SH-AWD = Super Handling All-Wheel Drive [permanenter Allrad-Antrieb mit rad-individueller Antriebskraftverteilung]

Hondas SH-AWD ist die Weiterentwicklung des permanenten Allrad-Antriebs. Da Honda den Allrad-Antrieb bei Pkws nicht einführte, um geländegängige Fahrzeuge anbieten zu können, sondern um die Sicherheit zu verbessern, entwickelte Honda nicht einfach nur einen permanenten Allrad-Antrieb, sondern einen, der über eine automatische Antriebskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse verfügt (RT4WD). Beim SH-AWD kommt zwecks Verhinderung des Ausbrechens des Fahrzeugs bei Kurvenfahrten und auf rutschiger Fahrbahn eine Verteilung der Antriebskraft zwischen den beiden Rädern der Hinterachse als Stabilitätskontrolle hinzu. Dieses von Honda ATTS genannte System wurde erstmals beim Prelude von 1996 angeboten, dort jedoch an der angetriebenen Vorderachse. Ein Vorläufer des SH-AWD wurde bereits 1991 beim Prototyp FS-X vorgestellt.

Der Unterschied zwischen VSA, das ebenfalls der Stabilisierung des Fahrzeugs bei Kurvenfahrten dient, und der Stabilitätskontrolle des SH-AWD besteht darin, daß beim SH-AWD die Stabilisierungswirkung durch Beschleunigen des kurvenäußeren Hinterrads erreicht wird, während beim VSA die Motorleistung automatisch verringert und das kurveninnere Vorderrad (beim Untersteuern) bzw. ein Hinterrad (beim Übersteuern) abgebremst wird. Mit VSA wird das Fahrzeug deshalb beim Entgegenwirken gegen das Ausbrechen langsamer, während die Geschwindigkeit mit dem SH-AWD beibehalten werden kann. Für den Fahrer bedeutet dies: Er kommt beim VSA durch Gas-Wegnehmen dem System entgegen, während er beim SH-AWD das System zur Änderung der bereits eingeleiteten Maßnahmen zur Stabilisierung des Fahrzeugs zwingt. Die Konsequenz: Bei mit SH-AWD ausgestatteten Autos einfach weiter am Gas bleiben und das ausbrechende Heck wird vom System abgefangen.

Mit Hilfe aufwendiger Sensorik und differential-losem Hinterrad-Antrieb gelingt es Honda, die Antriebskraft des Motors so auf die Vorderräder und auf das jeweilige Hinterrad aufzuteilen, daß zu jederzeit - d. h. bei jedem möglichen Fahrzustand - eine maximale Beschleunigung ohne Ausbrechen des Fahrzeugs erreicht wird:

Starten - (c) Honda, Japan
SH-AWD beim Start
Beim Start eines Autos kann der Allrad-Antrieb als Traktionshilfe genutzt werden, indem eine vergleichsweise hohe Antriebsleistung auf die nicht gelenkten Hinterräder verzweigt wird. Die Schlupf-Neigung gerade bei mit hohen Leistungen gesegneten Fahrzeugen wird auf diese Weise verringert.
Je nach Gewichtsverteilung am Auto verfügen die Hondas mit
SH-AWD beim Start und beim zügigen Dahinrollen über 70 % (beim Legend) oder 90 % (beim Acura MDX und beim Acura RDX) der Gesamtleistung an der Vorderachse, die aufgrund der dortigen starren Kraftverteilung zu 35 % bzw. 45 % der Gesamtleistung an jedem Vorderrad führen.
Die übrige Leistung wird - sofern der Start bzw. die Fahrt in Geradeausrichtung oder nur unbedeutender Kurvenfahrt erfolgt und daher keine seitlichen bzw. kaum seitliche Kräfte auf das Auto einwirken, die ein Ausbrechen hervorrufen könnten - gleichmäßig an der Hinterachse verteilt.
   
Beschleunigen - (c) Honda, Japan
SH-AWD beim Beschleunigen
Beim Beschleunigen in Geradeausrichtung können die Hinterräder aufgrund des Eintauchens des Vorderwagens mehr Kraft übertragen, als beim ruhigen Dahingleiten. Deshalb steigert das SH-AWD je nach Fahrerwunsch mehr oder weniger ausgeprägt und mehr oder weniger zügig kontinuierlich den Anteil der an den Hinterrädern verfügbaren Kraft auf bis zu 40 % (beim Legend) bzw. 45 % (beim Acura RDX) bzw. 50 % (beim Acura MDX) der Gesamtleistung, die ohne Kurvenfahrt oder ungleichmäßig griffiger Fahrbahnoberfläche gleichmäßig auf die Hinterräder verteilt wird.
Ähnlich verhält sich das
SH-AWD auf rutschiger Fahrbahn, sei es daß Regen oder Eis und Schnee oder die Beschaffenheit der Fahrbahn der Grund für die geringere Reifenhaftung sind, oder bei Fahrten im Gebirge. Je nach Notwendigkeit stehen an den Hinterrädern dann bis zu 70 % der Gesamtleistung zur Verfügung.
   
