Der dynamische Q5

Ein Dämpfungssystem hat viele Situationen zu meistern. Fahrbahnunebenheiten führen zwangsläufig zu Stößen, und diese fängt die Federung auf. Überfährt ein Rad ein Hindernis, bewegt es sich nach oben. Dabei drückt es eine Feder zwischen Radaufhängung und Karosserie zusammen. Anschließend entspannt sich die Feder wieder. Die entstehende Schwingung möglichst schnell wieder abklingen zu lassen, ist Aufgabe des Dämpfers. Neben Stößen wirken zudem Antriebs-, Brems- und Fliehkräfte auf ein Fahrzeug ein. Diese Kräfte der Fahrdynamik können die Karosserie dazu anregen, sich in Richtung der drei Raumachsen zu bewegen. Die Herausforderung: Unterschiedliche Fahrsituationen erfordern jeweils eine spezifische Dämpfkraft. Um etwa in Kurven die Aufbaubewegungen möglichst gering zu halten, ist eine hohe Dämpfkraft nötig. Beim Überfahren von kleinen Unebenheiten genügt jedoch eine niedrige. Ein sicherer Bodenkontakt der Reifen verlangt nach einem mittleren Dämpfkraftniveau. „Ein konventioneller Dämpfer kann immer nur einen Kompromiss zwischen sportlich und komfortabel darstellen, wenn auch auf hohem Niveau“, sagt Dr. Christoph Elbers, Vice President Car Chassis Technology Development bei ZF.

Diesen Zielkonflikt löst schon seit Jahrzehnten das semi-aktive Dämpfungssystem Continuous Damping Control (CDC) von ZF gut auf. Im Jahr 1997 ging dieses semiaktive Dämpfungssystem in Pkw in Serie. Durch die Signale von zwei Rad- und Aufbausensoren für alle drei Raumachsen sowie durch zusätzliche Informationen wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Querbeschleunigung und Lenkwinkel, die in einem Steuergerät zur Verfügung stehen, überwacht dieses kontinuierlich den Fahrzustand und errechnet für jedes Rad die optimale Dämpfkraft. Im Dämpfer können bis zu zwei elektronisch gesteuerte Magnetventile innerhalb von Millisekunden den Ölfluss beeinflussen und damit die Dämpfungshärte verstellen. ZF-Fahrwerksexperte Dr. Elbers erklärt: „Mit sMOTION gehen wir nun einen Schritt weiter. Auf Basis der bewährten CDC-Grundkonstruktion haben wir einen Dämpfer entwickelt, der das Rad aktiv nach oben ziehen oder nach unten drücken kann.“

Bislang waren Anregungen des Fahrzeugaufbaus in einem gewissen Maße toleriert oder sogar gewünscht, um dem Fahrer eine spürbare Rückmeldung über den Fahrzustand zu geben. Bei Fahrzeugen, die hochautomatisiert oder autonom unterwegs sind, werden jedoch alle Insassen zu Passagieren. „Jede Erschütterung, jeder Stoß, jedes Wanken und jedes Nicken stört beim Lesen oder Arbeiten. Es entstehen dabei Empfindungen, die „Motion Sickness“ genannt werden und den Insassen diese Tätigkeiten unmöglich machen“, sagt Dr. Elbers und ergänzt: „Diesen Effekt verstärken zusätzlich innovative Sitzpositionen, bei denen Fahrer und Passagiere zum Teil nicht mehr in Fahrtrichtung blicken.“ Für Abhilfe kann nur ein aktives Fahrwerk sorgen. Mit sMOTION bietet ZF eine Lösung für morgen, die schon heute mehr Fahrkomfort bringt: Beinahe ungestört vom Fahrgeschehen lässt sich als Passagier die Reisezeit zum Arbeiten oder Entspannen nutzen.

ZF ist heute einer der führenden Anbieter von By-Wire-Technologien. Das Zusammenwirken von Brake-by-Wire, Steer-by-Wire und sMOTION kann bei Pkw die fahrdynamischen Kräfte der Längs-, Quer und Vertikaldynamik noch deutlich besser beherrschen als eines der Systeme alleine. So lässt sich bei sportlichen Anwendungen die fahrphysikalische Charakteristik des Fahrzeugs per Software anpassen, die Sicherheit erhöhen, aber auch – bei hochautomatisierten oder autonomen Fahrzeugen – der Komfort massiv steigern. ZF kann mit seiner Technologie also dafür sorgen, dass sich alle Insassen so wohl bei der Fahrt fühlen, dass selbst auf unruhiger Fahrbahn niemand mehr auf die Idee kommt, sich an den Haltegriffen festhalten zu wollen.