfer System — система автоматического распределения крутящего момента) для переднеприводного автомобиля и установила ее на некоторые из своих мощных моделей среднего размера внутреннего рынка Японии. Отличительной особенностью системы ATTS является то, что оценка всей информации о поведении автомобиля производилась с помощью одного датчика, установленного за центром тяжести автомобиля. Honda также адаптировала принцип ATTS для использования в главной передаче заднего моста полноприводного автомобиля. Такое размещение имеет то преимущество, что нет необходимости беспокоиться о влиянии распределения крутящего момента на рулевое управление (в переднеприводном автомобиле распределение момента может непосредственно влиять на «чувство руля»).


В полноприводных автомобилях распределение момента между передним и задним мостами оказывает более тонкое влияние. Направление большей доли крутящего момента на передние колеса будет уменьшать существующую избыточную поворачиваемость и наоборот. В системах с активным управлением тремя дифференциалами перераспределение на одну сторону может улучшить сцепление в повороте, в то время как регулировка распределения момента между мостами может улучшить управляемость автомобиля. Остается обсудить, кому необходим этот уровень сложности, за исключением водителей ралли. Единственным способом влияния в большинстве случаев должно быть поддержание хорошего поведения автомобиля и безопасности управления в ситуациях, когда водитель совершил ошибку и не обладает достаточным навыком, чтобы самостоятельно выйти из сложившейся ситуации.


Volkswagen-Audi давно проявили интерес к таким устройствам, управляющим распределением крутящего момента, установив его в качестве межосевого дифференциала на Audi А8 в 1988 году. Другим примером применения такого узла является 4WD Passat G60 Syncro 1989 года, в котором узел был установлен поперек переднего дифференциала и контролировался программой, использовавшей сигналы угловой скорости колес, полученные от компьютера АБС. В Японии Mitsubishi и Subaru показали системы, которые управляли трансмиссией, изменяя курсовой угол автомобиля. К концу 2000 года британские специалисты компании Prodrive анонсировали свою собственную систему, которую они назвали Active Torque Dinamic — активная динамика крутящего момента — (ATD). Эта система была разработана для полноприводных автомобилей и может применяться с различными уровнями сложности в зависимости от поставленной задачи. На простейшем уровне ATD блокирует задний дифференциал для предотвращения развития заноса; блокировка распределяет большую величину момента на внутреннее колесо, и автомобиль стремится к выравниванию. На более высоком уровне управления ATD «выкраивает» моменты, направляемые к каждому отдельному колесу. Компания


Prodrive утверждает, что система активной трансмиссии действует более быстро, чем тормозные механизмы колес, и воспринимается более естественно водителем. Компания ожидает, что технологии ATD станут характерной чертой мощных полноприводных легковых автомобилей и SUV.