cubiX entfesselt das Potenzial im Fahrwerk

Autofahren könnte so schön sein. Wären da nicht die Herausforderungen, die sich oft ganz kurzfristig stellen: Bodenwellen, starker Seitenwind, plötzlich auftauchende Hindernisse fordern plötzlich das gesamte fahrerische Können.

Gut, wenn das Auto mit elektronischen Helfern ausgestattet ist, die in Sekundenbruchteilen eingreifen und die Situation retten. Aus diesem Grund haben sich Fahrerassistenzsysteme immer weiter durchgesetzt. Dank des Antiblockiersystems (ABS), der Schleuderbremse ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) oder des Notbrems-Assistenten ist die Person hinter dem Lenkrad für alle Eventualitäten gewappnet. Mit dem Trend zu fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS für Advanced Driver Assistant Systems) wird die Schar der elektronischen Helfer immer größer.

Was eigentlich eine gute Entwicklung ist, birgt an anderer Stelle eine Herausforderung. In der Automobilelektronik wird es immer komplexer, wenn zu viele Systeme nebeneinander regeln. Was also wäre, wenn alle Assistenzsysteme, die die Stabilität des Fahrzeugs auf der Straße zum Ziel haben, in einer Plattform integriert wären?

Den Konjunktiv können wir uns inzwischen sparen. cubiX® von ZF ist so eine Plattform, die alle Regeleingriffe zur Vehicle Motion Control zusammenführt. „cubiX macht es möglich, bestimmte Fahrfunktionen zu realisieren. Dabei lassen sich exakt jene Systeme adressieren, die im jeweiligen Fahrzeug tatsächlich verfügbar sind“, erklärt Dr. Caspar Lovell, cubiX Program Management Lead. Das ist ein Paradigmenwechsel in der Fahrwerkentwicklung. Gingen Ingenieure früher von den Eigenschaften bestimmter Komponenten und Systeme aus, um die Charakteristik eines Fahrwerks zu definieren, läuft es in Zeiten des Software-definierten Fahrzeugs andersrum: Funktionen legen fest, welchen Grundcharakter das Fahrwerk haben soll – dann schaut man, wie sich diese Funktionen über die Steuerung vorhandener Komponenten umsetzen lassen. Aus diesem Grund ist cubiX so zukunftsfähig – und auch für Fahrzeughersteller attraktiv. Diese können ihre eigenen Regelsysteme ebenfalls auf der Plattform unterbringen. Ihr Nutzen ist nicht an die Verwendung bestimmter Hardware gebunden, auch nicht von ZF. Komponenten von Drittanbietern lassen sich über cubiX steuern.

Welches Potenzial in der Plattform steckt, zeigt ZF in Form von Fahrwerkfunktionen, die sich auf Wunsch als Softwarepakete in cubiX integrieren lassen. Damit wird deutlich: ZF bedient den Trend zum Software-definierten Fahrzeug nicht nur mit der Bereitstellung der Plattform, sondern „füllt“ sie auch mit eigenen Funktionen. „Hersteller können diese von uns übernehmen, können weitere Funktionen bei uns in Auftrag geben oder ihre eigenen Entwicklungen realisieren“, erklärt Frank Schmidt, Entwicklungsleiter cubiX.

Eine dieser Funktionen, Variable Driving Characteristics, macht deutlich, worum es den ZF-Entwicklern geht: den spezifischen Fahrcharakter eines Autos individuell nach Wunsch der Fahrerinnen und Fahrer anzupassen – zwischen ruhigem und komfortablem Cruisen und agil-sportlichen Sprints. „Anders als schon bislang verbreitete ‚Sport-Modus‘-Schalter verändern wir nicht nur die Betätigungskraft beim Lenken, sondern die Reaktion des Fahrzeugs auf die Lenkeingabe. Das sportlichere und direktere Fahrgefühl bekommt so eine neue Qualität“, so Schmidt. Dank der Software-Funktion lässt sich mit ein- und demselben Grundfahrwerk eine viel größere Spreizung an Fahrcharakteristiken umsetzen.

Für mehr Sicherheit sorgen weitere Features, die ZF als Funktionen für cubiX anbietet: Pre-Stability Control beispielsweise greift so früh ins Fahrgeschehen ein, dass die (mitunter sehr heftig zupackende) Schleuderbremse ESP gar nicht mehr aktiv werden muss. Durch das koordinierte Zusammenspiel mehrerer Aktuatoren wie Lenkung, Bremse oder Hinterachslenkung lässt sich Über- oder Untersteuern schon im Ansatz vermeiden.

Mit der Funktion Torque Steer Compensation gleicht cubiX einen Nachteil aus, den hochmotorisierte Fahrzeuge nicht selten beim starken Beschleunigen haben: Obwohl das Lenkrad gerade gehalten wird, machen kleinste Störungen – wie beispielsweise Bodenwellen – das Auto instabil, was zu unerwartetem Spurversatz führen kann. Die cubiX-Funktion arbeitet mit rechtzeitigen und knappen Eingriffen der Hinterachslenkung effektiv dagegen an.

Wer schon einmal mit Anhänger über die Autobahn gefahren ist, wird sich nach der cubiX-Funktion Trailer Stability Assist sehnen. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit neigen Anhänger zum Schlingern – eine Gefahr für die Stabilität des gesamten Gespanns. Auch hier korrigiert die in cubiX verfügbare Assistenzfunktion gezielt, knapp und rechtzeitig, ohne dass das Gespann seine Reisegeschwindigkeit verringern muss.

In die gar nicht mehr ferne Zukunft des hochautomatisierten Fahrens zielt die Funktion Crab Move. Sie ist allerdings – anders als die meisten anderen ZF-Funktionen – von der Verfügbarkeit einer Hinterachslenkung abhängig. Weil es dann möglich ist, Hinter- und Vorderachslenkung in dieselbe Richtung lenken zu lassen, manövriert das Fahrzeug zur Seite, ohne über die Hochachse zu drehen – ähnlich wie beim Krebsgang. Dadurch lässt sich ein Fahrzeug bei dynamischer Fahrt stabil halten. Besonders wertvoll ist diese Funktion auch, wenn es darum geht, Spurwechsel für die Insassen unmerklich durchzuführen. So können Pkw-Passagiere, die gemäß Level 3 des hochautomatisierten Fahrens autonom unterwegs sind, lesen oder Filme anschauen, ohne reisekrank zu werden.

„Wir werden weitere Funktionen entwickeln und sie in Paketen bündeln, um beispielsweise die Performance und die Sicherheit zu erhöhen oder das automatisierte Fahren zu erleichtern“, erklärt Dr. Caspar Lovell. „Das generelle Ziel von cubiX ist, die spezifische Fahrcharakteristik zu erzeugen, die der Autohersteller haben will.“ Dazu braucht es nicht zwingend ZF-Aktuatoren oder ZF-Software. Aber die Kompetenz und das Portfolio des Konzerns lässt sich natürlich gut für diesen Zweck nutzen.