Chassis-Engineering muss sich immer stärker mit der Elektrifizierung des Antriebsstrangs, Vernetzung und dem automatisierten Fahren auseinandersetzen. Wie Ingenieure und Entwickler diesen Herausforderungen begegnen, erfahren Sie in unserem Dossier.
Elektrifizierung, Vernetzung und autonomes Fahren beeinflussen das Fahrwerk künftiger Fahrzeugmodelle und lösen Rückwirkungen auf die Chassisarchitekturen aus. Für aktuelle und künftige Fahrwerke und Fahrdynamiksysteme gilt es daher, zahlreiche Anforderungen zu erfüllen. Diese reichen von Fahrsicherheit und Sportlichkeit über Komfort bis hin zu erhöhter Effizienz.
Insbesondere verschmelzen die Domänen Fahrwerk und Assistenzsysteme bei der Pkw-Entwicklung durch das teil-, hoch- und vollautomatisierte Fahren zusehends. Gleichzeitig muss für die Bahnführung beim automatisierten Fahren klar sein, ob die Maschine oder der Mensch das Lenkrad kontrolliert, während die Komfortansprüche beim autonomen Fahren steigen. Nicht zuletzt gilt es, die Null-Emission-Ziele auf das Fahrwerk anzuwenden und agile Entwicklungsmethoden sowie Computersimulationen gewinnbringend einzusetzen. Welche Anforderungen das Fahrwerk erfüllen muss, erfahren Sie in unserem Dossier.
Weitere Fachliteratur und Beiträge zum Thema:
01.06.2023 | Titelthema
Steer-by-Wire-System für das softwaredefinierte Fahrzeug
Das Interesse an Steer-by-Wire-Systemen, also Lenkungen ohne mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe, hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Die Vorteile dieser Technik eröffnen neue Freiheiten bei Fahrdynamik, Innenraum- und Frontend-Design sowie hochautomatisierten Assistenzfunktionen. ZF nutzt diese Systeme für das softwaredefinierte Fahrzeug – Fahrleistung, Komfort, Qualität und Konnektivität werden erhöht.
01.02.2024 | Entwicklung
Neue Systeme für eine Fahrdynamik mit hohem Sicherheits- und Komfortniveau
Die vertikale Fahrzeugdynamik spielt eine entscheidende Rolle für die Fahrsicherheit und den Komfort moderner Pkw. Bei der gleichzeitigen Optimierung beider Ziele entsteht ein Interessenkonflikt. In diesem Artikel von IAV, der TU Darmstadt und Industrial Science werden zwei Komponenten vorgestellt, der sogenannte Fluid Dynamic Vibration Absorber und der Active Air Spring Damper, mit denen dieser Konflikt überwunden werden kann. Darüber hinaus ist ein digitaler Zwilling dieser Komponenten in eine Gesamtfahrzeugsimulation integriert. Die resultierende Co-Simulation ermöglicht die Bewertung in verschiedenen virtuellen Szenarien.
01.04.2024 | Entwicklung
Funktionsdatenmanagement für die virtuelle Fahrzeugentwicklung
Daten zur Beschreibung der Funktion von Komponenten sind die Grundlage einer jeden Fahrzeugentwicklung. Funktionsdaten definieren Anforderungen an neue Komponenten und sind Voraussetzung des modellbasierten Systems Engineering. Karakun beschreibt den Effizienzgewinn anhand eines Anwendungsbeispiels des integrierten Funktionsdatenmanagements unter Einbeziehung des FDX-Standards (Functional Data eXchange).
01.06.2023 | Titelthema
Vom Fahrgefühl zur Fahrphysik - Entmystifizierung knickender Fahrzeugbewegungen
Die Reifenentwicklung basiert maßgeblich auf dem Urteil geschulter Subjektivbewerter. Continental und die Universität Hannover haben eine Objektivierungsmethodik mit Audiokommentarfunktion zur Gleichmäßigkeit des Seitenkraftaufbaus bei Pkw entwickelt, die im Fahrversuch Bezüge zwischen empfundenen und gemessenen Fahrzeugbewegungen sichtbar macht und so subjektive Fahreindrücke entmystifiziert.
