Vorausschauendes Fahrwerk: ZF Vehicle Motion Control und smarte Sensorsysteme sorgen für die sanfte Fahrt in Richtung Zukunft - „Flying Carpet 2.0“ verbindet aktive Dämpfungs-, Brems- und Lenksysteme
- Vorausschauendes Fahrwerk mit umfassender Sensorik und smarten Steuerungsalgorithmen
- ZF-System erhöht Fahrkomfort und Sicherheitsgefühl – entscheidende Faktoren für automatisiertes Fahren
Friedrichshafen / Klettwitz. ZF vereint sein umfassendes Portfolio im Bereich Vehicle Motion Control in einem innovativen Fahrwerkkonzept. Dieses stellt den Fahrkomfort der Insassen in den Mittelpunkt: Der „Flying Carpet 2.0“ hilft, sie von störenden Fahrzeugbewegungen zu lösen und gleicht Kurven, Bodenwellen oder Schlaglöcher vorausschauend aus. Das ganzheitliche System vernetzt fortschrittliche Sensorik, eine smarte Steuerung sowie intelligente Aktuatorik. Damit schafft der Technologiekonzern schon heute eine entscheidende Voraussetzung, um die automatisierten Fahrzeuge der Zukunft tatsächlich als rollende Wohnzimmer oder Büros nutzen zu können.
Im Auto konzentriert arbeiten, lesen oder einen Film schauen – das ist technisch zwar längst möglich, für viele Menschen heute aber dennoch undenkbar. Denn Aufbaubewegungen etwa infolge von Schlaglöchern, Bodenwellen oder Kurven beeinträchtigen den Fahrkomfort. Wenn die Insassen nicht auf die Straßen- und Verkehrsbedingungen achten, stören starke Fahrwerkbewegungen besonders. Als einer der Vorzüge des automatisierten Fahrens gilt indes, die im Fahrzeug verbrachte Zeit produktiv am Laptop oder zum Entspannen nutzen zu können. „Bei der Entwicklung hin zum vollautomatisierten und autonomen Fahren kommt dem Fahrwerk eine Schlüsselrolle zu“, erklärt Dr. Christoph Elbers, Vice President Car Chassis Technology Development bei ZF. „Mit unserem ‚Flying Carpet 2.0‘ haben wir ein Fahrwerkkonzept entwickelt, das alle Längs-, Quer- und Vertikalbewegungen des Fahrzeugs vollständig kontrollieren kann.“ Passend zum Namen entkoppelt der „Flying Carpet 2.0“ die Insassen nahezu völlig von Schlaglöchern, Bodenwellen, engen Kurven oder abrupten Bremsmanövern.
Volle Kontrolle über alle Fahrzeugbewegungen
Technische Grundlage dafür ist die intelligente Kombination verschiedener aktiver und semi-aktiver Systeme, die störende Karosseriebewegungen vorausschauend ausgleichen. Herzstück ist das vollaktive Dämpfungssystem sMOTION, das mit vier Aktuatoren das Ein- und Ausfedern radindividuell jeder Fahrsituation und Straßenbeschaffenheit anpasst.
Anders als konventionelle Dämpfer reagieren die sMOTION-Aktuatoren nicht nur durch eine Regelung des hydraulischen Widerstands auf Anregungen. Vielmehr verfügen sie über eine sehr kompakte, außenliegende Elektromotor-Pumpen-Einheit mit integrierter Elektronik, die als bidirektionaler Steller arbeitet. So können sie jedes Rad einzeln und aktiv sowohl nach oben ziehen als auch nach unten drücken. In einer Kurve beispielsweise lassen sich die beiden inneren Räder einziehen und die äußeren ausfahren, sodass der Pkw nahezu waagrecht bleibt. Auf die gleiche Weise wirkt sMOTION effektiv gegen Nick-, Wank- und Hubbewegungen, die beim Anfahren, Abbremsen, Lenkmanövern oder bei Bodenwellen entstehen.
Um den Fahrkomfort für die Insassen zu maximieren, sorgt im „Flying Carpet 2.0“ zusätzlich die aktive Hinterachslenkung AKC (Active Kinematics Control) für mehr Sicherheit, Dynamik und Wendigkeit. Bei geringen Geschwindigkeiten vereinfacht sie das Manövrieren durch einen hinteren Lenkeinschlag in entgegengesetzter Richtung zu den Vorderrädern. Ist das Auto schneller unterwegs, lässt das System Vorder- und Hinterräder in die gleiche Richtung einschlagen und erhöht so die Richtungsstabilität. Im Zusammenspiel mit sMOTION verhindert das AKC beispielsweise das Ausbrechen des Hecks in engen Kurven. Ergänzt mit einer Steer-by-Wire-Servolenkung von ZF sowie mit dem aktiven Bremssystem IBC (Integrated Brake Control) des Konzerns ermöglicht der Verbund dieser vier integralen Fahrwerkkomponenten eine optimale Reaktion auf jede Fahrsituation.
