Sterownik napędu na cztery koła, zwany często jednostką sterującą AWD lub ECU systemu 4×4, jest kluczowym elementem nowoczesnych układów rozdziału momentu obrotowego w pojazdach wyposażonych w napęd na wszystkie koła. To on odpowiada za analizę warunków jazdy i podejmowanie decyzji o tym, kiedy i jak dołączyć napęd na drugą oś, w jakim zakresie, z jaką siłą i jak długo. W zależności od konkretnego systemu – czy to Haldex, XDrive, Quattro Ultra, GKN Twinster, czy inne – sterownik korzysta z podobnych grup danych wejściowych, które analizuje w czasie rzeczywistym. Na podstawie tych informacji decyduje o spięciu sprzęgła, zmianie proporcji napędu lub uruchomieniu dodatkowych funkcji poprawiających trakcję.
Jednym z podstawowych parametrów, jakie analizuje sterownik napędu 4×4, jest prędkość obrotowa poszczególnych kół. Czujniki ABS umieszczone przy każdym kole przekazują informacje o aktualnym tempie ich obracania się. Jeśli któreś z kół zaczyna obracać się szybciej niż pozostałe – co wskazuje na poślizg – sterownik uznaje to za sygnał do dołączenia drugiej osi lub zwiększenia udziału momentu dla kół mających lepszą przyczepność. W wielu systemach analizowane są także różnice prędkości między osiami – na przykład między przednią a tylną – co pozwala wyłapać utratę trakcji jeszcze zanim dojdzie do faktycznego uślizgu.
Kolejnym ważnym parametrem jest pozycja pedału przyspieszenia. Sterownik obserwuje, jak głęboko i jak szybko kierowca wciska gaz, a także jaką moc silnik aktualnie generuje. Na tej podstawie może przewidzieć, że pojazd za chwilę będzie potrzebować większej siły napędowej, szczególnie w trudnych warunkach drogowych. Wtedy, jeszcze zanim nastąpi uślizg, układ decyduje się na prewencyjne dołączenie drugiej osi lub zwiększenie siły spięcia sprzęgła, by przygotować auto na zwiększone obciążenie.
Równie istotny jest kąt skrętu kierownicy, odczytywany przez czujnik zamontowany w kolumnie kierowniczej. Pozwala on określić, w jakim kierunku jedzie pojazd oraz w jakiej fazie zakrętu się znajduje. Sterownik porównuje tę informację z kierunkiem faktycznego ruchu nadwozia, uzyskiwanym dzięki czujnikowi przyspieszenia poprzecznego i wzdłużnego oraz żyroskopowi mierzącemu przechyły. Gdy wykryta zostanie rozbieżność między zamierzonym a rzeczywistym kierunkiem jazdy, system może w odpowiedni sposób rozdzielić moment obrotowy, by ustabilizować tor jazdy – na przykład poprzez przesunięcie siły na koła tylne przy tendencji do podsterowności.
Istotne znaczenie ma również pomiar przyspieszenia bocznego i podłużnego. Czujniki te analizują, jak szybko samochód przyspiesza, hamuje i skręca. Pozwalają one sterownikowi ocenić, czy pojazd jedzie spokojnie, dynamicznie, czy może wchodzi w zakręt z dużą prędkością. Na tej podstawie możliwe jest na przykład precyzyjne dołączenie napędu tylnego tylko wtedy, gdy wymaga tego bezpieczeństwo lub styl jazdy kierowcy. W systemach z funkcją wektorowania momentu obrotowego, dane te służą także do dynamicznego rozdzielania mocy pomiędzy poszczególne koła jednej osi – na przykład przekazując więcej siły na zewnętrzne koło w zakręcie.
Sterownik uwzględnia również prędkość pojazdu. W niektórych systemach napęd na cztery koła jest aktywowany tylko do określonej prędkości – na przykład w trybie off-road do czterdziestu kilometrów na godzinę – a przy wyższych wartościach system automatycznie przełącza się w tryb oszczędzający paliwo, rozłączając tylną oś. Dzięki analizie prędkości można także określić, kiedy potrzebna jest szybka reakcja napędu – na przykład podczas gwałtownego ruszania czy wyprzedzania.
W samochodach wyposażonych w różne tryby jazdy, takie jak komfort, sport, śnieg czy off-road, sterownik napędu 4×4 dostosowuje swoje działanie także na podstawie aktualnego trybu ustawionego przez kierowcę. Każdy z nich ma przypisaną inną charakterystykę działania napędu – w trybie sportowym może szybciej dołączać tylną oś i utrzymywać ją dłużej aktywną, natomiast w trybie ekonomicznym dąży do jazdy głównie z napędem na przód, by ograniczyć zużycie paliwa.
Oprócz wszystkich wyżej wymienionych parametrów, sterownik napędu na cztery koła współpracuje z innymi systemami elektronicznymi w samochodzie – takimi jak układ hamulcowy, kontrola trakcji, system stabilizacji toru jazdy czy nawet skrzynia biegów i silnik. Dzięki tej integracji możliwe jest zsynchronizowanie pracy wszystkich układów w czasie rzeczywistym, co przekłada się na lepsze osiągi, większe bezpieczeństwo i komfort podróżowania.
Podsumowując, sterownik napędu 4×4 to zaawansowany komputer analizujący wiele parametrów jednocześnie, by w każdej chwili dostosować rozdział momentu obrotowego w sposób najbardziej efektywny. Pracuje nieustannie w tle, reagując na ułamki sekund i setki danych z czujników, by kierowca mógł cieszyć się stabilną jazdą w każdych warunkach – od miejskich skrzyżowań po zaśnieżone serpentyny w górach.
