Der Allradantrieb der Zukunft

Effizienz schließt Fahrdynamik und Traktion nicht aus. Zumindest nicht mit der neuen Audi quattro-Technologie.

Sicher und schnell durch enge Kurven, beste Bodenhaftung auch bei winterlichen Wetterbedingungen – dafür steht quattro. Für Sicherheit, Traktion und Fahrdynamik. Auf Bergstraßen rund um Innsbruck in Österreich präsentiert Audi nun erstmals die nächste Stufe des erfolgreichen Allradantriebs: quattro mit ultra-Technologie. Wie auch bei den gleichnamigen Effizienzmodellen der Marke geht es hier darum, Verbrauch und Emissionen zu verringern. Das Ziel: „Wir wollten einen effizienten Allradantrieb entwickeln, der in Sachen Traktion und Fahrdynamik keinen Unterschied zu konventionell Systemen spüren lässt“, sagt Dieter Weidemann, Leiter Entwicklung Allradsysteme.

Um Verbrauch und Emissionen zu reduzieren, treibt der quattro mit ultra-Technologie nicht mehr permanent alle vier Räder an, sondern greift auch auf den sehr effizienten Frontantrieb zurück. „In Situationen, in denen der Allradantrieb keinen Vorteil bietet – zum Beispiel bei Geradeausfahrten auf der Autobahn – leitet das System hundert Prozent der Antriebskraft auf die Vorderachse. Das Hinterachsgetriebe und die Kardanwelle, die das Drehmoment des Frontmotors an die Hinterachse überträgt, bleiben stehen“, erklärt Weidemann.

quattro – der ständige Begleiter

Dennoch bleibt der Allradantrieb permanent verfügbar. Schon bevor der Fahrer ihn braucht, wird er aktiv und verteilt die Antriebskraft optimal zwischen Vorder- und Hinterachse. Zusätzlich unterstützt die radselektive Momentensteuerung, eine Softwarefunktion der Elektronischen Stabilitätskontrolle (ESC), das Fahrverhalten. Sie kann gezielt einzelne Räder abbremsen, was vor allem bei schnellen Kurvenfahrten für Stabilität sorgt. Weidemann bestätigt: „Für den Fahrer ist kein Unterschied zwischen einem konventionellen Allradantrieb und dem quattro mit ultra-Technologie zu spüren. Auch der weiterentwickelte quattro ist und bleibt ein echter quattro.“

Dieter Weidemann leitet bei Audi die Entwicklung der Allradsysteme.

Das automatische Zu- und Abschalten des Allradantriebs regelt ein Steuergerät, das einer ausgeklügelten Betriebsstrategie folgt. Es ist mit einer Vielzahl weiterer Systeme vernetzt, wie dem Motormanagement, der Getriebesteuerung, der ESC und dem Fahrdynamiksystem Audi drive select. Im Takt von zehn Millisekunden erfasst und bewertet es die unterschiedlichsten Daten: Lenkwinkel, Quer- und Längsbeschleunigung, Radbewegungen und -schlupf, Fliehkraft- und Neigungswinkel sowie Motormoment sind nur einige davon.

Steuergerät schaltet Allradantrieb prädiktiv zu

Auf Basis dieser Daten schaltet die quattro-Elektronik den Allradantrieb vorausschauend zu. Bei schneller Kurvenfahrt ermittelt sie zum Beispiel proaktiv den Punkt, an dem das kurveninnere Vorderrad die Haftgrenze erreichen wird. Gelangt das Rad bis zu einem definierten Grad an diese Haftgrenze, wird der Allradantrieb aktiviert. Das geschieht in Sekundenbruchteilen – noch bevor der Fahrer Schlupf spüren kann.

Beim prädiktiven Zuschalten orientiert sich das quattro-Steuergerät unter anderem an folgenden Randbedingungen: dem Fahrstil des Fahrers, dem Status der ESC, dem eingestellten Modus des drive select und an der Anhängererkennung. Fährt der Fahrer beispielsweise sehr sportlich, wird der quattro öfter aktiv als bei einem ökonomischen Fahrer, der überwiegend mit dem Frontantrieb auskommt.

Nur in seltenen Fällen muss das Steuergerät beim Umschalten zwischen Allrad- und Frontantrieb auf plötzliche Reibwertveränderungen reagieren. Diese treten beispielsweise auf, wenn die Räder von trockenem Asphalt auf eine Eisplatte geraten. Auch hier reagiert das System so schnell, dass der Fahrer keinerlei Einfluss auf das Fahrverhalten spürt.

Zwei Kupplungen sorgen für Kraftstoffersparnis

Für den Kunden lohnt sich das neue System: Auf 100 Kilometern haben Audi-Entwickler mit entsprechend ausgerüsteten Erprobungsfahrzeugen durchschnittlich rund 0,3 Liter weniger Kraftstoff verbraucht als mit konventionellem Allradantrieb. Die Fahrten fanden auf einer Teststrecke rund um Ingolstadt und im normalen Straßenverkehr statt. Entwickler Weidemann: „Bei Verbrauch und CO2-Emission soll quattro mit ultra-Technologie in seiner Klasse besonders unter Alltagsbedingungen Zeichen setzen. Damit wird der Allradantrieb künftig für noch mehr Kunden interessant.“

Um Verbrauch und Emissionen zu reduzieren, treibt der quattro mit ultra-Technologie nicht mehr permanent alle vier Räder an.

Für den Effizienzgewinn sind in erster Linie zwei Kupplungen im Antriebsstrang verantwortlich: Wenn das System in den Frontantrieb wechselt, koppelt die vordere – eine Lamellenkupplung am Ausgang des Getriebes – die Kardanwelle ab. Im Hinterachsgetriebe öffnet zudem eine integrierte Trennkupplung. Sind beide Kupplungen geöffnet, bleiben die Kardanwelle und große Bauteile im Hinterachsgetriebe stehen, die die größten Schleppverluste im hinteren Teil des Antriebsstrangs verursachen. Gleichzeitig ist der quattro-Antriebsstrang trotz der neuen Technikbauteile fast vier Kilogramm leichter als das bisherige System. Auch das spart Kraftstoff und fördert die Dynamik“, ergänzt Weidemann.

Um einen deutlichen Effizienzgewinn im Frontbetrieb zu realisieren, muss außerdem die direkt angetriebene Achse über einen optimalen Wirkungsgrad verfügen. Deshalb haben die Ingenieure auch die Handschaltgetriebe und die Doppelkupplungsgetriebe S tronic weiterentwickelt.

Das System ist für Modelle mit längs eingebautem Frontmotor konzipiert und wird zuerst in einer Motorvariante des neuen Audi A4 allroad quattro verfügbar sein. Danach wird die neue Technologie nach und nach auch in weitere Modelle mit Handschaltgetrieben oder S tronic eingeführt.