01.01.2023 | Entwicklung
NVH-gerechter Entwicklungsprozess für Fahrwerkssysteme
Die Realisierung eines hohen Geräuschkomforts basiert auf einer umfassenden Kenntnis der Wirkketten und der Verfügbarkeit eines umfangreichen Methodenbaukastens zur Noise-Vibration-Harshness(NVH)-gerechten Entwicklung für Fahrwerksysteme. Das Institut für Kraftfahrzeuge (ika) zeigt, wie durch die Integration eines holistischen Ansatzes in den Gesamtprozess der Fahrzeugentwicklung Kosten reduziert und die Kundenzufriedenheit durch optimierte NVH-Eigenschaften gesteigert werden können.
01.06.2022 | Entwicklung
Fahrwerksfunktionen für das hochautomatisierte Fahren und deren Verifikation
Selbstfahrende Fahrzeuge benötigen ein hohes Maß an Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit der automatisierten Fahrfunktion. Dies gilt für die gesamte Wirkkette, beginnend beim System zur Umfeldwahrnehmung bis hin zu den Fahrwerkskomponenten, die Längs- und Querführungsvorgaben sicher und akkurat umsetzen müssen. IAV stellt in diesem Beitrag wesentliche Aspekte zur Entwicklung der Fahrwerksfunktionen aus Sicht der funktionalen Sicherheit vor und zeigt die Ergebnisse aus dem Einsatz eines Fahrerübernahmekonzepts im Versuchsbetrieb des autonomen Shuttles HEAT.
01.12.2022 | Interview
"Wir werden Brake-by-Wire-Systeme ab 2025 im Markt sehen"
Die Brake-by-Wire-Technik wurde schon lange diskutiert und immer wieder angekündigt. Im Markt ist sie bis heute nicht. ATZextra sprach am Rande der Internationalen Münchener Fahrwerkskonferenz chassis.tech plus mit Alexander Gaedke, Programmleiter Integrated Power Brake in der Plattformentwicklung im Bereich Chassis Systems Control bei Bosch, über Marktchancen und technische Voraussetzungen dieser gerade für das automatisierte Fahren wichtigen Technik.
01.06.2022 | Titelthema
Potenziale der Fahrbahnzustandsschätzung für mehr Sicherheit in Fahrfunktionen
Mit der Adaption von Reibwerten in der Fahrdynamikregelung können beim assistierten und automatisierten Fahren Kollisionen und das Abkommen von der Fahrbahn besser verhindert werden. Im FAT-Vorhaben "Anforderungen an die Güte, Verfügbarkeit und Vorausschau einer Reibwertschätzung aus Funktionssicht" (FAT-Schriftenreihe 355) wurde an der Technischen Universität Braunschweig bei ausgewählten Fahrfunktionen untersucht, in welcher Genauigkeit und mit welcher Vorausschau der Fahrbahnzustand und der Fahrbahnreibwert bekannt sein müssen.
01.12.2022 | Emissionen
Bremsemissionen - Problematik und Ausblick
Der überwiegende Anteil am Feinstaub aus dem Verkehr wird mittlerweile von Reifen, Straßenbelägen und Bremsen verursacht. Der veröffentlichte Entwurf einer technischen UN-Richtlinie zur Messung des Bremsabriebs bildet die Basis für die zukünftige Limitierung. AVL konnte durch umfassende Optimierung der gesamten Messkette ein System darstellen, das in der Lage ist, wiederholbare und vergleichbare Messergebnisse zu liefern. Zusätzliche Funktionen dieser Prüfumgebung erlauben, auch das Restpotenzial für Bremsemissionen von elektrifizierten Antriebssträngen aufzuzeigen.
