Volante e sistema a 4 ruote sterzanti: feedback di coppia specifico

Principio delle 4 ruote sterzanti

Su un veicolo convenzionale, solo le ruote anteriori sterzano. Con un sistema 4WS, anche le ruote posteriori possono ruotare di alcuni gradi (tipicamente da 2 a 5 gradi massimo) sotto controllo elettronico. L'obiettivo è duplice: migliorare l'agilità a bassa velocità e la stabilità ad alta velocità.

L'attuatore posteriore è generalmente un motore elettrico a vite a ricircolo di sfere o un sistema idroelettrico, integrato in una scatola o montato direttamente sull'asse posteriore. I principali fornitori sono ZF, Bosch, Jtekt e Schaeffler.

Architetture controfase e stessa fase

Il 4WS modula la fase delle ruote posteriori in funzione della velocità:

• Controfase (bassa velocità, tipicamente < 60 km/h): le ruote posteriori ruotano in senso opposto alle ruote anteriori. Ciò riduce il raggio di sterzata del 10-15% e facilita le manovre in città o nel parcheggio.
• Stessa fase (alta velocità, tipicamente > 80 km/h): le ruote posteriori ruotano nella stessa direzione delle ruote anteriori, ma con un angolo ridotto. Il veicolo effettua un cambio di corsia per traslazione laterale piuttosto che per rotazione, il che migliora la stabilità.
• Zona di transizione (60-80 km/h): il sistema passa progressivamente da una modalità all'altra, a volte con una zona neutra.

Effetto sul feedback di coppia al volante

Il servosterzo elettrico misura la coppia applicata dal conducente e fornisce un'assistenza proporzionale. Su un veicolo 4WS, la cinematica del veicolo cambia: per lo stesso angolo di sterzata, il veicolo effettua un movimento diverso a seconda della velocità. La calibrazione del servosterzo deve tenerne conto.

Concretamente, il feedback di coppia a bassa velocità è tipicamente più "morbido" su un 4WS, poiché le ruote posteriori partecipano alla sterzata e riducono gli sforzi meccanici sugli pneumatici anteriori. Ad alta velocità, il feedback è leggermente più "duro" per preservare la sensazione di direzionalità e il feedback sulle condizioni del telaio.

Calibrazione del servosterzo

Il servosterzo elettrico (EPS) di un veicolo 4WS incorpora una logica di controllo più complessa rispetto a un veicolo convenzionale. Integra:

1. La velocità del veicolo tramite il bus CAN.
2. L'angolo di sterzata richiesto al volante.
3. L'angolo effettivo delle ruote posteriori.
4. La coppia applicata dal conducente.
5. Eventualmente, il feedback del girometro del telaio (accelerazione laterale, imbardata).

Tutti questi dati vengono combinati per calcolare l'assistenza ottimale in ogni istante. La modifica del volante senza modificare la calibrazione dell'EPS mantiene questa logica, poiché la centralina dialoga con il sensore di coppia sul piantone, indipendentemente dal volante stesso. Ma un cambiamento di diametro o di massa del volante può, indirettamente, modificare la dinamica del ciclo di controllo.

Veicoli equipaggiati: panoramica

Il 4WS è oggi disponibile su molti modelli, spesso come optional o di serie sulle versioni top di gamma:

• Porsche: 911 GT3, GT3 RS, Turbo S, Panamera Turbo, Cayenne Turbo GT.
• BMW: Serie 7 G70, X7 G07, Serie 5 G60 (optional Integral Active Steering).
• Mercedes: Classe S W223, EQS, Classe E W214 (optional).
• Audi: A8 D5, A6 e-tron, Q7, Q8, RS6 Performance (optional Allradlenkung).
• Lexus: LS, LX (Dynamic Rear Steering).
• Renault: Megane GT, Talisman (4Control), Espace 5.
• Ferrari: 12Cilindri, alcune hypercar.
• Lamborghini: Aventador, Huracan Tecnica.

La penetrazione del 4WS sta accelerando in particolare sui veicoli elettrici premium, poiché la lunghezza del passo e la massa della batteria rendono difficile la sterzata urbana senza questa assistenza.

Impatto su un rifacimento del volante

Per un rifacimento del volante su un veicolo 4WS, diversi punti specifici si aggiungono al solito capitolato d'oneri:

• Preservare il sensore di coppia del piantone intatto. È questo sensore che controlla l'EPS e indirettamente il comportamento 4WS.
• Mantenere il diametro originale per quanto possibile. Un cambiamento di diametro modifica il braccio di leva e può alterare la sensazione calibrata dal costruttore.
• Non modificare il contatto rotante né i cavi flessibili che assicurano la comunicazione con la centralina ADAS.
• Documentare il rifacimento per avere una traccia in caso di futura perizia.

Un rifacimento in pelle o Alcantara che preserva la geometria del volante non influisce sul 4WS. È solo la modifica di massa o di diametro che potrebbe avere un effetto percepibile, e che deve essere convalidata in condizioni reali prima della restituzione del veicolo.

Raccomandazione pratica

Il 4WS è una tecnologia discreta ma che trasforma la sensazione di guida. Per il volante stesso, l'impatto è indiretto: la geometria e il comportamento aptico sono calibrati in fabbrica per un dato volante. Un rifacimento che rispetta questa geometria non pone problemi, ma una modifica di diametro o di massa richiede una validazione specifica.

Prima di qualsiasi progetto su un veicolo 4WS, identificare la generazione del sistema e la sua modalità di apprendimento. Chiedere all'officina la procedura per preservare l'elettronica del piantone. E testare in condizioni reali dopo il rimontaggio: città, autostrada, curva veloce. È questo protocollo che distingue un rifacimento serio da un lavoro superficiale.