Laser-Sensoren steuern aktives Fahrwerk #####

Forschungsfahrzeuge erlauben einen Blick in die nähere Zukunft. Sie zeigen, was technisch machbar ist – ob und wann die neue Technik in Serienfahrzeuge einfließt, hängt allerdings...

Forschungsfahrzeuge erlauben einen Blick in die nähere Zukunft. Sie zeigen, was technisch machbar ist – ob und wann die neue Technik in Serienfahrzeuge einfließt, hängt allerdings von wirtschaftlichen Aspekten ab. Eines jedoch ist sicher: Künftige Autos werden noch mehr Elektronik enthalten.

Die Augen des aktiven Pre-Scan-Fahrwerks im Forschungsfahrzeug F 700 von Mercedes-Benz (www.daimler.de), zwei LIDAR-Sensoren (Light Detection And Ranging) in den Frontscheinwerfern – durch einen lackierten Steg von den zwei senkrecht in Reihe angeordneten LED-Linienarrays für das Fahrlicht und einer dritten senkrechte Reihe einzelner Hochleistungs-LEDs für das Tagfahrlicht getrennt –, tasten die Fahrbahnoberfläche vor dem Fahrzeug ab. Die Sensoren senden Laserlicht-Impulse im Infrarot-Bereich aus, detektieren das reflektierte Licht und berechnen aus der Laufzeit die Entfernung. Die Pre-Scan-Funktion erweitert das aktive Fahrwerk um einen vorausschauenden Informationskanal: Sie erlaubt die Anpassung der Steuerungsstrategie an Bodenunebenheiten, die vor dem Fahrzeug liegen. Wird eine Unebenheit erkannt, erfolgt schon im Voraus die Berechnung der passenden Regelungsstrategie. Das Fahrwerk (Bild) arbeitet folglich mit zwei Informationsquellen: Die Laser-Sensoren liefern Signale über den Verlauf der Straßenoberfläche und die Fahrzeug-Sensoren – Beschleunigungssensoren, Drucksensoren der ABC-Hydraulik und Niveausensoren an den Achslenkern – tragen Informationen über den aktuellen Fahrzustand bei. Daraus errechnet das Steuergerät die beste Strategie zur Überwindung eines Hindernisses. Somit kann das Fahrzeug schon im Vorfeld und für jedes einzelne Rad die Dämpfung der Active Body Control (ABC) straffer oder weicher stellen und über die Hydraulik ein Rad be- oder entlasten.

 

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Bild: LIDAR-Scanner in den Frontscheinwerfern des F 700 tasten die Fahrbahn vor dem Fahrzeug ab. Auf diese Weise kann sich das aktive Fahrwerk auf die kommende Fahrbahnbeschaffenheit einstellen und so den Komfort für die Insassen erhöhen. (Bild: Daim

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Bild: LIDAR-Scanner in den Frontscheinwerfern des F 700 tasten die Fahrbahn vor dem Fahrzeug ab. Auf diese Weise kann sich das aktive Fahrwerk auf die kommende Fahrbahnbeschaffenheit einstellen und so den Komfort für die Insassen erhöhen. (Bild: Daim

Durch den ständig verfügbaren Hydraulik-Druck ist das aktive Fahrwerk des F 700 in der Lage, die Karosserie im Bruchteil einer Sekunde zu stabilisieren. Konventionelle Federelemente und Dämpfungsdrosseln übernehmen die Raddämpfung und unterdrücken höherfrequente Schwingungen. Sie können durch die Kombination mit der ABC-Regelung besonders komfortabel abgestimmt werden und zugleich maximale Fahrsicherheit gewährleisten.

Diesotto mit Hybridantrieb

Der Diesotto genannte Motor des F 700 verbindet die Vorzüge des Dieselmotors mit dem Ottomotor: Im Bereich der Raumzündung entzündet sich hier das Gemisch aus Kraftstoff und Luft wie beim Diesel von selbst. Die kontrollierte Selbstzündung ist nicht nur sparsamer als die konventionelle Zündung per Funken, sie ist auch sauberer. Es entstehen kaum noch Stickoxide (NOx).

Statt eines großvolumigen Saugmotors wird im F 700 ein kompakter, aufgeladener Vierzylinder mit 1,8 l Hubraum verwendet, der weniger innere Reibung hat und öfter im optimalen Bereich mit möglichst effizienter Verbrennung betrieben werden kann. Zur Leistungssteigerung dienen ein größerer Niederdrucklader und ein Hochdrucklader mit kleinerem Durchmesser. Sie sind hintereinandergeschaltet und decken zusammen den gesamten Drehzahlbereich ab. Das aufwendige Turbosystem sorgt für ein gutes Ansprechen aus niederen Drehzahlen, schafft einen drehmomentstarken Durchzug und ermöglicht eine hohe Spitzenleistung. Beim Anfahren unterstützt der Elektromotor des Hybridmoduls den Diesotto. Die max. Leistung des Diesotto beträgt 175 kW, der E-Motor leistet weitere 15 kW. Das max. Drehmoment des kombinierten Antriebs liegt bei 400 Nm.

Das Hybrid-Modul mit seinem integrierten Starter-Generator hilft, den Kraftstoffverbrauch vor allem im innerstädtischen Stop-and-Go-Betrieb deutlich zu senken. Der Verbrennungsmotor schaltet immer dann ab, wenn er nicht gebraucht wird. Beim Anfahren unterstützt der drehmomentstarke Elektromotor den Verbrennungsmotor. Beim Rollen und Bremsen gewinnt der Elektromotor Energie zurück, die in einer Hochvoltbatterie gespeichert und für den nächsten Anfahrvorgang genutzt wird. Integriert ist dieser Starter-Generator in das Gehäuse des 7-G-TRONICAutomatikgetriebes.

Der Verbrauchsvorteil des Diesotto – 5,3 l Benzin pro 100 km – ergibt sich im Wesentlichen aus dem vergleichsweise mageren Gemisch mit hohem Abgasanteil und einem je nach Betriebspunkt angepassten Verdichtungsverhältnis. Der geringe Ausstoß an Stickoxiden resultiert aus der homogenen Verbrennung mit gleichmäßiger, relativ niedriger Temperatur. Zur Abgasreinigung reicht dem Diesotto ein üblicher Dreiwege-Katalysator, um auch künftige, verschärfte Abgasnormen zu erfüllen. (Harry Schubert)

Siehe auch:

Laser im Dienst der Verkehrssicherheit

Weiterführende Links:

• Belastungsmessung: MEMS-Sensor für niederfrequente Beschleunigungen