Gleiten - (c) Honda, Japan
SH-AWD beim Dahingleiten
Beim ruhigen Dahingleiten auf griffiger, ebener Fahrbahn mit moderaten Geschwindigkeiten sind keine Eingriffe des SH-AWD in die Fahrdynamik notwendig. Deshalb können alle Räder mit gleicher Kraft angetrieben werden. Honda versucht aber auch in diesen Situationen immer dann, wenn es möglich ist, eine höhere Antriebskraft an der Vorderachse zu realisieren, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.
   
Kurve - (c) Honda, Japan
SH-AWD beim Kurven-Fahren
Seine besonderen Fähigkeiten spielt das SH-AWD erst dann aus, wenn Kurven durchfahren werden sollen oder gar während einer Kurven-Fahrt beschleunigt werden muß. In solchen Fällen werden bis zu 70 % der Gesamtleistung an die Hinterachse übertragen. Das allein ist keine Besonderheit, weil z. B. der RT4WD eine ähnliche Möglichkeit bot.
Das besondere am
SH-AWD ist, daß die an die Hinterachse abgegebene Kraft in Abhängigkeit vom Fahrverhalten des Fahrzeugs (z. B. beim Ausbrechen des Hecks) zwischen den beiden Hinterrädern stufenlos verteilt werden kann. Das jeweils kurvenäußere Rad wird dabei zwecks Stabilisierung des Fahrzeugs gegenüber dem kurveninneren Rad beschleunigt. Im Extremfall kann die gesamte, an der Hinterachse zur Verfügung stehende Kraft an das kurvenäußere Rad übertragen werden, während das kurveninnere Rad in diesem Falle nur mitläuft.
   

Um diese besonderen Stabilisierungsaufgaben erfüllen zu können, ist der technische Aufbau des SH-AWD erheblich komplexer als ein üblicher Allrad-Antrieb, denn seine Hinterachse muß neben der "normalen" Kraftübertragung zwei Dinge tun: Zunächst muß sie sich schneller drehen als die Vorderachse und dann muß sie die so erzeugte Kraft unabhängig von einander verteilen können.

Bestandteile des SH-AWD - (c) Honda, Japan
Bestandteile des SH-AWD

Die Elektronik beim SH-AWD muß in Echtzeit die Steuerung der Kraftverteilung übernehmen und unmittelbar auf warum auch immer auftretende kleinste Abweichungen von der erwarteten, weil voraus berechneten Reaktion des Autos reagieren. Deshalb überprüft es mit Hilfe eines Rückkopplungs-Systems selbst, ob das Auto sich verhält, wie es sich nach der Vorausberechnung verhalten sollte. Dazu werden zahlreiche Sensoren, die allerdings z. T. bereits anderen elektronischen Steuerungen Informationen bereitstellen, genutzt.

Zunächst ermittelt die SH-AWD-ECU beim Legend mit Hilfe des Lenkwinkel- und des (Quer-) Beschleunigungs-Sensors, ob das Hinterachs-"Differential" die Drehgeschwindigkeit gegenüber der Vorderachse erhöhen muß, weil eine Kurve befahren wird, oder ob kein Eingriff in die Kraftverteilung notwendig ist. Beim Acura MDX und beim Acura RDX entfällt dieser Schritt, da sie aufgrund ihrer Handling-Eigenschaften eine ständig schneller als die Vorderachse laufende Hinterachse sinnvoll machen und daher bereits die mechanische Konstruktion diese permanente Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Hinterachse vornimmt. Aus der aktuellen Anzahl der Motor-Umdrehungen, dem Ansaugdruck und der Getriebe-Übersetzung wird das Drehmoment ermittelt. Zusammen mit der vom Rad-Drehzahl-Sensor gelieferten tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem vom Rückkopplungs-System berechneten Ausgleichsdrehmoment für die aktuelle Unter- bzw. Übersteuerungs-Tendenz wird daraus das Kräfteverhältnis für die Vorderachse und die Hinterachse und an der Hinterachse für das linke und das rechte Rad bestimmt und an die beiden elektromagnetischen Schalter im Hinterachs-"Differential" übermittelt. Das Rückkopplungs-System erhält seine Informationen vom Lenkwinkel-Sensor (zeigt die gewünschte Bewegungsrichtung an), vom (Quer-) Beschleunigungs-Sensor (zeigt die auf das Fahrzeug wirkende Fliehkraft an), vom Gierraten-Sensor (zeigt die Kraft an, die zur Neigung der Karosserie führt) und vom Rad-Drehzahl-Sensor (zeigt die tatsächliche Fahrzeug-Geschwindigkeit an). Daraus berechnet es die Haftreibungszahl µ der Reifen unter den gegebenen Fahrbahn- und Witterungsbedingungen und die Abweichung der Fahrzeugbewegung von der idealen Kurvenbahn. Zusammen mit Daten über das Fahrzeug selbst errechnet es daraus das Ausgleichsdrehmoment zur Steuerung der Kraftverteilung.

