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Alt 30.11.2002, 18:15     #1
Hermann   Hermann ist offline
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BMW erfindet das Lenken neu - 07.08.2002

Mit dem innovativen System Aktivlenkung unterstützt BMW den Fahrer, nimmt ihm aber das Lenkrad nicht aus der Hand.

BMW revolutioniert das Autofahren. Genauer: das Lenken. Mit der jetzt vorgestellten innovativen Aktivlenkung, die gezielt den vom Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlag der Vorderräder verändert, setzt die Marke einen neuen Maßstab in Agilität, Komfort und Sicherheit.

BMW Fahrer profitieren zukünftig direkt und spürbar von diesem technologischen Durchbruch – bei schneller Autobahnfahrt, auf der kurvenreichen Landstraße, beim Einparken in der Stadt. Und sie gewinnen noch mehr Fahrspaß. Denn die Aktivlenkung verstärkt die typischen Tugenden der BMW Lenkung: das Fahrzeug wird – bei vollem Erhalt der authentischen Lenkungsrückmeldung – noch dynamischer als bisher. Zusätzlich erhöht das System durch seine ergonomischen Vorteile den Komfort. Last, but not least, erhöht die Aktivlenkung die Verkehrssicherheit als ideale Ergänzung des BMW eigenen Stabilitätssystem Dynamic Stability Control (DSC) sowie durch ihre den Fahrer entlastende Wirkung (Konditionssicherheit).

Im Unterschied zu Entwicklungen anderer Hersteller, deren Forschungsaktivitäten auf ein reines Steer-by-Wire-Lenksystem ohne mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Räder abzielen, weist die Aktivlenkung von BMW nach wie vor eine mechanische Lenksäule zur permanenten Verbindung von Lenkrad und Vorderrädern auf. Dies garantiert nicht nur eine stets funktionsfähige Lenkung selbst bei gestörten oder komplett ausgefallenen Assistenzsystemen. Es ist zugleich auch Voraussetzung für den Erhalt des vom Fahrer als wirklich authentisch empfundenen „Lenkgefühls“. Im Vergleich dazu können reine Steer-by-Wire-Systeme prinzipbedingt keine so realistische Fahrerrückmeldung simulieren. BMW entscheidet sich heute als erster Hersteller weltweit bewusst für das System Aktivlenkung als den wegweisenden Schritt zum reinen Steer-by-Wire. Die Entwicklung der AktivLenkung ist so weit abgeschlossen, dass sie schon in Kürze in einer der nächsten Modellgenerationen zum Einsatz kommen wird. Als weltweit erster Hersteller wird BMW also schon bald seinen Kunden den Genuss eines dynamischen Fahrerlebnisses mit höherer Sicherheit und einem Plus an Komfort bieten – und dies bei Erhalt des authentischen Lenkgefühls, das für BMW Automobile von jeher typisch ist.

Kernelement des revolutionären Lenksystems Aktivlenkung ist die so genannte Überlagerungslenkung. Darunter ist ein Planetengetriebe zu verstehen, das in die geteilte Lenksäule integriert ist. In dieses Planetengetriebe greift ein Elektromotor über ein selbsthemmendes Schraubradgetriebe ein und erzeugt fahrsituativ einen zusätzlichen – oder reduzierten – Lenkwinkel der Vorderräder. Als weitere Komponente übernimmt eine regelbare Servolenkung (ähnlich der bereits bekannten Servotronic) die Kontrolle des Lenkradmoments. Mit diesen beiden Komponenten können der Lenkeinschlag der Vorderräder und das Lenkradmoment der jeweiligen Fahrsituation angepasst werden.

Im normalen Fahrbetrieb verändert die Aktivlenkung insbesondere die Lenkübersetzung im unteren bis mittleren Geschwindigkeitsbereich und erhöht damit die Handlichkeit des Fahrzeugs. In kritischen Situationen kann das System überdies den vom Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlag der Räder gezielt verändern und das Fahrzeug damit schneller als der Fahrer stabilisieren. Dadurch ergeben sich fahrdynamische Vorteile.

