Moderne Fahr­werk­technik auf der chassis.tech plus

Auch in diesem Jahr war die chassis.tech plus wieder der Branchentreff der Fahrwerk-Community. Hier können Sie ausgewählte Inhalte in unserem zusammenfassenden Artikel nachlesen. 

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Das 13. Internationale Münchner Fahrwerk-Symposium von ATZlive und Kooperationspartner TÜV SÜD hat am 5. und 6. Juli 2022 als Hybridveranstaltung stattgefunden – in München und mit einem parallelen Livestream. Die Teilnehmer konnten die vier Fachsektionen chassis.tech, steering.tech, brake.tech und tire.wheel.tech nutzen, um sich über aktuelle Entwicklungen rund um Fahrwerk, Lenkung, Bremsen, Reifen und Räder auszutauschen. Das Wiesbadener Online-Team Springer Professional bündelt ausgewählte Inhalte der chassis.tech plus 2022 im Artikel.

Tag 2

Fahrzeug-Geräuschemissionen mindern

Um Geräuschemissionen von Fahrzeugen geht es im Keynote-Vortrag von Prof. Dr. Frank Gauterin vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). In Vorbereitung seien EU-Geräuschemissions-Grenzwerte für Realfahrten. Hintergrund sei, dass UN R51.03 Annex 3 nur einzelne Betriebszustände prüfe. Viele Betriebszustände werden laut Gauterin nicht erfasst. Einflussgrößen auf das Vorbeifahrgeräusch sind die Reifen (Geometrie etc.), die Fahrbahn (Porosität etc.), das Fahrzeug (Antriebsart etc. ) sowie der Betrieb (Geschwindigkeit etc.). Viel Entwicklungsarbeit sei bereits in die Geräuschminderung von Reifen und Fahrbahn gegangen. Es gäbe allerdings noch offene Fragen, wie zum Beispiel präzisere Prognosen zum Vorbeifahrgeräusch. So sei ein genaueres Vorhersagemodell für das Vorbeifahrgeräusch notwendig. Dabei müssten folgende Zielkonflikte beachtet werden: Höchstgeschwindigkeit, Aquaplaning, Agilität, Leichtbau, Rollwiderstand und Bremsweg. Gauterin stellt eine Idee für ein genaueres Vorhersagemodell vor, das in ein Forschungsprojekt münden soll: die Weiterentwicklung KI-basierter Messverfahren zur Erfassung von Reifen-, Fahrbahn, Fahrzeug- und Betriebsparametern sowie Geräuschemission. (chk) 

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Prüfverfahren für Bremsen-Emissionen

Christof Danner, Projektleiter Chassis, AVL List GmbH, beschäftigt sich in seinem Vortrag Next Evolutions in the Development of Brake Emission Testing mit Emissionsvorschriften, die lungengängige Partikel reduzieren sollen, die durch den Abrieb von Bremsen entstehen. So arbeite das PMP (Particle Measurement Program) der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE) derzeit an der Regulierung der Bremsenemissionen. Perspektivisch sollen auch xEVs mit ihrer Fähigkeit zur Rekuperation (Ende 2022) und damit zur Reduzierung des Einsatzes der Reibungsbremse in einer gesetzlichen Regelung berücksichtigt werden. Letztendlich gelte es, alle Maßnahmen und Fahrzeugsysteme, die zur Reduzierung der Bremsenemissionen beitragen, einzuberechnen, was jedoch auch entsprechend hohen Bedarf an Prüfstandskapazität bedeute. Es sei möglich, so Danner, dass sich die Prüfstände selbst dabei von Trägheitsdynos zu Trägheitssimulationen weiterentwickeln würden und damit die Freiheitsgrade erhöhen. Die endgültigen Anforderungen könnten schließlich Bremsen-RDE-Messungen (Real Driving Emissions) gemäß den aktuellen gesetzlichen Anforderungen an Verbrennungsmotoren sein. Aber bei der Regulierung von Bremsenemissionen werde die Entwicklung nicht stehen bleiben, so Danner. Die nächsten, noch komplexeren Herausforderungen bei der Probenahme und Charakterisierung würden die Partikelemissionen von Reifen und Straßenbelägen sein. (chk)

Lesen Sie auch den Artikel: So lassen sich Brems- und Reifenabrieb reduzieren.