Die Kraft für die Hinterachse wird unmittelbar vom nicht auf der Fahrzeug-Längsachse angeordneten, vorderen Differential mit Hilfe einer kurzen, schrägverzahnten, horizontalen Welle abgenommen, die in einem Hypoid-Getriebe endet, das auf der Fahrzeug-Längsachse liegt, die Kraft um 90 ° dreht und an die zweigeteilte Kardan-Welle, die beim Legend aus Gründen der Reduzierung des Gewichts sich drehender Massen aus Karbon besteht, weiterleitet.

Während bei Acura MDX und Acura RDX die Kardan-Welle einem Hypoidgetriebe endet und diese Konstruktion für eine permanente Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Hinterachse um 1,7 % gegenüber der Vorderachse sorgt, besitzt der Legend mit SH-AWD eine aufwendige Konstruktion bestehend aus zwei Kupplungen mit hydraulischer Steuerung, einem Planetengetriebe, einem Freilauf und einem Hypoidgetriebe, die die Aufgabe übernimmt, bei Fahrzeug-Geschwindigkeiten zwischen 35 km/h und 120 km/h die Hinterachse um bis zu 5,7 % schneller drehen zu lassen als die Vorderachse.

Schnittzeichnung des Hinterachs-"Differentials" Honda Legend mit SH-AWD - (c) Honda, Japan
Schnittzeichnung des Hinterachs-"Differentials" beim Honda Legend mit SH-AWD
 
Aufbau Hinterachs-"Differential" Honda Legend - (c) Honda, Japan
Aufbau des Hinterachs-"Differentials" beim Honda Legend mit SH-AWD

Fährt der Legend in einem der Vorwärts-Gänge, so betätigt eine Hydraulik-Pumpe die von der Kraft-Eingangsseite betrachtet zweite Kupplung, so daß die Drehzahl vom Planentengetriebe unverändert an das Hypoid-Getriebe übertragen wird. Tritt in dieser Situation ein Unter- bzw. Übersteuern des Fahrzeugs auf, so betätigt die Hydraulik-Pumpe die von der Kraft-Eingangsseite betrachtet erste Kupplung und das Planetengetriebe übersetzt die Hinterachs-Drehzahl ins Schnellere (der Steg wird mit dem Hohlrad verblockt, wodurch das Sonnenrad schneller dreht), so daß die Stabilisierungsaufgabe vom Hinterachs-Antrieb wahrgenommen werden kann.

Im Rückwärts-Gang und im Leerlauf wirkt der Freilauf, so daß sich die Hinterachse an der Leistung der Motorbremse beteiligen kann.

Aufbau Hinterachs-"Differential" Acura RDX - (c) Honda, USA
Aufbau des Hinterachs-"Differentials" beim Acura RDX mit SH-AWD

Das Hypoidgetriebe lenkt die Kraft um 90 ° auf die beiden hinteren Antriebswellen um. Es übernimmt keine Ausgleichsfunktion.

Zuvor wird das übertragene Drehmoment allerdings in einem Planetengetriebe gemäß der Befehle der SH-AWD-ECU auf jeder Achsseite seperat an die Notwendigkeiten der aktuellen Fahrdynamik angepaßt. Das Hohlrad des jeweiligen Planetengetriebes ist direkt mit dem Hypoidgetriebe verbunden. Das Sonnenrad wird von der Lamellenkupplung gesteuert und die Kraft wird von den Planetenrädern abgenommen und zur Achswelle weitergeleitet. Die Lamellenkupplung wiederum wird von einem elektromagnetischen Schalter betätigt, der zusätzlich mit einer Messfeder versehen ist, die den genauen Abstand zwischen dem Magnetgehäuse und dem Joch, das die Spule enthält, mißt. Erst dadurch wird eine präzise Steuerung der Lamellenkupplung und damit der Drehmoment-Anpassung möglich.