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Semiaktive Fahrwerkstechnik: Die Dynamic Damping Control von BMW Motorrad

Im Bereich der Fahrwerks- und Regelsystemen kündigt sich bei BMW Motorrad ein neuer Entwicklungsschritt an: das semiaktive Fahrwerksregelsystem Dynamic Damping Control, kurz DDC. Es ist ein System, das automatisch sowohl auf Fahrmanöver wie Bremsen, Beschleunigen oder Kurvenfahren als auch auf die Fahrbahnbeschaffenheit reagiert. Die Dämpfung soll anhand sensorisch ermittelter Parameter über elektrisch angesteuerte Proportional-Dämpferventile situativ richtig eingestellt werden.

Bereits im Jahr 2004 kam mit dem elektronisch einstellbaren Fahrwerk ESA (Electronic Suspension Adjustment) erstmals vom Fahrer via Knopfdruck justierbare Federelemente im Serienbau von Motorrädern zum Einsatz. Das Nachfolgesystem ESA II ging 2009 noch einen Schritt weiter. Es gestattete auch die Federrate zu variieren. Als logischen nächsten Entwicklungsschritt bezeichnet der Hersteller dementsprechend nun die semiaktive Fahrwerkssteuerung. Mit der automatischen Anpassung der Federelemente an unterschiedliche Einsatzbedingungen wie etwa wechselnde Fahrbahnbeschaffenheit oder bestimmte Fahrmanöver werde die nächste Evolutionsstufe erreicht: die DDC. Analoge Technologien kommen im BMW-Pkw-Bereich, beispielsweise in den Modellen M3 und M5, zum Einsatz. Hieraus haben sich Synergieeffekte für die hausinterne Entwicklung, ergeben, heißt es aus München. Die Herausforderung habe in der Adaption des Systems an die Anforderungen der Motorrad-Fahrphysik und der Integration in die entsprechenden Regelsysteme gelegen.

Bei der Anpassung an unterschiedliche Beladungszustände und Fahrbahnbeschaffenheiten sei ein Fortschritt mit der Einführung des elektronisch einstellbaren Fahrwerks ESA II (Electronic Suspension Adjustment) erzielt worden. Es ermögliche dem Fahrer, neben der Dämpfung der beiden Federbeine von Duolever/Telelever vorn und Paralever hinten auch die Federrate des hinteren Federbeins und damit sozusagen die "Härte" der Feder per Knopfdruck einzustellen. Mit dem Ziel, ein nochmals stabileres und damit sichereres Fahrverhalten zu erreichen, geht die Dynamic Damping Control als semiaktives Fahrwerkssystem einen weiteren Schritt voran, betont das Unternehmen.

Die DDC ist über den Controller-Area-Network(CAN)-Bus mit der Traktionskontrolle DTC sowie dem Antiblockiersystem (ABS) vernetzt. Das System soll etwaige Regelaktivitäten der anderen Systeme erkennen und die Dämpfung adaptiv nach den Erfordernissen ansteuern. Abhängig davon, ob es sich um einen Ein- oder Ausfedervorgang handele, erfolge eine getrennte Ansteuerung von Zug- und Druckstufe der Dämpfung. Die Justierung der Dämpfung erfolgt über ein elektrisch angesteuertes Proportional-Dämpferventil, bei dem ein Ringspalt und damit der Durchflussquerschnitt für das Dämpferöl verändert wird, erklärt das Unternehmen und fügt hinzu: Durch die umgekehrt proportionale Änderung von Fließgeschwindigkeit und Druck wird die Dämpfungskraft innerhalb weniger Millisekunden an die neuen Gegebenheiten angepasst. Bei der DDC sollen im Gegensatz zu ESA II keine Kennlinien, sondern Kennfelder zum Einsatz kommen, die innerhalb eines definierten Bereichs die optimale Dämpferabstimmung bereitstellen. Über drei per Knopfdruck anwählbare Kennfelder für die Grundabstimmungen Comfort, Normal und Sport ermögliche es dieses System dem Fahrer, mit einer individuell bevorzugten Abstimmung zu fahren. Die angewählte Abstimmung wird in der Instrumentenkombination angezeigt. Auch bietet die DDC eine variable Federrate.

