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ZF Fahrerlebnistag 2017

Keine Unfalltoten und keine Emissionen mehr

26. Juni 2017, 10:16 Uhr | Gerhard Stelzer

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Lokal emissionsfrei unterwegs

Das »Vision Zero Vehicle« von ZF zeigt nicht nur den Weg zu einer zukünftigen Mobilität ohne Unfälle, sondern auch ohne lokale Emissionen auf. Für dynamischen Vortrieb sorgt ein elektrisches Achsantriebssystem mit 150 kW Leistung. Die kompakte Antriebseinheit kombiniert die elektrische Maschine, ein zweistufiges Ein-Gang-Stirnradgetriebe, ein Differenzial sowie die Leistungselektronik. Dieses Modul sitzt platzsparend in einem innovativen ZF-Hinterachs-Baukastensystem namens mSTARS (modular Semi-Trailing Arm Rear Suspension).

Das modulare Achssystem macht die Elektrifizierung von Serienfahrzeug-Plattformen besonders einfach und flexibel – selbst von bestehenden, wie die Umsetzung im »Vision Zero Vehicle« in einem VW Touran zeigt. Mit mSTARS bietet ZF den Fahrzeugherstellern vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in unterschiedlichsten Fahrzeugsegmenten. Der Einsatz in Hybrid-, Brennstoffzellen- sowie batteriebetriebenen Fahrzeugen ist ebenso möglich wie die Kombination mit konventionellen Allradmodulen oder der aktiven Hinterachslenkung AKC.

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Neue intelligente Fahrwerkstechnik (Integral Chassis Control)

Das Fahrwerk ist eines der komplexesten Systeme im Auto – und eines der wichtigsten in Bezug auf Fahrsicherheit und -komfort. Diese Bedeutung wird in Zeiten assistierter und autonomer Fahrfunktionen noch steigen. Das ICC-System (Integral Chassis Control) vernetzt die Einzelsysteme des Fahrwerks – somit agiert ICC im Regelverbund und steuert das Optimum bezüglich der Domänen in Quer-, Längs- und Vertikaldynamik. Das kann nicht nur zu einem Plus an Sicherheit führen, sondern bereitet auch der Akzeptanz autonomer Fahrfunktionen den Boden.

Das Fahrgefühl und -handling eines Pkw wird maßgeblich durch das Fahrwerk definiert: Lenkung, Radführung, Lagerung, Dämpfung, Federung, Stabilisatoren und Bremsen bestimmen den Charakter eines Fahrzeugs. Zudem verbessert ein gutes Fahrwerk das NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness), eliminiert also Schwingungen und Geräusche, die von den Insassen als störend empfunden werden. »Die Mobilität der Zukunft wird sich neben lokal emissionsfreien Antrieben auch durch gestiegenen Fahrkomfort und -sicherheit auszeichnen«, so Dr. Holger Klein, Leiter der Division Pkw-Fahrwerktechnik bei ZF. »Mit unseren neuen aktiven Systemen denken wir deshalb weiter -- und machen das Automobil bereit für autonome Fahrfunktionen. Denn wenn man nicht selbst am Steuer sitzt, ist jedes spürbare Schlagloch, jede Bodenwelle mit Skepsis gegenüber dem Autopiloten verbunden.«

»sMOTION«: Mit Vernetzung zum »fliegenden Teppich«

Das neue aktive Dämpfungssystem »sMOTION« baut auf der bewährten Technologie »Continuous Damping Control« (CDC) von ZF auf. Bei sMOTION ergänzt an jeder Radaufhängung eine Motor-Pumpen-Einheit den Dämpfer. Diese bidirektionalen Aktuatoren erlauben dem System, Kräfte mit hoher Geschwindigkeit entgegen der Kolbenstangenbewegung zu erzeugen. Die Folge: Während konventionelle oder semi-aktive Dämpfungen auf Schwingungsanregungen reagieren, kann sMOTION mit mehreren Kilo-Newton (skalierbar) aktiv gegen Fahrbahnanregungen wie Schlaglöcher oder Bodenwellen wirken.

Dadurch können Wank-, Nick- und Hubbewegungen des Fahrzeugaufbaus nahezu vollständig eliminiert werden. Die so gewonnene Stabilität des Aufbaus sorgt für deutlich mehr Sicherheit und spürbar mehr Fahrkomfort. »sMOTION sorgt dafür, dass sich die Insassen wie auf einem fliegenden Teppich fühlen«, erklärt Klein. Denn beim autonomen Fahren wird der Fahrer die Fahrzeugführungsfunktionen übergeben wollen, um sich anderen Tätigkeiten widmen zu können. Wenn das Fahrzeug z.B. zu einem mobilen Büro wird, rückt der Komfortanspruch in den Vordergrund. In Kombination mit ZF-Sensorik, Steuerungselektronik, Lidar oder Radar wird sMOTION so zukünftig autonome Fahrfunktionen unterstützen.

Mit »Electromechanical Roll Control« stabil durch Kurven

Die aktive Wankstabilisierung »Electromechanical Roll Control« (ERC) entkoppelt unerwünschte Bewegungen vom Fahrwerk, die sonst bei Kurvenfahrt oder Fahrbahnunebenheiten an den Fahrzeugaufbau weitergegeben würden. Innerhalb von 300 ms kann der an der Achse installierte 48-V-Elektromotor mit einem Drehmoment von bis zu 1.400 Nm Wankbewegungen des Fahrzeuges ausgleichen. In Kurven sorgt die Stabilisierung für mehr Sicherheit, bei einseitigen Fahrbahnunebenheiten für mehr Komfort. Zudem ist ERC dank Gleichteilkonzept für jede Fahrzeugklasse geeignet.

Beim »Electro Hydraulic Leveling« (eLEVEL) verstellen vier Aktuatoren den Federteller des Fahrzeugs und können so die Höhe des Pkw-Aufbaus stufenlos justieren. Die Anwendungsmöglichkeiten und Vorzüge sind vielfältig: Mehr Komfort beim Ein- und Ausstieg ins Fahrzeug, effizientere Überquerung von Hindernissen und Steigungen, Ausgleichung der Fahrzeughöhe bei Beladung, optimierte Fahrzeugbodenfreiheit beim kontaktlosen Laden von E-Fahrzeugen sowie Verbesserung der Aerodynamik und damit Einsparung der CO2-Emissionen.

Integral Chassis Control vernetzt Einzelsysteme

Mit der »Integral Chassis Control« (ICC) verknüpft ZF Systeme wie die elektrische Servolenkung (EPS) an der Vorderachse, die aktive hintere Spurverstellung Active Kinematics Control (AKC), die aktive Dämpfung und das Bremssystem des Fahrzeugs. Durch die optimale Vernetzung der einzelnen Aktuatoren ergeben sich neue Funktionen, beispielsweise Notlenkassistenten (Emergency Steering), der Ausgleich von unerwünschten Anhängerbewegungen (Trailer Stabilization) und eine Verringerung des Wendekreises sowie vertikaler Bewegungen.

Die Sicherheit des Fahrzeugs kann dadurch insgesamt steigen. Nicht zuletzt verschiebt ICC den fahrdynamischen Grenzbereich nach außen, wodurch das Auto selbst auf glattem Terrain besser die Spur halten und im Ernstfall effizienter ausweichen kann. Durch die nach dem Plug-and-Play-Prinzip definierten Schnittstellen zu Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und deren Aktuatoren lässt sich ICC zudem skalierbar einsetzen und liefert somit einen wesentlichen Beitrag zum hochautomatisierten Fahren.