01.11.2021 | Methoden
Maschinelles Lernen bei der Fahrwerksentwicklung
Jede Fahrwerksentwicklung muss sich dem Zielkonflikt zwischen Fahrkomfort und Fahrsicherheit stellen. Ersterer hängt wesentlich von den Bewegungen des Fahrzeugaufbaus ab, Letztere von den dynamischen Radlasten. Ford zeigt, wie sich dieser Zielkonflikt durch die Entwicklung aktiver Komponenten situationsabhängig auflösen lässt. Dabei kommt es nicht nur auf performante Aktuatoren an, sondern ebenso auf das präzise und unmittelbare Erkennen der Situation.
01.01.2022 | Entwicklung
Elektroantriebe für Allradfunktionen - Ein Systemvergleich von ASM und PSM
Ein sekundärer Antrieb nimmt positiven Einfluss auf sämtliche Fahrbarkeitseigenschaften, weil er den Primärantrieb über eine zweite angetriebene Achse unterstützt. Der Fahrer erlebt gesteigerte Traktion und besseres Handling. In Elektro-Pkw kommt dafür neben der Asynchronmaschine (ASM) auch eine permanentmagneterregte Synchronmaschine (PSM) in Betracht. Magna Powertrain untersucht Schleppverluste, Reaktionszeiten und Kosten dieser zwei Lösungen.
01.04.2022 | Entwicklung
Komplexität von Softwaretests in der Fahrwerksentwicklung
Das Testen von Software steht in einem Zielkonflikt zwischen Effizienz und Effektivität, der sich durch neue technische und gesetzliche Anforderungen immer weiter zuspitzt. Im Rahmen einer gemeinsamen Forschungsarbeit untersuchen Cariad und die Universität Duisburg-Essen, wie sich die Randbedingungen verändern und welche Auswirkungen diese Anpassungen auf Softwaretests für Fahrwerksysteme haben.
2022 | OriginalPaper | Buchkapitel
Aktive Fahrwerksysteme und Regelsysteme
Aktive und semi-aktive Systeme bieten die Möglichkeit, die in den vorhergehenden Kapiteln diskutierten Zielkonflikte zu minimieren und den Einsatzbereich eines Fahrzeugs zu erweitern. Unterschiedliche Abstimmungen können so realisiert werden, dass ein Fahrzeug auf "Knopfdruck" z. B. sportlicher oder komfortabler geschaltet werden kann. Insbesondere können sie das Fahrzeug in kritischen Fahrmanövern stabilisieren und insgesamt die längs- und querdynamischen Fahrzeugeigenschaften verbessern.
01.11.2021 | Entwicklung
Komfortanforderungen elektrischer Achsen an die Fahrwerkskonstruktion
Fahrwerkslager sind ein signifikantes Stellelement für den NVH-Komfort im Fahrzeug und stehen daher im Zentrum der Chassis-Optimierung. Aufgrund der überlagerten Anregung des elektrischen Antriebs sind bei elektrischen Achssystemen valide Simulationsmodelle der Lager im hochfrequenten Bereich erforderlich. Für ihre messtechnische Auslegung und Validierung auf Systemebene hat das Institut für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen zusammen mit Ford einen speziellen Fahrwerksprüfstand entwickelt, mit dem überlagerte Lastfälle realisiert werden können.
01.05.2021 | Titelthema
"Mittendrin im Spannungsdreieck aus Performance, Fahrkomfort und Effizienz"
Die zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstrangs stellt auch die Ingenieure in der Fahrwerkentwicklung vor neue Herausforderungen. Für Anbieter von Sportwagen gilt dies in besonderem Maße, da sie teils widerstrebende Parameter unter einen Hut bringen müssen. Dr. Ingo Albers, Leiter Hauptabteilung Fahrwerk- und Fahrerassistenz bei Porsche, spricht im ATZ-Interview über die Strategie des Unternehmens.