Smarte Steuerung vernetzt Sensorik und Aktuatorik
Die Schaltzentrale dieser smarten Fahrwerktechnik bildet das Steuerungssystem cubiX: Der Regelalgorithmus vernetzt und koordiniert die aktiven und semiaktiven Aktuatoren. Das skalierbare System ist modular ausgelegt und lässt sich so individuell an die Anforderungen jedes Automobilherstellers anpassen. „Wir liefern alle entscheidenden Fahrwerksbestandteile – aktive Dämpfung, Vorder- und Hinterachslenkung sowie Bremse – aus einer Hand. Damit sind wir auch in der einzigartigen Position, die Steuerung dieser Komponenten per Algorithmus ideal aufeinander abzustimmen und sie so zu einem vorausschauend und umsichtig agierenden System zu verknüpfen. Systemintegration und intelligente, vernetzte mechatronische Systeme machen das Fahrzeug fit für den autonomen Stadtverkehr der Zukunft“, verdeutlicht Elbers. Durch die optimale Vernetzung der einzelnen Aktuatoren ergeben sich neue Funktionen, die neben dem Komfort auch zusätzlich die Dynamik und die Sicherheit des Fahrzeugs steigen.
Die Daten dafür erhält die Steuerung erstens von einem Sensorset an jedem Rad. Dieses besteht aus je einem Beschleunigungssensor an der Achse und oberhalb des Aktuators sowie aus einem Höhenstandsensor. Im Verbund mit Kamerasystemen kann ein Fahrzeug, das mit „Flying Carpet 2.0“ ausgestattet ist, nicht nur Bodenunebenheiten im Voraus erkennen, sondern auch Hindernisse oder Verkehrsschilder. Entsprechend kann sich die Aktuatorik auf die bevorstehenden Bewegungen vorbereiten – und beim Verlassen von Ortschaften sogar je nach Präferenz des Fahrers automatisch eine sportliche oder komfortable Fahreinstellung wählen.
- „Flying Carpet 2.0“ verbindet aktive Dämpfungs-, Brems- und Lenksysteme
- Vorausschauendes Fahrwerk mit umfassender Sensorik und smarten Steuerungsalgorithmen
- ZF-System erhöht Fahrkomfort und Sicherheitsgefühl – entscheidende Faktoren für automatisiertes Fahren
Friedrichshafen / Klettwitz. ZF vereint sein umfassendes Portfolio im Bereich Vehicle Motion Control in einem innovativen Fahrwerkkonzept. Dieses stellt den Fahrkomfort der Insassen in den Mittelpunkt: Der „Flying Carpet 2.0“ hilft, sie von störenden Fahrzeugbewegungen zu lösen und gleicht Kurven, Bodenwellen oder Schlaglöcher vorausschauend aus. Das ganzheitliche System vernetzt fortschrittliche Sensorik, eine smarte Steuerung sowie intelligente Aktuatorik. Damit schafft der Technologiekonzern schon heute eine entscheidende Voraussetzung, um die automatisierten Fahrzeuge der Zukunft tatsächlich als rollende Wohnzimmer oder Büros nutzen zu können.
Im Auto konzentriert arbeiten, lesen oder einen Film schauen – das ist technisch zwar längst möglich, für viele Menschen heute aber dennoch undenkbar. Denn Aufbaubewegungen etwa infolge von Schlaglöchern, Bodenwellen oder Kurven beeinträchtigen den Fahrkomfort. Wenn die Insassen nicht auf die Straßen- und Verkehrsbedingungen achten, stören starke Fahrwerkbewegungen besonders. Als einer der Vorzüge des automatisierten Fahrens gilt indes, die im Fahrzeug verbrachte Zeit produktiv am Laptop oder zum Entspannen nutzen zu können. „Bei der Entwicklung hin zum vollautomatisierten und autonomen Fahren kommt dem Fahrwerk eine Schlüsselrolle zu“, erklärt Dr. Christoph Elbers, Vice President Car Chassis Technology Development bei ZF. „Mit unserem ‚Flying Carpet 2.0‘ haben wir ein Fahrwerkkonzept entwickelt, das alle Längs-, Quer- und Vertikalbewegungen des Fahrzeugs vollständig kontrollieren kann.“ Passend zum Namen entkoppelt der „Flying Carpet 2.0“ die Insassen nahezu völlig von Schlaglöchern, Bodenwellen, engen Kurven oder abrupten Bremsmanövern.
