Vollaktives Fahrwerksystem von ZF eliminiert Pkw-Karosseriebewegungen nahezu vollständig

Intelligente, radindividuell geregelte Aktuatorkräfte erhöhen Sicherheit und Dynamik

Das neue vollaktive Fahrwerksystem von ZF hält störende Aufbaubewegungen etwa infolge von Schlaglöchern, Bodenwellen oder Kurven beinahe vollständig von den Insassen fern. Dadurch trägt das System schon heute dazu bei, die wesentlichen Vorzüge des künftigen vollautomatisierten und autonomen Fahrens zu realisieren – Fahrzeuginsassen können ungestört während der Fahrt arbeiten oder entspannen. Analog zum Komfort hebt Smotion das Dynamik- und Sicherheitspotenzial auf eine neue Stufe: Ein intelligenter Aktuator pro Fahrzeugecke passt das Ein- und das Ausfedern aktiv und radindividuell jeder Fahrsituation und Straßenbeschaffenheit an. Zugleich bietet das neue aktive Fahrwerkssytem den Fahrzeugherstellern modulare Skalierbarkeit sowie gewohnte Komponentenabmessungen und Schnittstellen. So lässt es sich einfach maßschneidern und in die Fahrzeuge integrieren.

Schweben statt Erschütterungen erleben

Jeder Mitfahrer kennt das: Liegt die Aufmerksamkeit nicht auf dem Verkehrsgeschehen, fühlen sich sämtliche Aufbaubewegungen des Autos um ein Vielfaches heftiger an. Manche werden dadurch reisekrank. Eine enorme Herausforderung, gelten doch Visionen von mobilen Büros oder Lounges nach der Erhöhung der Verkehrssicherheit als zentrale Treiber der Entwicklung hin zum autonomen Fahren.

Mit den intelligenten Dämpfern von ZF gelingt es, störende Fahrbahnanregungen nahezu vollständig zu eliminieren. Die ZF-Innovation regelt schließlich nicht nur Stöße infolge großer Schlaglöcher oder Unebenheiten weg. Ebenso effektiv wirkt das fahrwerkssystem gegen das Eintauchen oder Aufbäumen des Fahrzeugs beim Verzögern und Beschleunigen (Nicken), die Seitenneigung bei Kurvenfahrten oder Spurwechsel (Wanken, Rollen) sowie gegen das Auf und Ab bei Bodenwellen oder Kuppen (Hub).

Das Auf und Ab unter Kontrolle gebracht

Die Besonderheit des Aktuators ist eine sehr kompakte, 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 ZF alle niederfrequenten Aufbaubewegungen ideal 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 neue Fahrwerkssystem die Fahrbahnbeschaffenheit, beispielsweise Schlaglöcher, sogar im Voraus erkennen und sich abermals besser darauf einstellen (predictive control): Beim Überfahren der Vertiefung hält die Innovation das betreffende Rad aktiv auf Fahrbahnhöhe, anstatt dieses wie ein konventioneller Dämpfer hineinfallen zu lassen. Darüber hinaus ermöglicht Smotion zahlreiche weitere Funktionen, etwa das dynamische Nivellieren der Bodenfreiheit für das gesamte Fahrzeug ebenso wie jeweils achs- oder seitenspezifisch.

Einzigartig macht das System auch der zweite, getrennte hydraulische 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 (komfortorientiert) zu variieren.

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.