Typische Fahrsituationen, in denen die Aktivlenkung dem Fahrer spürbare fahrdynamische Vorteile bringt, sind beispielsweise im Landstraßenverkehr zu erwarten, wo die Aktivlenkung die Lenkübersetzung direkter wählt als dies bei konventionellen Lenksystemen der Fall ist – das Fahrzeug reagiert agiler. Die Wahrnehmung dieses Lenkverhaltens wird treffenderweise als „Kart-feeling“ charakterisiert – der Fahrer erlebt sein Auto „handlicher“. Bei extrem langsamer Fahrt, etwa beim Einparken in der Stadt, genügen dem Fahrer durch diese direkte Auslegung der Lenkübersetzung etwa zwei Lenkradumdrehungen, um seinen BMW mühelos und ohne Kraftanstrengung in eine enge Parklücke zu rangieren.

Bei höherem Tempo, etwa auf der Autobahn, wird die Lenkübersetzung zunehmend indirekter bis hin zum Niveau konventioneller Lenkungen oder sogar darüber hinaus. Das gleichzeitig ansteigende Lenkmomentniveau verhindert ungewollte Lenkbewegungen – der Fahrer empfindet dies als spürbaren Gewinn an Fahrstabilität. Notwendige Fahrmanöver bei schneller Fahrt werden dabei mit Unterstützung der Aktivlenkung spontaner umgesetzt und sind mit intuitiven Lenkbewegungen vom Fahrer sicher kontrollierbar. In Fahrsituationen, in denen die Fahrstabilität eingeschränkt ist, etwa auf nasser oder glatter Fahrbahn, oder auch bei Seitenwind, greift die Aktivlenkung schnell ein und verbessert die Fahrstabilität so, dass das umfassende Stabilisierungssystem DSC an Bord des BMW weniger eingreifen muss. Dies funktioniert ebenfalls bei Bremsmanövern auf ungleich griffigem Untergrund (zum Beispiel linke Räder auf trockenem, griffigen Asphalt, rechte Räder auf unbefestigten Randstreifen) oder bei heftigen Richtungswechseln, wie etwa beim Ausweichen von Wild oder anderen plötzlich auftauchenden Hindernissen.

Somit löst die Aktivlenkung von BMW einzigartig den Zielkonflikt jeder konventionellen Lenkung zwischen Agilität, Stabilität und Komfort. Zukünftige BMW Fahrer werden dank der Aktivlenkung in alltäglichen Fahrsituationen erheblich komfortabler und sicherer manövrieren – und dabei stets die BMW typische Fahrfreude noch deutlicher genießen.

Fahrdynamik ganz neu entdeckt – mit der Aktivlenkung macht BMW Fahren noch mehr Freude.

Mit dem innovativen System Aktivlenkung unterstützt BMW den Fahrer bei jedem Tempo, vor allem aber im unteren und mittleren Geschwindigkeitsbereich. Dort also, wo fahrdynamisches Lenken echten Fahrspaß bringt.

Die Kurve auf der Landstraße, die sich immer stärker „zuzieht“, das Serpentinenkarussell eines Alpenpasses, die Hochgeschwindigkeitsfahrt auf der Autobahn – Alltagssituationen für Autofahrer, in denen es vor allem auf eines ankommt: die richtige Lenkreaktion.

Gleichzeitig sind dies Fahrzustände, in denen das Auto ganz unterschiedlich reagieren muss: So direkt wie möglich sollen die gelenkten Vorderräder bei mittlerem Tempo den Lenkbewegungen des Fahrers gehorchen. Doch je höher die Geschwindigkeit, desto indirekter soll die Lenkübersetzung arbeiten. Gegensätzlicher können die Anforderungen also kaum sein. Vor allem aber – der Fahrer soll stets eine authentische Lenkungsrückmeldung erhalten.

Was wie die Quadratur des Kreises klingt, ist BMW in puncto Lenkung gelungen: Mit dem jetzt vorgestellten fahrdynamischen System AktivLenkung löst BMW den fundamentalen Zielkonflikt, dem jede konventionelle Lenkung unterliegt – der grundsätzlichen Entscheidung zwischen Agilität, Stabilität und Komfort.

