"Elektronikeinfluss auf die Fahrdynamik wird größer"

Dr. Un Koo Lee, als Direktor für die Entwicklung von Fahrwerk-Plattformen beim südkoreanischen Automobilhersteller Hyundai Motor Company verantwortlich, stellte sich den Fragen der ATZ. Es wurde eine Reise in die Zukunft des Fahrwerks, an deren Ende ein Selbstbekenntnis stand.

Wie stark wird das Fahrverhalten künftiger Fahrzeuge von der Elektronik, wie stark noch von der Mechanik beeinflusst?
Die Entwicklung genauerer Sensorik und die Integration in IT-Systeme führen sicher dazu, dass der Einfluss der Elektronik auf die Fahrdynamik größer wird. Trotzdem können elektronische Systeme ihre volle Funktion und Effektivität nur im Zusammenspiel mit gut ausgelegten mechanischen Systemen erreichen. Lassen Sie mich ein paar Beispiele nennen: Aktiv geregelte Federung, aktive Wankstabilisierung und Allradlenkung sind bekannte Beispiele für elektronische Fahrwerkregelungen. Obwohl solche Systeme das Fahrverhalten extrem positiv beeinflussen können, sind sie hinsichtlich Energieverbrauch, Gewicht und Kosten noch ineffektiv. Daher wird in der Zukunft ein innovativerer, einfacherer Ansatz sowohl beim mechanischen Aufbau als auch bei der Regelungsphilosophie notwendig sein.

Wie könnte dieser aussehen?
Dazu würde ich gerne das von der Hyundai Motor Company weltweit erstmals patentierte System AGCS vorstellen. AGCS steht für "Active Geometry Control Suspension". Es unterscheidet sich in zwei Punkten von konventionellen Fahrwerkregelungen. Erstens sind konventionelle Regelungen dafür ausgelegt, Phänomene wie Wanken und Nicken zu kontrollieren. AGCS beseitigt hingegen die Ursache des Phänomens, anstatt sie zu unterdrücken. Das System mildert Wanken und Nicken ab, indem es die Fahrwerkgeometrie, zum Beispiel Wank- und Nickpol, variiert. Zweitens benötien konventionelle Systeme extrem viel Energie, weil Regelungskraft und aufgebrachte Last in dieselbe Richtung wirken. Im Gegensatz dazu verbraucht AGSC wenig Energie, weil die Regelkraft senkrecht auf den Lastpfad wirkt.

Immer mehr aktive Fahrwerkregelung bis hin zum "Torque vectoring" - wie wichtig bleibt da das ESP?
Zunächst einmal ist die Zielsetzung dieser Systeme eine unterschiedliche. Aktivlenkung und Torque vectoring helfen, das Fahrzeug unter normalen Bedingungen zu stabilisieren. Sie vermeiden Untersteuern und verbessern die Agilität, beispielsweise beim Slalom-Fahren. ESP hingegen dient dazu, die Fahrstabilität am Limit zu erhalten und ein Eindrehen oder Überschlag des Fahrzeugs zu verhindern. Da Sicherheit das wichtigste Thema wird, spielt ESP definitiv eine wichtigere Rolle. Intensiv genutzt werden wird es außerdem vermutlich für aktive Sicherheitssysteme wie adaptive Geschwindigkeitsregelung, Bergabfahrt- und -anfahrthilfe sowie Pre-crash-Systeme.

Mitte letzten Jahres hat Ihr CEO, Herr Chung Mong-Koo, angekündigt, dass Hyundai-Kia danach strebe, Südkorea in die Top 5 der Nationen zu bringen, die Umweltautos bauen. Was bedeutet dieses Ziel für die Fahrwerkentwicklung?
Um dieses Ziel zu erreichen, streben wir danach, die folgenden verschiedenen Technologien zu entwickeln: Zunächst ein regeneratives Bremssystem, das die kinetische Energie über die Bremse in elektrische Energie wandelt und in der Batterie speichert. Bei der Lenkung setzen wir auf den verstärkten Einsatz elektrisch angetriebener Lenkhilfen, nicht nur in kompakten Pkw, sondern auch in größeren Fahrzeugen. Damit sparen wir Kraftstoff gegenüber hydraulischen Lenkhilfepumpen. Natür¬lich muss die erweitere Anwendung mit leistungsstärkeren elektrischen Lenkhilfen einhergehen. Weiterhin entwickeln wir einen elektrischen Klimakompressor, der ohne Motorabgriff auskommt. Ferner optimieren wir den Kompressor hinsichtlich Energieeffizienz. Zunehmend kommen rollwiderstandsarme Reifen und reibungsarme Radlager zum Einsatz. Zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts tragen die Geometrieoptimierung von Bauteilen sowie die Anwendung neuer Leichtbaumaterialien wie Aluminium bei.

