Toyota: Benzin, struja i kompjuter za kraljevsku porodicu

Kako prenosi agencija Itar-Tas, britanska kraljica Elizabeta II odlučila je da promeni prevozno sredstvo, pa će tradicionalni Rolls-Royce zameniti Toyotinim modelom Prius. Kako objašnjava neimenovani portparol, Kraljica je ovu odluku donela zbog zabrinutosti za klimatske promene i želje da ide ukorak sa modernim britanskim društvom koje postaje sve “zelenije”.

Toyota Prius je ekološki čistiji hibridni automobil sa električnim i benzinskim motorom. Buckinghamska palata je već obavila niz konsultacija s rukovodstvom korporacije Toyota o kupovini tih automobila, a očekuje se da će kraljičino vozilo biti posebno prilagođeno njenim potrebama. U oktobru će Toyota Prius biti dostavljena na probnu vožnju u Balmoral, škotsku rezidenciju Elizabete II, gde kraljica namjerava da provede odmor. Nakon toga se očekuje konačna odluka o tome koliko će vozila biti poručeno.

U čast Kraljičine odluke, predstavljamo vam automobil Toyota Prius iz produkcije
PC Press

Čipovi su odavno ušli u auto industriju, ali sa hibridnim motorima konačno počinje era u kojoj kompjuteri preuzimaju punu kontrolu nad automobilom. Isprobali smo Toyota Prius, prvi hibridni automobil u serijskoj proizvodnji, koji je kompjuterizovao sve što se može kompjuterizovati…

Prilazite svom automobilu koji vas "prepoznaje", pa se vrata automatski otključavaju čim dodirnete kvaku. Zatim, slično kao na vašem PC-ju, pritiskate Power taster kako biste ga stavili u pogon. Ne čuje se "verglanje", nema vibracija niti bilo kakvog zvuka koji bi vam stavio do znanja da motor (ili PC?) radi, ali se za manje od sekunde na digitalnom displeju vaše instrument table pojavljuje reč Ready – auto je spreman da krene! Potpuno elektronski kontrolisanom ručicom selektora smera kretanja ubacujete u D (drive) i istog trenutka kada se na displeju prikaže odgovarajući simbol i otpustite kočnicu vaš automobil će se, potpuno bešumno i na zaprepašćenje brojnih posmatrača, "otkotrljati" sa parkinga…

Ne radi se o futurističkoj studiji o automobilima kakve ćemo možda za (dva)desetak godina voziti, već o kolima kojima smo, usred Beograda, imali prilike da upravljamo. U pitanju je Toyota Prius druge generacije, koja je ove godine proglašena za automobil godine u Evropi. Reč je o automobilu sa hibridnim pogonom koji ima dva motora, električni i benzinski, a njihov zajednički rad kontrolišu sofisticirani kompjuterski sistemi koji, na osnovu informacija od brojnih senzora, maksimalno koriste energetsku vrednost goriva i optimizuju performanse. Dobijeno je nešto doskora nezamislivo: automobil koji kao pogonsko gorivo koristi benzin, štedljiv barem koliko i najsavremeniji dizelaši, obrtnog momenta na kome bi mu pozavideli duplo veći i snažniji motori, izuzetno tih i ergonomičan, a uz sve to sa nedostižno niskom emisijom izduvnih gasova koja zadovoljava i najrigoroznije ekološke propise bilo gde u svetu. Jednom rečju, automobil koji vam pruža sav komfor ozbiljne limuzine, čija je registracija bagatelno jeftina, a troškovi eksploatacije minimalni!

Gde je utikač?