Fahraktiv ohne Kompromisse.

Bei einem konventionellen Lenksystem werden die Lenkbefehle des Fahrers wegen der fest definierten Übersetzungsverhältnisse zwischen Lenkrad und gelenkten Vorderrädern immer gleich übertragen (auch wenn das Übersetzungsverhältnis mit zunehmendem Radeinschlag progressiver wird). Eine direkte Lenkung – ideal bei gemäßigtem Tempo – bleibt also direkt, selbst wenn bei hohem Tempo längst eine viel indirektere Lenkübersetzung angebracht wäre, um den physikalisch vorgegebenen Anstieg der Lenkempfindlichkeit mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit zu kompensieren. Umgekehrt gilt das natürlich für eine indirekte Lenkung: Die ideale Lenkübersetzung für den „Höchstgeschwindigkeitsbereich“ lässt bei gemächlicherer Gangart das Lenken zur Arbeit werden – weil der Fahrer in Relation zum Radeinschlag stets unverhältnismäßig viel am Lenkrad „kurbeln“ muss. Konventionelle Lenksysteme stellen also stets einen Kompromiss zwischen den beiden Extremen dar.

Maßstab für Agilität, Komfort und Sicherheit.

Das innovative System Aktivlenkung revolutioniert nun das Lenken, indem es diesen scheinbar unlösbaren Zielkonflikt aufhebt: Es verändert gezielt den vom Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlag der Räder. Dabei kombiniert die Aktivlenkung die Möglichkeiten rein elektronischer Steer-by-Wire-Lenkungen (Steer-by-Wire = Lenkungen ohne mechanische Verbindung von Lenkrad und gelenkten Rädern, sondern mit elektronischer Signalübertragung) mit einer authentischen Lenkungsrückmeldung, wie sie derzeit nur mit mechanischen Kraftübertragungen möglich ist. Die Aktivlenkung setzt so einen neuen Maßstab in Agilität, Komfort und Sicherheit.

Technisch basieren die vielfältigen Funktionalitäten der Aktivlenkung auf dem Prinzip der Lenkwinkelüberlagerung: Ein elektromechanischer Steller zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe addiert einen Zusatzlenkwinkel zu dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel. Kernelement der revolutionären Aktivlenkung ist die so genannte Überlagerungslenkung, ein in die geteilte Lenksäule integriertes Planetengetriebe mit zwei Eingangs- und einer Ausgangswelle. Eine Eingangswelle ist mit dem Lenkrad verbunden, die zweite wird über ein selbsthemmendes Schraubradgetriebe als Untersetzungsstufe von einem Elektromotor angetrieben. Der an der Ausgangswelle entstehende Gesamtlenkwinkel setzt sich aus Lenkradwinkel und Motorwinkel zusammen. Die Stellkräfte für den Radeinschlag werden jedoch nicht durch den Elektromotor, sondern durch eine separate Servounterstützung wie bei einer konventionellen Lenkung aufgebracht. Zusätzliche Komponenten der Aktivlenkung sind ein eigenes Steuergerät und verschiedene Sensoren zur Erfassung des Fahrzustands und des Fahrerwunsches. Darüber hinaus kommuniziert die Aktivlenkung über das fahrzeugeigene Bordnetz intensiv mit dem DSC-Steuergerät.

„Kart-feeling“ bei langsamem und mittlerem Tempo.

Die Aktivlenkung erzeugt fahrsituativ einen zusätzlichen – oder reduzierten – Lenkwinkel der Vorderräder. Bei langsamer Fahrt arbeitet der Stellmotor gleichsinnig zum Lenkeinschlag des Fahrers. Hierdurch werden die Vorderräder weiter eingeschlagen und der Lenkaufwand sinkt. Bis zu mittleren Geschwindigkeiten wird so eine wesentlich direktere Lenkübersetzung als bei herkömmlichen Fahrzeugen realisiert. Das Lenkmoment (Kraftaufwand des Fahrers am Lenkrad) ist dabei – ähnlich der bekannten Servotronic-Funktion – komfortabel niedrig.