Cybersecurity für Fahrwerkskomponenten

Die zunehmende Digitalisierung von Fahrzeugen führt zu einer stetig wachsenden Anzahl von drahtlosen Schnittstellen zwischen dem Fahrzeug und Komponenten außerhalb, erklärt Dr. Marcus Perner, Technical Consultant Functional Safety, IAV GmbH, in seinem Vortrag Der Schlüssel für das Fahrzeug der Zukunft – Entwicklung von Fahrwerkskomponenten entsprechend Cybersecurity-Vorgaben. Diese zusätzlichen Funktionalitäten und Schnittstellen würden zu einer steigenden Verwundbarkeit und Wahrscheinlichkeit eines Cybersecurity-Angriffs durch Dritte führen, so Perner. Daher hat die IAV hat einen Prozessstandard zur Entwicklung und Wartung von cybersicherheitsrelevanten elektrischen Komponenten nach ISO/SAE 21434 Road vehicles – Cybersecurity engineering implementiert. Das Cybersecurity Management System der IAV soll die Möglichkeit, Sicherheitsanalysen während der Entwicklungs- und Supportphase des Fahrzeugs durchzuführen. Perner stellt in seinem Vortrag Auszüge aus dem IAV-Prozessstandard vor und diskutiert die Sicherheitsanalyse (TARA – Threat Analysis and Risk Assessment) exemplarisch anhand der Lenkfunktionalität eines autonomen Shuttles. (chk)  

Stahlräder haben eine Zukunft

Ralf Duning, Vice President Global Engineering, Maxion Wheels EAAP Holding GmbH, betont in seinem Vortrag Innovation on Wheels: How New Mobility and the Focus on Sustainability Will Change Wheel Design, dass Klimaneutralität, Nachhaltigkeit und neue Mobilität zu einem grundlegenden Überdenken der Rolle von Stahlrädern führen. Denn um den CO₂-Fußabdruck erheblich zu reduzieren, seien wichtige Innovationen erforderlich: Der Ersatz von Aluminium durch weniger energieintensive Materialien sei ein wichtiger Teil der Herausforderung. Mit einem CO₂-Fußabdruck, der um 70 % geringer ist als der von Aluminium (bei Verlassen der Fabrik), würden Stahlräder ein erhebliches Potenzial für CO₂-Einsparungen im Lebenszyklus bieten. So hätten sich die Marktanforderungen, die in den letzten drei Jahrzehnten Aluminiumlösungen begünstigt haben, geändert. Stahlräder seien zunehmend in der Lage, die Erwartungen einer neuen Generation von Elektroauto-Käufern an Styling und aerodynamische Leistung zu erfüllen. Vor allem aber böten die geringeren Lebenszyklus-CO₂-Emissionen von Stahlrädern die Chance, die neue Mobilität nachhaltiger zu gestalten. (chk)

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Anforderungen und Vorschriften für Steer-by-Wire

Was sind die Anforderungen und Vorschriften für das sogenannte Steer-by-Wire? Joseph Beer vom TÜV SÜD behandelt die Unterschiede zwischen herkömmlichen Lenkanlagen und Steer-by-Wire-Systemen, die er vorstellt. Die Anforderungen und Vorschriften für Lenkungen wurden in der Revision 2 der UN-Regelung Nr. 79 für "Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung von Fahrzeugen hinsichtlich der Lenkanlage" geändert, indem eine rein elektrische Übertragung für die Hauptlenkanlage eingeführt wurde. Die von Beer vorgestellten, überarbeiteten Anforderungen und Prüfbestimmungen für Steer-by-Wire-Systeme müssen seiner Meinung nach aber noch detaillierter ausgeführt werden, es sind weitere Prüfvorschriften für diese Systeme erforderlich. (ps)

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Tag 1

Über 400 Teilnehmer

Michael Reichenbach, stellv. Chefredakteur ATZ, und Professor Dr. Peter E. Pfeffer von der Hochschule für angewandte Wissenschaften München und wissenschaftlicher Leiter der Tagung, begrüßen die über 400 Teilnehmer aus 18 verschiedenen Ländern.  

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So sieht die Zukunft des Chassis aus

Dr. Hans-Jörg Feigel, Senior Vice President Strategy & Future Solutions, Continental Automotive Technologies GmbH, weist in seinem Keynote-Vortrag Die Zukunft des Chassis: Evolution oder Revolution? auf die wesentlichen Treiber des Wandels in der Automobilindustrie hin: die Elektrifizierung des Antriebsstrangs, die Digitalisierung des Fahrzeugs und das automatisierte Fahren. Die Umsetzung der daraus resultierenden Anforderungen finde parallel auf der Ebene der E/E- und der Fahrzeugarchitektur statt. Dabei erforderten einfache Skalierbarkeit, schnelle Upgrade-Fähigkeit und Lernfähigkeit sowie reduzierte Komplexität grundlegende Veränderungen in der E/E-Architektur. Die Schlüsselkonzepte seien hier Zentralisierung und Zonalisierung sowie eine einheitliche Abstraktionsschicht zwischen der Hardware und den Fahrzeugfunktionen/Software. Langfristige Ziel sei es, eine standardisierte zentrale Serverarchitektur zu schaffen. Parallel dazu findet laut Feigel eine ähnliche Entwicklung in der Fahrzeugarchitektur statt. Immer mehr Unternehmen würden Studien und zum Teil serienreife Implementierungen von sogenannten Rolling Chassis und Corner Modules zeigen. Feigel zeigt die Elektrifizierung der Bremse mit der dazugehörigen Entwicklung auf und erläutert den Weg zu einem vollständig trockenen Bremssystem. (chk)

Lesen Sie auch das Kompakt erklärt Feiert die Trommelbremse ein Comeback? und das Interview "Die Trommelbremse ist wieder eine interessante Lösung".