Volle Kontrolle über alle Fahrzeugbewegungen
Technische Grundlage dafür ist die intelligente Kombination verschiedener aktiver und semi-aktiver Systeme, die störende Karosseriebewegungen vorausschauend ausgleichen. Herzstück ist das vollaktive Dämpfungssystem sMOTION, das mit vier Aktuatoren das Ein- und Ausfedern radindividuell jeder Fahrsituation und Straßenbeschaffenheit anpasst.
Anders als konventionelle Dämpfer reagieren die sMOTION-Aktuatoren nicht nur durch eine Regelung des hydraulischen Widerstands auf Anregungen. Vielmehr verfügen sie über eine sehr kompakte, außenliegende Elektromotor-Pumpen-Einheit mit integrierter Elektronik, die als bidirektionaler Steller arbeitet. So können sie jedes Rad einzeln und aktiv sowohl nach oben ziehen als auch nach unten drücken. In einer Kurve beispielsweise lassen sich die beiden inneren Räder einziehen und die äußeren ausfahren, sodass der Pkw nahezu waagrecht bleibt. Auf die gleiche Weise wirkt sMOTION effektiv gegen Nick-, Wank- und Hubbewegungen, die beim Anfahren, Abbremsen, Lenkmanövern oder bei Bodenwellen entstehen.
Um den Fahrkomfort für die Insassen zu maximieren, sorgt im „Flying Carpet 2.0“ zusätzlich die aktive Hinterachslenkung AKC (Active Kinematics Control) für mehr Sicherheit, Dynamik und Wendigkeit. Bei geringen Geschwindigkeiten vereinfacht sie das Manövrieren durch einen hinteren Lenkeinschlag in entgegengesetzter Richtung zu den Vorderrädern. Ist das Auto schneller unterwegs, lässt das System Vorder- und Hinterräder in die gleiche Richtung einschlagen und erhöht so die Richtungsstabilität. Im Zusammenspiel mit sMOTION verhindert das AKC beispielsweise das Ausbrechen des Hecks in engen Kurven. Ergänzt mit einer Steer-by-Wire-Servolenkung von ZF sowie mit dem aktiven Bremssystem IBC (Integrated Brake Control) des Konzerns ermöglicht der Verbund dieser vier integralen Fahrwerkkomponenten eine optimale Reaktion auf jede Fahrsituation.
Smarte Steuerung vernetzt Sensorik und Aktuatorik
Die Schaltzentrale dieser smarten Fahrwerktechnik bildet das Steuerungssystem cubiX: Der Regelalgorithmus vernetzt und koordiniert die aktiven und semiaktiven Aktuatoren. Das skalierbare System ist modular ausgelegt und lässt sich so individuell an die Anforderungen jedes Automobilherstellers anpassen. „Wir liefern alle entscheidenden Fahrwerksbestandteile – aktive Dämpfung, Vorder- und Hinterachslenkung sowie Bremse – aus einer Hand. Damit sind wir auch in der einzigartigen Position, die Steuerung dieser Komponenten per Algorithmus ideal aufeinander abzustimmen und sie so zu einem vorausschauend und umsichtig agierenden System zu verknüpfen. Systemintegration und intelligente, vernetzte mechatronische Systeme machen das Fahrzeug fit für den autonomen Stadtverkehr der Zukunft“, verdeutlicht Elbers. Durch die optimale Vernetzung der einzelnen Aktuatoren ergeben sich neue Funktionen, die neben dem Komfort auch zusätzlich die Dynamik und die Sicherheit des Fahrzeugs steigen.
Die Daten dafür erhält die Steuerung erstens von einem Sensorset an jedem Rad. Dieses besteht aus je einem Beschleunigungssensor an der Achse und oberhalb des Aktuators sowie aus einem Höhenstandsensor. Im Verbund mit Kamerasystemen kann ein Fahrzeug, das mit „Flying Carpet 2.0“ ausgestattet ist, nicht nur Bodenunebenheiten im Voraus erkennen, sondern auch Hindernisse oder Verkehrsschilder. Entsprechend kann sich die Aktuatorik auf die bevorstehenden Bewegungen vorbereiten – und beim Verlassen von Ortschaften sogar je nach Präferenz des Fahrers automatisch eine sportliche oder komfortable Fahreinstellung wählen.
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Robert Buchmeier