Bei hoher Fahrgeschwindigkeit arbeitet der Stellmotor gegensinnig zum Lenkradwinkel. Hierdurch wird der Lenkeinschlag an den Vorderrädern reduziert, die Lenkübersetzung wird indirekter und entspricht – zum Beispiel bei schneller Autobahnfahrt – dem hohen Standard einer konventionellen BMW Lenkung. Gleichzeitig wird das Lenkmomentniveau angehoben, um ungewollte Lenkbewegungen zu verhindern.

In fahrdynamisch kritischen Situationen verändert die Aktivlenkung gezielt den vom Fahrer vorgegebenen Lenkeinschlag der Räder und kann damit das Fahrzeug viel schneller stabilisieren als der Fahrer.



Aktivlenkung verstärkt typische BMW Tugenden.

Die Aktivlenkung, welche schon in Kürze für die ersten – danach sukzessive für weitere BMW Modellreihen – zur Verfügung stehen wird, verspricht zukünftigen BMW Fahrern noch größeren und in jeder Fahrsituation direkt erlebbaren Fahrspaß. Denn die Aktivlenkung verstärkt die typischen Tugenden der BMW Lenkung – das Fahrzeug wird, bei vollem Erhalt der authentischen Lenkungsrückmeldung, bis in den mittleren Fahrgeschwindigkeitsbereich als noch handlicher und agiler wahrgenommen.

Bei niedrigem Tempo entsteht überdies regelrechtes „Kart-feeling“.

Weniger Lenkarbeit in der Stadt.

Durch seine variable Lenkübersetzung erhöht die Aktivlenkung auch den Komfort: Werden bei den heutigen BMW Modellen noch etwa drei volle Lenkradumdrehungen benötigt, um den vollen Radeinschlag von ganz links nach ganz rechts zu erzielen, so reduziert die Aktivlenkung diese auf etwa zwei Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag, indem es im niedrigen und mittleren Geschwindigkeitsbereich den Lenkradwinkel reduziert. Weniger Lenkarbeit, zum Beispiel beim Rangieren in engen Parklücken oder beim spitzwinkligen Abbiegen im Innenstadtbereich, ist die direkte Folge der variablen Lenkübersetzung.

Hände bleiben immer in optimaler Lenkposition.br>
Weitgehend überflüssig wird auch das Umgreifen am Lenkrad, etwa bei kurvenreichen Passfahrten im Gebirge. Wird der Fahrer in konventionell gelenkten Fahrzeugen mitunter sogar verleitet, die Arme zu überkreuzen, so bleiben sie im mit der Aktivlenkung ausgerüsteten BMW immer dort, wo sie hingehören: in optimaler Position am Lenkrad. Erhalten bleibt also in jeder Fahrsituation die uneingeschränkte Bedienbarkeit von Multifunktionstasten und SMG Paddles (Schaltwippen hinter dem Lenkrad, mit denen das sequenzielle Schaltgetriebe bedient wird).

Schneller durch den Slalomparcours.

Eindrucksvoll demonstrieren lassen sich die gewonnene Agilität und
Dynamik der Aktivlenkung in der so genannten Pylonengasse („Slalomtest“), die Ausweichmanöver im unteren und mittleren Geschwindigkeitsbereich simuliert: Die Aktivlenkung ermöglicht dem Fahrer eine viel bessere Kontrolle des Fahrzeugs, gepaart mit einer deutlich gesteigerten Lenkpräzision und reduziertem Lenkaufwand gegenüber der Vergleichsfahrt mit herkömmlicher Lenkung. Die den Fahrer insgesamt entlastende Wirkung der Aktivlenkung erhöht letztlich auch die Konditionssicherheit.

Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit reduziert die Aktivlenkung den Lenkeinschlag und übersetzt damit die Lenkung indirekter. Vereinfacht ausgedrückt: Der Fahrer müsste weiter einlenken, als bei langsamer Fahrt, um den selben Radeinschlag zu erzielen. Häufige Fahrfehler, wie das schnelle Verreissen des Lenkrads bei hohem Tempo als Folge einer Schreckreaktion werden durch die indirekte Lenkübersetzung abgemildert. Die indirekte Übersetzung ist im Hochgeschwindigkeitsbereich überdies für einen einwandfreien Geradeauslauf erforderlich.

