Manfred Harrer

Ausblick – Zukunft der Lenkung im Automobil

Die Herausgeber sind der festen Uberzeugung, dass trotz aller sich verscharfenden Randbedingungen bezuglich des Automobils auch im Jahr 2025 und daruber hinaus noch individuell gefahren bzw. gelenkt wird und dass die Fahrfreude weiterhin einen zentralen Stellenwert geniest. In diesem Sinne werden die heute bekannten Lenksysteme, Lenkungstechnologien und Lenkfunktionalitaten weiter im Fokus der Entwicklungsabteilungen von Fahrzeugherstellern und Lenksystementwicklern stehen, um auch in Zukunft dem Fahrer bzw. Kunden ein markentypisch gewunschtes Fahr- und Lenkverhalten zu gewahrleisten. Abschliesend nehmen die Herausgeber zu unterschiedlichen Aspekten im Automobilbau, welche in Verbindung mit den Lenksystemen und dem Lenkverhalten stehen, eine Einschatzung vor.

Lenkgefühl, Interaktion Fahrer – Fahrzeug

Das Lenkgefuhl ist das subjektive Empfinden des Fahrers beim Lenken eines Fahrzeugs. Dieses Lenkgefuhl resultiert aus der Empfindung und der Beurteilung des Fahrers vom Lenkverhalten bzw. des Fahrverhaltens des Fahrzeugs, es entsteht aus der Interaktion Fahrer-Fahrzeug. Als Fahrverhalten bezeichnet man allgemein die Reaktion des Fahrzeugs auf Fahrereingaben und auf Storungen wie beispielsweise Seitenwind oder Strasenunebenheiten. Das Lenkverhalten ist ein Teilbereich des Fahrverhaltens und beschreibt die Reaktion des Fahrzeugs auf Lenkeingaben und Storungen. Die Optimierung des Lenkgefuhls ist eine zentrale Aufgabe in der Fahrdynamikentwicklung. Zwar begann man schon Ende der 30er Jahre des vorigen Jahrhunderts, das Handling und insbesondere das Eigenlenkverhalten von Personenwagen quantitativ zu erfassen (Olley 1938), dennoch wurde und wird das so genannte Lenkgefuhl fast ausschlieslich subjektiv von erfahrenen Testfahrern bewertet und optimiert. Ein Grund dafur war und ist bis heute, dass das Lenkgefuhl eng mit dem Fahrverhalten bzw. den Handlingeigenschaften eines Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Objektivierung des Lenkgefuhls, getrieben durch den anhaltenden Trend einer immer starkeren Nutzung von Digitalen Prototypen, hat stark an Bedeutung gewonnen. Obwohl in der letzten Zeit schon einige Bewertungskriterien erarbeitet wurden, kann immer noch trefflich uber das Thema diskutiert werden, zum einen, weil es unterschiedliche Auslegungsphilosophien gibt, zum anderen weil die Grenzen zwischen authentischem und artifiziellem Lenkgefuhl, insbesondere auch in Verbindung mit Fahrerassistenzsystemen nicht klar sind.

Anforderungen an die Lenkung – ein Überblick

Bei der Kaufentscheidung fur ein neues Auto kommt dem subjektiven Fahreindruck des Kunden ein hoher Stellenwert zu. Dabei ubt das Fahrwerk einen entscheidenden Einfluss auf das Fahrverhalten aus. Im Rahmen der Fahrwerksentwicklung wird besonderes Augenmerk auf die Fahrdynamik, den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit gelegt. Einen ausschlaggebenden Teil der Fahrdynamik wird dabei durch das Lenkverhalten bestimmt, welches wiederum masgeblich durch das Lenksystem gepragt wird. Die Hauptaufgabe des Lenksystems besteht darin, den vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel in eine adaquate Fahrtrichtungsanderung umzusetzen. Durch die vom Fahrer eingeleitete Lenkwinkelanderung werden die Rader eingeschlagen, wodurch sich die Fahrtkursanderung ergibt. Dabei muss fur den Fahrer die Fahrzeugreaktion eindeutig vorhersehbar sein.

Fahrdynamische Grundlagen der Querdynamik

In diesem Kapitel erfolgt eine Einfuhrung in die Querdynamik und in die stationare und dynamische Kurvenfahrt. Mit zuerst einfachen Modellbetrachtungen sollen die wesentlichen Faktoren analysiert werden, welche die Querdynamik des Fahrzeugs, aber auch den vom Fahrer indizierten Lenkradwinkel bzw. das Lenkradmoment, beeinflussen. Ausgehend von den prinzipiellen Zusammenhangen fur die langsame bzw. schnelle Kurvenfahrt (siehe B) werden zur genaueren Analyse Modelle benotigt. Ausgehend vom linearen Einspurmodell wird die stationare Kreisfahrt analysiert und auf die dynamische Kurvenfahrt ubergeleitet. Dies erfolgt klassisch mit analytischen Formeln. Der grose Vorteil von diesen ist, dass die Zusammenhange explizit einsehbar sind. Zur Berucksichtigung der Effekte der Radlastverlagerung muss das Einspurmodell auf ein Zweispurmodell erweitert werden. Dies erfolgt ublicherweise mit numerischen Simulationsmodellen, da mit geschlossenen Formeln diese Zusammenhange kaum mehr erschlossen werden konnen.