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Bye, bye Reiseübelkeit

ZF entkoppelt Insassen mit Fahrwerksystem sMotion

15. Juni 2018, 12:36 Uhr   |  Stefanie Eckardt

ZF entkoppelt Insassen mit Fahrwerksystem sMotion
© ZF Friedrichshafen

Für mehr längs- und querdynamischen Komfort, Sicherheit und Agilität: Mit sMotion können Autos jedes Rad aktiv nach oben oder unten bewegen und so die Auswirkungen selbst grober Fahrbahnunebenheiten auf die Insassen eliminieren.

Das neue vollaktive Fahrwerksystem sMotion von ZF hält störende Aufbaubewegungen etwa infolge von Schlaglöchern oder Kurven beinahe vollständig von den Insassen fern. Dadurch trägt das System dazu bei, die wesentlichen Vorzüge des künftigen autonomen Fahrens zu realisieren – entspanntes Ankommen.

Jeder Mitfahrer kennt das: Liegt die Aufmerksamkeit nicht auf dem Verkehrsgeschehen, fühlen sich sämtliche Aufbaubewegungen des Autos um ein Vielfaches heftiger an. Insbesondere denjenigen auf dem Rücksitz wird dadurch oft übel. Eine  Herausforderung, die nicht zu unterschätzen ist, gelten doch Visionen von mobilen Büros oder Lounges nach der Erhöhung der Verkehrssicherheit als zentrale Treiber der Entwicklung hin zum autonomen Fahren.

ZF gelingt es mit seinem Fahrwerkssystem sMotion, störende Fahrbahnanregungen nahezu vollständig zu eliminieren. So werden nicht nur Stöße infolge großer Schlaglöcher oder Unebenheiten weggeregelt, sondern das System wirkt auch gegen das Eintauchen oder Aufbäumen des Fahrzeugs beim Verzögern und Beschleunigen, die Seitenneigung bei Kurvenfahrten oder Spurwechsel sowie gegen das Auf und Ab bei Bodenwellen oder Kuppen.

Funktionsweise

Die Besonderheit des sMotion-Aktuators ist eine außenliegende Elektromotor-Pumpen-Einheit mit integrierter Elektronik, die als bidirektionaler Steller arbeitet. Dieser Aktuator kann erstmals die Kolbenstange und in weiterer Folge jedes Rad einzeln und aktiv sowohl nach oben ziehen als auch nach unten drücken. Damit bekommt der Zulieferer alle niederfrequenten Aufbaubewegungen unter Kontrolle: In einer Kurve beispielsweise lassen sich die beiden inneren Räder einziehen und die äußeren ausfahren, so dass der Pkw nahezu waagrecht bleibt. Ähnliches gilt bei langen Bodenwellen – ganz gleich, ob diese sich über die gesamte Fahrbahnbreite ziehen, links und rechts unterschiedlich ausgeprägt sind oder nur einseitig auftreten. Vernetzt mit Umfeldsensoren wie Kameras kann das System die Fahrbahnbeschaffenheit, wie Schlaglöcher, im Voraus erkennen und sich abermals besser darauf einstellen (predictive control): Beim Überfahren der Vertiefung hält sMotion das betreffende Rad aktiv auf Fahrbahnhöhe, anstatt dieses wie ein konventioneller Dämpfer hineinfallen zu lassen. Darüber hinaus ermöglicht es weitere Funktionen, etwa das dynamische Nivellieren der Bodenfreiheit für das gesamte Fahrzeug ebenso wie jeweils achs- oder seitenspezifisch.

Zudem verfügt das System über einen zweiten, getrennt hydraulischen Regelpfad. Dieser kompensiert kleinere Fahrbahnunebenheiten, sprich die höherfrequenten Anregungen etwa durch Kanaldeckel, Querfugen, rauen Asphalt oder Schotter. Um das zu ermöglichen, baute ZF das neue Dämpfungssystem auf einer Weiterentwicklung der ebenfalls konzerneigenen CDC-Technik mit unabhängiger Zug- und Druckstufe auf. Damit ermöglicht bereits die Grundkonstruktion, die Kennlinie aktiv und stufenlos zwischen hart (stabilitätsorientiert und dynamisch) sowie weich (Komfort-orientiert) zu variieren.

Sensorik und Vernetzung

Das System punktet bei Sensorik und Vernetzung. Die nötigen Vertikaldynamikdaten lassen sich wahlweise direkt an den Aktuatoreinheiten oder über Sensoren im Fahrzeug erfassen. Diese Informationen laufen in einem zentralen Steuergerät zusammen, das die Aktuatoren regelt. Die integrierte Aktuatorelektronik aktiviert Elektromotor, Pumpe und CDC-Ventile so, dass möglichst große Ruhe im Aufbau herrscht.

Übermittelt in die Cloud lassen sich die Dämpferdaten verwenden, um nachfolgende Fahrzeuge oder auch zuständige Fachstellen auf gefährliche Fahrbahnschäden hinzuweisen. Perfekt vorbereitet ist sMotion zudem für die Vernetzung mit dem ZF-System cubiX. Dabei handelt es sich um einen integrierenden, modularen und skalierbaren Regelalgorithmus, der alle aktiven und semiaktiven Aktuatoren im Auto koordiniert. So kann das System direkt im Verbund mit der elektrischen Servolenkung, dem integrierten Bremssystem IBC, der Hinterachslenkung AKC und dem elektrischen Achsantriebssytem eVD agieren.

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