Aktivlenkung ergänzt das DSC-Stabilitätssystem.

Agiler, komfortabler – last, but not least macht die Aktivlenkung das Fahren auch sicherer, denn das System ergänzt das BMW eigene Stabilitätssystem Dynamic Stability Control (DSC) ideal. In kritischen Fahrsituationen – etwa bei schnellen Richtungswechseln, wie sie beim Aus- und Wiedereinscheren zum Überholen auf der Autobahn auftreten können – neigen tendenziell alle Fahrzeuge zum Übersteuern (Fahrzeug beschreibt einen kleineren Kurvenradius als der Lenkeinschlag vorgibt), und mitunter werden heftige Gierreaktionen (Drehung des Fahrzeugs um die Hochachse) provoziert, die sogar zum Verlust der Fahrstabilität führen können. Die Aktivlenkung greift in solchen Situationen korrigierend ein indem sie die auftretenden Gierbewegungen schon im Ansatz dämpft und das Fahrzeug so für Fahrer und Passagiere fast unmerklich stabilisiert. Das umfassende Stabilisierungssystem Dynamic Stability Control an Bord des BMW muss dadurch weniger „hart“ eingreifen. Im Unterschied zu DSC, bei dem durch Bremseingriffe grundsätzlich (wenn unter Umständen auch nur sehr gering) die Fahrgeschwindigkeit reduziert wird, verändert die Aktivlenkung lediglich den Lenkwinkel, der stabilisierende Eingriff bleibt weitgehend unbemerkt. Erst wenn das Fahrzeug durch den Eingriff dieses Systems nicht zu stabilisieren ist, greift DSC ein. Insofern ergänzt die Aktivlenkung das umfassendere Stabilisierungssystem DSC.

Garantierte Sicherheit durch mechanische Grundlenkung.

Im Unterschied zu Entwicklungen anderer Hersteller, deren Forschungsaktivitäten auf ein reines Steer-by-Wire-Lenksystem ohne mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern zielen, weist die Aktivlenkung von BMW nach wie vor eine mechanische Lenksäule zur permanenten Verbindung von Lenkrad und Vorderrädern auf. Dies garantiert eine stets funktionsfähige Lenkung selbst bei gestörten oder komplett ausgefallenen Assistenzsystemen. Reine Steer-by-Wire-Lenkungen benötigen hingegen umfassende und mehrfache Redundanzsysteme, die sowohl technisch als auch preislich erheblich aufwändiger sind.

Zugleich ist die mechanische Lenkung Voraussetzung für eine vom Fahrer als wirklich authentisch empfundene Lenkungsrückmeldung. Kein reines Steer-by-Wire-System ist zur Zeit in der Lage, ein realistisches Fahrempfinden zu simulieren. Im übrigen passt die vollständige Abkopplung des Fahrers durch eine vollelektronische Lenkung nicht zur BMW Philosophie. Die Aktivlenkung hingegen verstärkt beziehungsweise vermindert lediglich die vom Fahrer vorgenommene Lenkaktivität!

Aktivlenkung – der Meilenstein auf dem Weg zu Steer-by-Wire.

Mit seiner Entscheidung für die Aktivlenkung wendet sich BMW nicht von der Entwicklung reiner Steer-by-Wire-Lösungen ab. Als erster Hersteller weltweit hat BMW jetzt vielmehr die Entwicklung der Aktivlenkung als die richtungsweisende Innovation auf dem Weg zur reinen Steer-by-Wire-Lenkung so weit abgeschlossen, dass es schon in einer der nächsten Modellgenerationen zum Einsatz kommen kann. Damit gelangen BMW Kunden in den Genuss eines noch dynamischeren Fahrerlebnisses mit höherer Sicherheit und einem Plus an Komfort – und dies bei Erhalt des authentischen Lenk- und Fahrverhaltens, das für BMW Automobile von jeher typisch ist.
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Viele Grüße Hermann

"Nur wer für den Augenblick lebt, lebt für die Zukunft"Heinrich von Kleist
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