Dynamisch und aktiv - Systeme für das Fahrwerk
Durch Elektrifizierung des Antriebsstrangs und Fortschritte der Elektronik stehen mehr Möglichkeiten zur Verfügung, um Aufgaben des Handlings und der Fahrdynamik besser zu lösen. In einem Überblick vergleicht die aktive Fahrwerksysteme, die von der Hinterrad- und Überlagerungslenkung bis zum magnetorheologischen Dämpfersystem reichen. An der wird derzeit der Mute entwickelt, der fahrfertige Prototyp eines Elektrofahrzeugs. Sein Fahrzeugkonzept mit Elektrotraktion und Bremsenergierekuperation stellt besondere Anforderungen an die Fahrwerks- und Torque-Vectoring-Entwicklung.
Schon früh hat man das Fahrverhalten und Handling eines Automobils durch passiv reagierende Systeme positiv beeinflussen wollen. Beispielsweise wurde der Geradeauslauf durch Nachlauf, Spreizung und Vorspur optimiert. Dass das Fahrzeug beim Bremsen nicht mehr ausbricht, wurde entscheidend durch die Kombination von diagonaler Bremskreisaufteilung und negativen Lenkrollradius verbessert.
Erst mit der Verfügbarkeit preisgünstiger elektronischer Systeme in den 1980er-Jahren begann der breite Einsatz aktiver Fahrwerksysteme im Fahrzeug. Herausragende Beispiele dieser Entwicklung sind das ABS oder die aktiven Systeme zur Gewährleistung der Fahrzeugstabilität wie das ESP/ESC.
In ihrem Überblick unterteilt die die aktiven Fahrwerksysteme bezüglich deren Funktion wie Fahrdynamik, Fahrkomfort und Fahrerassistenz. Ihre Wirkweise kann wiederum in die Bereiche Längs-, Quer- oder Vertikaldynamik unterschieden werden. Die meisten aktiven Fahrwerksysteme wirken bereichsübergreifend. Diese Systeme beeinflussen die Reifenkräfte, von diesen wiederum wird die Fahrzeugbewegung abgeleitet. Es wird schnell klar, dass die verschiedenen aktiven Fahrwerksysteme die gleichen Wirkpfade haben. Würde man die Systeme unabhängig voneinander installieren, könnten sich die einzelnen Regelpfade beeinflussen und im schlimmsten Fall die Fahrstabilität und -sicherheit gefährden. Dem wird entgegengewirkt, indem die Ingenieure auf Systemvernetzung setzen, das heißt eine systemübergreifende Koordination der einzelnen aktiven Fahrwerksysteme – all dies unter der Prämisse, das Auto von morgen sicherer, agiler, komfortabler und spar samer zu machen.
Die stellt in ihrem Beitrag fest, dass bei heckgetriebenen Elektro- und Vollhybridfahrzeugen mit dem System Torque Vectoring ein wirksames Mittel zur Steigerung der Rekuperationsfähigkeit zur Verfügung steht. Durch die angestrebte Weiterentwicklung des Systems im Elektroauto Mute mit flachheitsbasierter Vorsteuerung wird es möglich, nahezu alle als normal klassifizierten Fahrsituationen durch Rekuperation in Verbindung mit Torque Vectoring abzudecken. Insbesondere für den Einsatz von stark rollwiderstandsoptimierten Reifen böten sich signifikante Vorteile. In der Fahrwerksentwicklung von leichten Fahrzeugen wie dem Mute muss zudem sichergestellt werden, dass die Aufbaueigenfrequenz über ein breites Spektrum des Einfederwegs konstant bleibt. Die gewählte Achskinematik macht das bei konstanter Federkennlinie möglich.
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Bild: Audi)
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