Glauben Sie, dass sich Radnabenmotoren eines Tages durchsetzen? Wenn ja: Wie geht man mit der erhöhten ungefederten Masse um?
Verschiedene Prototypen mit Radnabenmotor sind entwickelt, für eine Serienproduktion muss aber noch sehr viel weitere Arbeit geleistet werden. Mit der hohen ungefederten Masse umzugehen, ist eines der wichtigsten Themen. Radnabenmotoren werden brauchbarer, sobald sehr viel leichtere Motoren zur Verfügung stehen. Für den Übergang kann ein zentraler elektrischer Motor den Verbrennungsmotor ersetzen und andere Technologien wie ein elektrisches Bremssystem in Serie eingeführt werden.

Unabhängig davon - werden wir eine Renaissance der Allradlenkung erleben?
In der Tat erwarten wir den vermehrten Einsatz von Allradlenkungen. Sie können die Fahrdynamik bei hohen Geschwindigkeiten verbessern und gleichzeitig den Wendekreis bei niedriger Geschwindigkeit. Bei den gegenwärtigen Systemen kann der Lenkwinkel nicht für jedes einzelne Rad individuell eingestellt werden, weil das linke und das rechte Rad über eine Lenkstange verbunden sind. Dieser Verbundmechanismus limitiert die Designfreiheit. Außerdem können dieselben Ziele mit Torque-vectoring-Systemen und teilweise sogar über die Fahrwerkgeometrie erreicht werden.

Also wird der Einsatz beschränkt bleiben?
Die Philosophie hinter künftigen Allradlenkungen wird eine andere sein. Es werden Lenksysteme auftauchen, bei denen alle Räder unabhängig gesteuert werden. Sie werden die Grenzen der Fahrdynamik weiten, indem sie jedem Reifen die maximale Haftung ermöglicht. Für die Einführung sind jedoch weitere Arbeiten notwendig. Ein aktives Regelungssystem wie AGCS könnte die derzeit beste Alternative darstellen.

Zum Thema Werkstoffe: Aluminium scheint weiter auf dem Vormarsch?
Um die CO2-Emissionsziele der EU zu erreichen, muss die Kraftstoffeffizienz um etwa 20 % steigen. Leichtbau spielt dabei die Schlüsselrolle. Geometrieoptimierung und die Verwendung höherfester Stähle sind bewährte Techniken zur Gewichtsreduzierung. Aluminium und Kunststoffcomposites können Stahl ersetzen. Aluminium ist das brauchbarste Material, da verschiedene Fertigungsprozesse wie Gießen, Schmieden und Strangpressen schon existieren. Ingenieure haben dadurch höhere Gestaltungsfreiheit. Außerdem kann der hohe Preis für die Aluminiumbearbeitung durch die steigenden Stahlpreise gerechtfertigt werden. Der Einsatz von Aluminium-Radaufhängungn ist in den letzten drei bis vier Jahren spürbar angestiegen.

HMC will Marktanteile in Europa und den USA gewinnen. Wie stellen Sie sicher, dass das Fahrverhalten den Kundenbedürfnissen in diesen Märkten gerecht wird?
Schon ab der Konzeptphase werden die Kundenvorlieben, die Sicherheitsvorschriften und die Straßenverhältnisse in den USA und Europa in der Entwicklung berücksichtigt, da dies wichtige Märkte für unser Unternehmen sind. Natürlich wird eine Feinabstimmung für den jeweiligen Markt vorgenommen. Davon abgesehen zeigen neuere Studien, dass die Präferenz der US-Kunden von Fahrkomfort zu stabilem Fahrverhalten und präzisem Lenkgefühl gewechselt hat, ganz ähnlich der der Europäer. Dennoch, obwohl die Produktqualität spürbar verbessert wurde, ist die gefühlte Lenkpräzision noch nicht ausreichend, verglichen mit europäischen Fahrzeugen. Durch umfangreiche Untersuchungen konnten wir Ursachen und Lösungen für diesen Mangel finden. Die Lösungen werden in die Fahrzeuge integriert, die sich derzeit in Entwicklung befinden. Daher werden die Fahrzeuge, die künftig in Europa auf den Markt kommen, ein präzises Lenkgefühl, ein stabiles Fahrverhalten und Fahrvergnügen bieten.

Herr Lee, herzlichen Dank für das Gespräch.

Autor(en): Johannes Winterhagen

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