TVD - Torque Vectoring Differential

To pierwszy na świecie układ przekazywania i sterowania rozdziałem momentu napędowego przeznaczony dla samochodu z silnikiem z przodu i napędzającym koła tylne. Sterowany elektronicznie układ Lexus TVD optymalnie rozdziela moment napędowy między koła osi tylnej bez względu na to, czy pedał przyspieszenia jest wciśnięty czy nie. Wyjątkowy charakter mechanizmu TVD polega na precyzyjnym sterowaniu rozdziałem momentu za pomocą sprzęgieł wielopłytkowych a nie hamulców pojazdu.

Celem tego rozwiązania jest optymalne wykorzystanie momentu obrotowego sił obracających pojazd wokół osi pionowej podczas jazdy w zakręcie, dzięki czemu kierowca ma wrażenie, że kierunek jazdy i kierunek ruchu pojazdu idealnie się pokrywają.

Elektroniczny układ sterowania i precyzyjne silniki elektryczne, których położenie jest regulowane co 1/1000 s, zapewniają dostarczenie odpowiedniej ilości momentu napędowego do każdego z kół tylnych.

TVD pozwala na rozdział momentu napędowego bez względu na to jak duży moment jest generowany przez silnik, wytwarzając w ten sposób moment obrotowy sił obracających samochód względem pionowej osi przechodzącej przez jego środek ciężkości.

To jest jeden z wielu przykładów nowoczesnych rozwiązań technicznych, układów i mechanizmów zawieszenia zastosowanych w nowym coupe, zaprojektowanych w celu zwiększenia przyjemności z jazdy, szczególnie podczas pokonywania zakrętów. Wynikiem działania jest naturalne uczucie, ponieważ kierowca nie odczuwa działania tych układów, oraz większa przyjemność operowania pedałem przyspieszenia w czasie jazdy w zakręcie.

TVD dopasowuje rozdział momentu napędowego do warunków panujących w danej chwili, zapewniając przyjemne wrażenia z jazdy podczas pokonywania podwójnych zakrętów. Poprawia zachowanie samochodu w zakrętach pokonywanych z niską i średnią prędkością, zapewniając szybszy ruch i mniejszy kąt skrętu.

W przypadku kilku następujących po sobie podwójnych zakrętów, zapewnia doskonałe wyjście bez podsterowności i nie narzuca kierowcy sposobu dojechania do kolejnego zakrętu. W przypadku samochodu bez układu TVD szybkie wejście w zakręt po ostrym hamowaniu wymaga zaawansowanych umiejętności prowadzenia pojazdu. Nawet podczas zwalniania, TVD w sposób ciągły steruje momentem napędowym, realizując sprawne i płynne wejście w zakręt.

Układ TVD w modelu RC F ma trzy tryby pracy niezależne od wybranego trybu jazdy: STANDARDOWY (domyślny) zapewniający idealną równowagę między zwrotnością a statecznością; SLALOMOWY, który kładzie nacisk na krótki czas reakcji na ruch kierownicą i zapewnia zwrotność mniejszego pojazdu; TOROWY, który zapewnia stateczność podczas szybkiej jazdy po torze.

Wyświetlacz w kabinie RC F dodaje wizualną oprawę do przyjemności jazdy samochodem z układem TVD. Rozdział momentu napędowego jest wyświetlany w formie słupków na obrotomierzu i na wyświetlaczu wielofunkcyjnym w formie dwóch pomarańczowych kolumn, po wybraniu z menu wyświetlacza odpowiedniej opcji.  

Modele RC F wyposażone w mechanizm TVD mają specjalnie zaprojektowany zespół przekładni głównej (Final Drive Unit - FDU) oraz moduł TVD ECU, który oblicza ilość momentu napędowego jaki należy dostarczyć do kół i zapewnia współpracę z innymi układami, do których należy VDIM.

ZASADA DZIAŁANIA

Mechanizm sterujący rozdziałem momentu napędowego w układzie TVD składa się z dwóch silników elektrycznych o małych rozmiarach i krótkim czasie reakcji i dwóch sprzęgieł wielopłytkowych. W układzie znajdują się również multiplikujące przekładnie planetarne - po jednej na każdą półoś napędową.

Bezszczotkowe silniki elektryczne mają wbudowany nowo opracowany bardzo dokładny czujnik położenia wału. Wykorzystując rozwiązania stworzone do sterowania silnikiem elektrycznym w pojazdach z hybrydowym układem napędowym pozwalają one na pomiar i sterowanie położeniem wałów silników co 1/1000 s, w celu precyzyjnego sterowania rozdziałem momentu napędowego podczas rozpędzania i zwalniania.

Każdy z silników elektrycznych, za pomocą przekładni kulkowej, steruje pracą sprzęgła wielopłytkowego.

W elektronicznym układzie sterowania mechanizmem TVD zastosowano układ sprzężenia wyprzedzającego i zwrotnego. Sterowanie w pętli ze sprzężeniem wyprzedzającym jest wykorzystywane do przekazywania informacji o działaniach kierowcy. Sterowanie w pętli ze sprzężeniem zwrotnym dąży do utrzymania idealnego toru pojazdu, nawet w sytuacjach kiedy kierownica jest obrócona w przeciwnym kierunku podczas uślizgu bocznego, co w przyjemny sposób pozwala wykorzystać zwrotność pojazdu z silnikiem z przodu napędzającym koła tylne.

Sterowanie ze sprzężeniem wyprzedzającym obejmuje sterowanie kątem skrętu, mechanizmem różnicowym LSD, kiedy kierownica jest obrócona przeciwnie do kierunku ruchu pojazdu oraz mechanizmem różnicowym LSD podczas zwalniania. Natomiast sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym dotyczy sterowania kątem obrotu nadwozia względem osi pionowej, ograniczania różnicy prędkości kół i współpracy z układem VDIM.