Image: Das Fahrwerk bestimmt die moderne MobilitätFERCHAUFERCHAUSicherheit auch bei rasanten Kurvenfahrten | GoodLifeStudio
TechnikFahrwerk der Zukunft

Das Fahr­werk bestimmt die moderne Mobi­lität

Lesezeit ca.: 3 Minuten

Andreas Burkert

Freier Journalist

Bremsen und Einlenken sind noch immer die wesentli­chen Grundfunk­tionen eines Fahrwerks. Doch das Elektrifi­zieren des Antriebstrangs wie auch das Vernetzen relevanter Systeme im Automobil werden das Fahrwerk der Zukunft wie nie zuvor prägen.

15. August 2018

Die Fahrdynamik bleibt die Königsdis­zi­plin der automobilen Entwicklung. Trotz der Megatrends wie Elektrifi­zie­rung, Digitali­sie­rung und Konnekti­vität finden Ingenieure im Detail noch immer faszinie­rende Lösungen. Ein Beispiel dafür ist das Fahrwerk des neuen Ford Focus. Dieses erkennt nicht nur Schlaglö­cher auf der Straße, das interaktive Fahrwerk­system mit adaptiver Dämpferre­ge­lung reduziert sogar die störende Wirkung von Fahrbahnu­n­eben­heiten im Bruchteil einer Sekunde. Überrollt der Reifen die vordere Kante, reagiert der Stoßdämpfer entsprechend und verhindert, dass das Fahrzeug zu tief eintaucht. Für manche Fahrten ist dies ein enormer Komfort- und Sicherheits­ge­winn.

Diese Anwendung zeigt, welche Möglichkeiten das Vernetzen aktiver Fahrdyna­mik­sys­teme bietet. Gelingt es den Ingenieuren, die Regelalgo­rithmen auf die jeweilige Fahrfunk­tion zu optimieren, lassen sich die physikali­schen Grenzen sportlicher Fahrzeuge noch weiter ausreizen. Funktionen wie Drehmoment­ver­tei­lung (Torque Vectoring) oder die aktive Wankstabi­li­sie­rung ERC (Electrome­cha­nical Roll Control) sind dabei nur zwei repräsen­ta­tive Beispiele einer künftigen, fahrdyna­mi­schen Mobilität. Sie ermöglichen Komfortfunk­tionen wie sie mit einem herkömmli­chen Fahrwerk­re­gel­system nicht mehr darstellbar sind.

Sicherheit auch bei flotten Kurvenfahrten

So sind es bei der Wankstabi­li­sie­rung komplexe Algorithmen, die unerwünschte Bewegungen des Fahrwerks verhindern. Innerhalb von nur 300 Millisekunden regelt dazu ein an der Achse installierter 48-Volt-Elektromotor die Wankbewe­gungen mit einem Drehmoment von bis zu 1.400 Newtonmeter. Wird diese Technik, die bei einem Porsche 911 ebenso im Einsatz ist wie in Fahrzeugen der Marke Bentley oder in Mittelklas­se­mo­dellen von Mercedes oder Volkswagen, noch mit einer aktiven Hinterachs­ki­ne­matik kombiniert, lassen sich Sicherheit, Performance und Komfort von konventio­nellen Fahrzeugen weiter verbessern.

Eine besondere Rolle spielt dabei die Allradlen­kung, bei der je nach Geschwin­dig­keit die Lenküber­set­zung variiert. Bei niedrigem Tempo lenken sie gegensinnig zu den Vorderrä­dern und erhöhen die Wendigkeit, bei höheren Geschwin­dig­keiten gleichge­richtet, um den Geradeaus­lauf zu stabilisieren.

Solche Maßnahmen dienen dabei nicht ausschlie­ß­lich dem sportlichen Fahren. Aktuelle Fahrzeug­gene­ra­tionen zeigen, dass die Demokrati­sie­rung elektrischer Fahrwerk­re­gel­sys­teme längst begonnen hat. So stattet etwa Ford erstmals seine Focus-Baureihe mit einem interaktiven Fahrwerk­system mit elektroni­scher Dämpferreg­lung CCD (Continuously Controlled Damping) sowie einer Fahrmodus-Regelung aus. Diese Entwicklung zeigt, dass die Differen­zie­rung des Fahrverhal­tens gegenüber dem Wettbewerb an Bedeutung gewinnt. Für das Fahrwerk der Zukunft ist das aber nicht die größte Herausfor­de­rung.

Autonom Fahren, ohne seekrank zu werden

Das autonome Fahren wird die Fahrwerk­ent­wickler weitaus mehr fordern, erklärt Thomas Müller, Leiter Entwicklung Fahrwerk bei Audi in seiner Keynote, die er in diesem Sommer auf dem Münchner Fahrwerk-Symposium chassis tech plus gehalten hat. Er mahnt, dass beim Thema autonomes Fahren auch an die Seekrank­heit gedacht werden müsse. „Was nützt es mir, wenn mir nach zwei Minuten schlecht wird und das Auto anhalten muss“, sagte Müller dem Portal Springer­pro­fes­sional.de.

Den Fahrwerk­ent­wick­lern muss es also gelingen, „die Insassen vom Fahrgeschehen zu entkoppeln“. Nur so, argumentieren Herrmann Winner und Walther Wachenfeld im Fachbuch „Autonomes Fahren“, lässt sich ein Unwohlsein vermeiden. Eine Möglichkeit ist dabei, die Beeinträch­ti­gung durch vertikale Kräfte auszuglei­chen – etwa durch „elektronisch gesteuerte Luftfeder­kon­zepte mit Verstell­dämp­fern oder vollaktive elektrome­cha­ni­sche Feder-Dämpferein­hei­ten“. So lässt sich ein Sänftenge­fühl darstellen, welches für sicherheits­re­le­vante Manöver einfach abgeschaltet wird.

Datensam­meln für eine vorausschau­ende Fahrwerk­re­ge­lung

Diese Regelstra­tegie zeigt im Übrigen, dass die Fahrwerk­ent­wick­lung mit all ihren Facetten zur strategi­schen Schlüssel­kom­pe­tenz avanciert. Professor Stefan Gies, Leiter der Baureihe Mid/Fullsize bei Volkswagen, sieht das Fahrwerk gar „als Game Changer“. So schreibt er es im Branchen­ma­gazin ATZextra. Der Weg dorthin ist allerdings kein einfacher.

Um die Komplexität des Zusammen­spiels der einzelnen Komponenten zu beherrschen, müssen zahlreiche Daten in Echtzeit ausgewertet werden. Daten, die zum einen im Fahrzeug vernetzte Sensorsys­teme, zum anderen externe Quellen (car-to-x) liefern und die gänzlich neue Funktionen erlauben. Etwa eine situations­be­dingte Fahrzeug­ab­sen­kung, um den Fahrwider­stand zu reduzieren und damit auch den Kraftstoff­ver­brauch und die CO2-Emissionen.