Dovoljno je da samo nekoliko minuta vozite Prius da biste razvejali sve stereotipe o ograničenoj funkcionalnosti električnih automobila. O "punjenju baterija" smeštenih ispod zadnjeg sedišta ne morate da razmišljate, jer o tome (kao i o svemu ostalom) brine elektronika koje je ovaj automobil prepun. Mehaničke komponente su u Prius-u svedene na minimum – to je drive-by-wire auto u kome senzori mere pritisak na papučicu gasa i kočnice, a zatim se reakcije određenih podsistema elektronski procesiraju u centralnom kompjuteru. Slično je i sa ručicom "menjača", zapravo džojstika sa četiri električna senzora koji kompjuterski biraju režim kretanja. Svi podsistemi u ovom automobilu funkcionišu potpuno autonomno od toga da li benzinski motor u nekom momentu radi ili ne, tako da u njemu imamo ne samo električni servo volana, već i (po prvi put u nekom serijskom automobilu) i potpuno električni klima uređaj! To znači da u vrelim letnjim danima nećete morati da držite "upaljen" motor kako biste se rashladili; ako se "hladite u mestu" toliko dugo da se kapacitet baterija spusti na manje od 10 posto, kompjuter će automatski aktivirati benzinski motor i držati ga upaljenim onoliko koliko je potrebno da se baterije dopune do zadatog bezbednog nivoa, a zatim ga automatski deaktivirati. Rad benzinskog i elektromotora je jednako transparentan i u vožnji – često dok vozite niste ni svesni pogona, mada će vam radna šema na velikom kolor touch ekranu dati pun uvid u svu kompleksnost tokova energije u okviru automobila.

Kako to konkretno funkcioniše u praksi? Dovoljno je da malo odlučnije pritisnete papučicu gasa i benzinski motor će se automatski aktivirati, pri čemu u sadejstvu sa električnim pogonom i CVT (continuously variable transmission) prenosom takoreći "polećete" iz mesta. Vučna sila koju daje elektromotor je izuzetna, jer on ne pati od klasičnih problema sa dostizanjem upotrebljivog obrtnog momenta tek na određenom broju obrtaja motora; već od 0 obrtaja on vam isporučuje kompletan obrtni moment od 400 Nm. U sadejstvu, benzinski i elektromotor daju čak 478 Nm obrtnog momenta, što je ekvivalentno onome što nude trolitarski dizel motori najnovije generacije! Ako vam kažemo da je benzinski motor u Prius-u zapremine samo 1,5 litara, prednosti ovog rešenja postaju očigledne.

Prius je neverovatno štedljiv, jer njegova kontrolna elektronika koristi svaku priliku kada pomoć benzinskog motora nije potrebna da ga deaktivira. To praktično znači da se motor u toku vožnje isključuje kad god skinete nogu sa papučice gasa, ali i da se ne aktivira ukoliko tek lagano dodajete gas. Ti uslovi su ispunjeni kod brzina do oko 50 km/h, što znači da prednosti Prius-a dolaze do izražaja u gradskoj vožnji. Ako postoji neka situacija kada ste vozeći Prius u najvećoj prednosti u odnosu na druge vozače, to su gužve na gradskim ulicama u kojima više stojite nego što se krećete; već samo saznanje da je potrošnja u takvim situacijama ravna nuli dovoljna je da se, u potpunoj tišini (motor ne radi), prepustite muzici sa savršenog JBL zvučnog sistema.

Gradska vožnja je pogodna i za aktiviranje EV (electric vehicle) režima rada. Pritiskom na EV taster deaktivirate benzinski motor i vozite samo na struju. Autonomija EV režima nije velika (oko 2 km), ali on će vam pomoći da većinu zakrčenja na gradskim ulicama prođete bukvalno sa nultom potrošnjom. EV režim se automatski deaktivira ako odlučnije pritisnete papučicu gasa, ili se energija akumulirana u NiMH baterijama kojima je Prius opremljen spusti ispod nivoa od oko 10%.

Suština rešenja primenjenog u Prius-u je da se maksimizuje efektivna vrednost upotrebljenog goriva. Struja se tokom vožnje automatski generiše od svih "viškova" energije, bilo da je to onaj rad benzinskog motora koji nije direktno prenet na točkove, sila kočenja ili dejstvo gravitacione sile na nizbrdicama. Na prvi pogled vas iznenađuje kako brzo baterije mogu da se isprazne, ali njihovo punjenje nije ništa sporije; dovoljno je nekoliko minuta rada benzinskog motora kako biste od skoro praznih akumulatora stigli do punog kapaciteta.