01.01.2021 | Entwicklung
Fahrwerksmodellierung - Industrialisierung des Parametrierungs- und Validierungsprozesses
Virtuelle Prototypen von Fahrzeugen werden bei Opel immer gefragter und finden neue Anwendungen. Um den Entwicklungsprozess zu optimieren, wurden die Parametrierungs- und Validierungsprozesse industrialisiert. Wie die Eigenschaften des Fahrwerks hinsichtlich Kinematik und Elastokinematik hochpräzise in den kennfeldbasierten Modellen abgebildet werden, stellen Opel und IPG Automotive hier vor.
01.05.2021 | Titelthema
Praxis Fahrwerksentwicklung - Geräuschverhalten einer aktiven mechatronischen Wankstabilisierung
Die aktive mechatronische Wankstabilisierung ist ein Beispiel aus der täglichen Praxis für die Fahrwerksentwicklungsarbeit der Akustikoptimierung im Hause Schaeffler. Eine NVH-Analyse sorgt dafür, dass die Anforderungen für eine geräuschsensible Umgebung erfüllt werden.
01.11.2019 | Entwicklung
Vorausschauendes Fahrwerkkonzept für Pkw
Das Fahrwerk spielt eine ungebrochen zentrale Rolle für die Zukunft des Automobils. Endkunden wollen ein dynamisches Fahrerlebnis, ohne auf Sicherheit zu verzichten. Gleichzeitig generieren automatisierte Funktionen gesteigerte Komfortansprüche, die Automobilhersteller und -zulieferer bedienen müssen. Diese unterschiedlichen Aufgaben können einzelne Komponenten nicht mehr allein erfüllen. ZF setzt deshalb darauf, das Zusammenspiel von Fahrwerksystemen zu optimieren.
2020 | OriginalPaper | Buchkapitel
Grundlagen und Stand der Technik
Dieses Kapitel soll die Grundlagen für den weiteren Verlauf der Arbeit darstellen. Zu Beginn wird die Wirkkette von aktiven Fahrwerksystemen mit den zugehörigen Begrifflichkeiten erläutert. Es wird auf die allgemeine Fahrdynamik und deren objektive Beschreibung, eine Auswahl relevanter Technologien von Fahrwerkregelsystemen, die Modellbildung mechatronischer Systeme und die numerischen Sensitivitätsanalyse eingegangen.
01.06.2019 | Titelthema
Lenkfunktionen für automatisiertes Fahren
Automatisierte Fahrfunktionen können die Längs- und Querführung des Fahrzeugs übernehmen. Bei der Verantwortungsübergabe zwischen automatisiertem und manuellem Fahren spielt das Lenksystem eine Hauptrolle. Der japanische Zulieferer Jtekt hat eine Handzustandserkennung entwickelt, die auf der Schätzung des Handmoments basiert, sowie eine Funktion zur nahtlosen Verantwortungsübergabe. Beide verwenden ausschließlich Sensoren des Lenkgetriebes.
01.01.2019 | Forschung
Produktentwicklungsprozess für das Fahrwerk
Der Wandel der Automobilindustrie hin zur Elektromobilität stellt die Entwicklung moderner Fahrwerke vor komplexe Aufgabenstellungen. Nicht nur die Integration elektrischer Hochvoltantriebe, sondern auch deren Industrialisierung in bestehende Fertigungsstrukturen sollten zentral thematisiert werden.
2017 | OriginalPaper | Buchkapitel
Zukunftsaspekte des Fahrwerks
In diesem Kapitel werden die Zukunftstrends für die Fahrwerksysteme zusammengefasst. Der Schwerpunkt liegt dabei bei der Umweltverschmutzung durch Abgase, bei der Elektrifizierung (Hybrid- und E-Fahrzeuge), bei den Fahrerassistentsystemen, vorausschauenden und intelligenten Fahrwerken und beim autonomen Fahren.