Vor Fahrtantritt wird mit dem Einschalten der Zündung zunächst der Systemcheck und der Informationsfluss von Motorsteuerung, ABS Steuergerät, Sensorbox (DTC) sowie den Federwegsensoren zum DDC-Steuergerät aktiviert. In der Instrumentenkombination erscheint dazu eine entsprechende Anzeige, heißt es aus München. Beim Anfahren sollen die Ventile des vorderen und hinteren Dämpfers ab einer einstellbaren Mindestgeschwindigkeit nur gering angesteuert (Bestromung) werden. Beschleunige der Fahrer, etwa am Ortsausgang, werde das Ventil des hinteren Federbeins aufgrund der geänderten dynamischen Radlastverteilung sowie des Antriebsmoments stärker angesteuert. Erst mit Erreichen der Zielgeschwindigkeit gehe die Ansteuerung des Ventils auf ihren Ausgangswert (geringere Bestromung als während des Anfahrens) zurück. Hierbei erfolge der Informationsfluss vom Gasdrehgriff über die Motorsteuerung an das DDC-Steuergerät und von dort weiter zu den Dämpferventilen. Beim Durchfahren einer Wechselkurve wird die Ansteuerung beider Dämpferventile - ausgehend von der geringen Bestromung - mit zunehmender Schräglage bis zum Scheitelpunkt erhöht, erläutert der Hersteller weiter. Beim Wiederaufrichten des Fahrzeugs zwischen den beiden Kurven gehe die Ansteuerung beider Dämpferventile mit abnehmender Schräglage kontinuierlich auf den ursprünglichen Bestromungswert zurück. Sobald der Fahrer die zweite Kurve einleitet, soll die Ansteuerung wieder proportional zum Neigungswinkel zu und vom Scheitelpunkt an wieder abnehmen. Hierbei erfolge der Informationsfluss von der Sensorbox (DTC) an das DDC-Steuergerät und von dort weiter zu den Dämpferventilen. Beim Anbremsen - etwa wegen eines Bahnübergangs - soll die Ansteuerung des vorderen Dämpferventils proportional zur Verzögerung zunehmen, so dass während des Bremsvorgangs die Dämpfungskräfte und damit die Fahrstabilität erhöht werden. Die DDC berücksichtige hierbei sowohl die dynamische Phase des Bremsvorgangs bis zum Erreichen konstanter Verzögerung und Radlastverteilung als auch die sich anschließende statische Phase. Mit dem Erreichen der angepassten Geschwindigkeit - hier für das Überfahren des Bahnübergangs - gehe die Bestromung und damit die Ansteuerung auf den Basiswert zurück. Dabei erfolgt der Informationsfluss von der Handbremspumpe am Lenker zum ABS und von dort über das DDC-Steuergerät zu den Ventilen, wird erläutert. Beim Überfahren des Bahnübergangs - hier stellvertretend für alle Arten von Unebenheiten in der Fahrbahn - werden die Ventile des vorderen und hinteren Dämpfers proportional zum jeweiligen Einfederweg angesteuert (bestromt), heißt es weiter. Der Informationsfluss erfolge dabei ausgehend von den Federwegsensoren vorne und hinten über das DDC-Steuergerät an die Ventile. Werde das Motorrad anschließend zum Stillstand gebracht, würden die Ventile zunächst so wie bei dem bereits beschriebenen Bremsvorgang angesteuert. Erst mit Erreichen des Stillstands werde die Bestromung und damit die Ansteuerung der Ventile deaktiviert.

Das DDC-System wertet dementsprechend in kurzer Zeit eine Vielzahl von Informationen aus und wählt die situativ richtige, hochpräzise Fahrwerkseinstellung, fasst das Unternehmen zusammen. Hieraus resultiere ein deutlicher Zugewinn an aktiver Fahrsicherheit, Bedienkomfort - und nicht zuletzt an Fahrspaß. Das Federungs-Dämpfungs-System DDC soll wie es heißt in naher Zukunft Einzug in die ersten Serienmodelle von BMW Motorrad halten.
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