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Neue Möglichkeiten der Fahrdynamikregelung

Helge Westerfeld, Projektleiter Vehicle Dynamics Control, Robert Bosch, hält seine Keynote Integrated Vehicle Dynamics Control - Opening Up New Dimensions zum Thema Integrierte Fahrdynamikregelung. Darin behandelt er die neuen Möglichkeiten für die Regelung der Fahrdynamik, die durch elektrische Antriebe und By-Wire-Technologie entstehen. Eine Lösung auf Herausforderungen wie domänenübergreifende Steuerung von Aktoren oder zentralisierte und zonenorientierte Fahrzeug-E/E-Architekturen zeigt Westerfeld am Beispiel der neuen Fahrdynamikregelsystem "Vehicle Dynamics Control 2.0" von Bosch. Das nach den Prinzipien von softwaredefinierten Fahrzeugen entwickelte System mit modellbasiertem Feed-Forward-Regelungsansatz erlaubt, das Fahrzeugverhalten zu antizipieren und verschiedene Aktoren einfach zu integrieren, zu steuern und zu nutzen. (ps) 

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Simulation und funktionale Sicherheit

The Key Role of Virtual Prototypes for the Functional Safety of Software-Defined Vehicles lautet der Vortrag von Dr. Michael Kochem, Vice President Strategic Consulting & Engineering, IPG Automotive. Kochem zeigt einen Weg, um die Herausforderungen zu meistern, die der Übergang zum softwaredefinierten Fahrzeug mit sich bringt. Er beschreibt die Rolle der Simulation beim Nachweis der funktionalen Sicherheit bei einer immer komplexer werdenden Fahrzeugsoftware. Das gilt insbesondere für die wachsende Anzahl von Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und autonomen Fahrfunktionen. Die drei Hauptprobleme für die Safety von Software-defined-Vehicles sieht Kochem in der Vielfalt der Szenarien, dem Aufbau einer Flotte virtueller Prototypen im Rahmen von Softwareentwicklungsmethoden sowie die Umsetzung im Entwicklungsprozess. Die Entwicklung von Software-defined-Vehicles ist demnach ohne OTA-Update-Technik nicht denkbar. Kochem stellt zudem die verschiedenen für jede Phase des Entwicklungsprozesses geeignete Testmethoden vor. Mit einer offene Integrations- und Testplattform, die eine geeignete Kombination der verschiedenen Testansätze bietet, können Tests automatisiert und sicher sowie in einer unbegrenzten Anzahl von kritischen Szenarien durchgeführt werden und damit die funktionale Sicherheit gewährleisten. (ps)

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Leichtbaulösung: Nichtrostender Stahl für Fahrwerkskonzepte

Dr. Barbara Mundt, Lead Technical Manager, Outokumpu Nirosta GmbH, und Lukas Christopher Schröder, R&D Engineer, Outokumpu Nirosta GmbH, beschäftigen sich in in ihrer Präsentation Nachhaltige und innovative Leichtbau­lösungen bei wettbewerbs­fähigen Kosten mit den Auswirkungen des Leichtbaus auf Fahrwerksanwendungen. Mundt und Schröder stellen die neueste Werkstoffentwicklung des warmgewalzten 1.4376 für den Einsatz in Fahrwerkanwendungen vor. Er soll eine Kombination aus hoher Festigkeit und hoher Dehnung bieten, wodurch verschiedene Sicherheits- und Designaspekte gelöst werden könnten. Außerdem ließen sich kostengünstige und nachhaltige Leichtbaulösungen erzielen. All dies mache laut Mundt und Schröder diesen nichtrostenden Stahl äußerst interessant für Fahrwerkskonzepte. (chk) 

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Das effiziente Fahrwerk im Mercedes Vision EQXX

Der Vortrag Vision EQXX - Innovative chassis system for a highly efficient electric vehicle von Dr. Dirk Herkenrath, Development Chassis- Architectures & -Innovations (RD/VDE) bei Mercedes-Benz gibt einen Einblick in die Entwicklung des Fahrwerks des batterieelektrischen Mercedes-Benz Vision EQXX. Laut Herkenrath geht es von Anfang an vor allem um Effizienz und Reichweite. Dazu trägt die völlig neu entwickelte, kompakte Mehrlenker-Hinterachse bei: Mit leichten und aerodynamischen Magnesiumrädern, extrem rollwiderstandsarmen Reifen in 185/65 R 20, innovativen Aluminium-Bremsscheiben und der mit dem Formel-1-Team entworfene leichte Hinterachs-Hilfsrahmen sind einige Beispiele, die im Vortrag aufgezeigt werden. (ps)

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