Tajne e-CVT prenosa

Kao što hibridni automobili svakako predstavljaju rešenje ekoloških i energetskih problema koje će u narednih nekoliko godina preplaviti svet, tako i CVT prenos snage na točkove predstavlja evoluciju koja će sigurno vrlo brzo istisnuti iz upotrebe sve vrste menjača sa stepenima prenosa, bilo manuelne ili automatske. Ključna prednost CVT (e-CVT kod Tojote; e dolazi od elektronske kontrole) prenosa jeste u tome što se na čitavom brzinskom rasponu održava optimalan obrtni moment, odnosno što nema gubitaka do kojih dolazi pri promeni stepeni prenosa koji postoje kod klasičnih menjača. Kako izgleda voziti automobil sa CVT prenosom? Krećete iz mesta sa konstantnom visinom zvuka motora (tj. brojem obrtaja), koja zavisi samo od toga dokle pritiskate papučicu gasa. Automobil ubrzava ravnomerno, bez trzaja i bilo kakvih gubitaka, "u jednom dahu" od stanja mirovanja do maksimalne brzine koju može da dostigne.

Pogonska jedinica se sastoji iz elektromotora, generatora, mehanizma za raspodelu snage i reduktora sa planetarnim zupčanicima. Kućište pogona je kompaktnih dimenzija zahvaljujući činjenici da su tri osovine postavljene paralelno, u nastavku radilice benzinskog motora. Na koji način se dva motora međusobno dopunjuju u snazi, odnosno kako se neiskorišćeni deo snage pretvara u električnu energiju? Tajna je u "planetarnom" sistemu zupčanika, koji čine unutrašnji zupčanik (direktno osovinom vezan za generator) i spoljni prstenasti zupčanik koji je u direktnoj vezi sa elektromotorom. Između njih su tri "planetarna" zupčanika koji ih povezuju, pri čemu je nosač planetarnih zupčanika vezan za radilicu benzinskog motora.

Kada je benzinski motor aktivan, snaga koju prenose planetarni zupčanici može se koristiti bilo za dodatno ubrzavanje prstenastog zupčanika (koji je direktno vezan na diferencijal, a preko njega na točkove) ili na ubrzavanje centralnog zupčanika, koji je u vezi sa generatorom električne energije. Na taj način se automatski usporavanje spoljnjeg (prstenastog) zupčanika prevodi u ubrzavanje unutrašnjeg zupčanika, pa se može reći da svaki kilovat koji nije prenet na točkove odlazi direktno u generator električne energije, preko njega u sistem baterija, a zatim u pokretanje elektromotora i napajanje drugih potrošača.

Bluetooth automobil

U kontrolisanju različitih podsistema angažovano je desetak zasebnih kompjutera, odnosno ECU kontrolera, kako se oni u auto tehnici uobičajeno nazivaju. Pored centralnog ECU kontrolera koji koordiniše rad svih podsistema hibridnog pogona tu su i zasebne ECU jedinice za kontrolu motora, transmisije, klime, kočenja, stabilnosti, čak je i rad električnog servo motora volana kontrolisan zasebnom 32-bitnom ECU jedinicom. U futurističkoj kabini automobila za sve potrebe i informacije upućeni ste na 7" ekran osetljiv na dodir postavljen visoko na centralnoj konzoli, preko koga možete upravljati klimom, audio sistemom, navigacijom, Bluetooth komunikacijom, parking komandama (poslednje tri opcije nisu bile prisutne na testiranom automobilu) i, naravno, imati kompletan uvid u trenutne energetske tokove u automobilu.

I na kraju, koliko ovo kompjuterizovano čudo od automobila zaista troši? Sa domaćim benzinom, nešto preko 6 litara u gustom saobraćaju beogradskog "špica" i manje od 5 litara na drumu. Verovatno ćete reći da postoje i "obični" automobili koji troše manje od toga, ali smo sigurni da nijedan od njih ne ubrzava od 0 do 80 km/h i od 60 do 100 km/h za tek nešto preko 7 sekundi i ne nudi prostor i komfor limuzine visoke klase i ergonomiju kakvu nudi Prius, i povrh svega blaženu tišinu odsustva zvuka motora kad god vam je ona potrebna. Na pitanje šta se dešava kada se pokvari kompjuter koji kontroliše kočnice ili volan možemo da odgovorimo verom u nadaleko poznati perfekcionizam Tojotinih konstruktora i sofisticirane sigurnosne sisteme. "Hibridna" budućnost je, izgleda, počela…

PC Press u saradnji sa Toyota Srbija, Aleksandar Veljković