Wir haben es alle schon erlebt: da fährt ein Bus mit höherer Geschwindigkeit durch das kurvige Gebirge, das einem übel wird. Der Fahrer hält sich am Lenkrad fest und merkt nichts von seiner forschen Fahrweise und der Übelkeit seiner Gäste. Aber auch im PKW – ins besondere bei den höher gestellten SUV – tragen solche Wankbewegungen nicht unbedingt zum Wohlbefinden der Mitreisenden bei. Da diese Fahrzeuge mit hoher Fahrleistung ausgestattet sind, können auch leicht Autobahnkurven zum „Wackler“ führen.

Straßenlage

So stellen sich gerade die Hersteller von sportlichen SUV die Frage, wie verleiht man einem großen SUV eine sportliche Straßenlage mit geringer Seitenneigung, ohne dabei Komfort einzubüßen? Audi löst diesen Zielkonflikt durch die elektromechanische aktive Wankstabilisierung (eAWS). Mithilfe des 48-Volt-Bordnetzes und kraftvoller Stellmotoren lassen sich die Stabilisatoren an Vorder- und Hinterachse je nach Fahrsituation aktiv ansteuern.

Im Ergebnis bewahren die Modelle bei Geradeausfahrt ihren hohen Komfort. In Kurven und bei Lastwechseln dagegen überzeugen sie mit gesteigerter Querdynamik bei gleichzeitig geringer Karosserieneigung. Die technischen Vorteile der elektromechanischen Lösung von Audi: Sie ist energieeffizient, arbeitet annähernd in Echtzeit und ist durch den Verzicht auf hydraulische Elemente wartungsfrei.

Fahrwerkstechnik

Ihre vielen praktischen Talente begeistern die Kunden von SUV-Modellen der Oberklasse – vom groß bemessenen Innenraum über modernste Fahrwerkstechnologien bis hin zu kraftvollen Antrieben und fortschrittlichen Bedien- und Assistenzsystemen. Dabei macht ein SUV auch abseits befestigter Wege eine gute Figur. Bauartbedingt bringen solche Fahrzeuge ein höheres Leergewicht und einen erhöhten Schwerpunkt mit sich. Das bedeutet, dass sich die Karosserie eines SUVs bei Kurvenfahrt stärker zur Außenseite neigt als bei Modellen mit geringerer Schwerpunkthöhe.

Seitenneigung

Bei Kurvenfahrt neigt sich die Karosserie durch die Fliehkräfte nach außen, also federt die kurvenäußere Radseite ein, die kurveninnere Seite aus – das Fahrzeug rollt um die Längsachse. Drehelastische Querstabilisatoren zwischen linker und rechter Achsseite haben sich als Ausgleich bewährt. Sie reduzieren die Rollneigung, indem sie die Kurvenaußen- und Innenseite des Fahrwerks mit einem gegensinnigen Torsionsmoment beaufschlagen, also der Karosserieneigung entgegenwirken. Dieses passive Fahrwerksbauteil entfaltet bei Kurven- wie auch Geradeausfahrt dieselbe Wirkung. Was in der Kurve wünschenswert ist, kann jedoch bei Geradeausfahrt im Fall von einseitigen Bodenunebenheiten oder Schlaglöchern den Fahrkomfort beeinträchtigen.

Während passive Lösungen hier an ihre Grenzen geraten, löst Audi diesen Zielkonflikt durch die elektromechanische aktive Wankstabilisierung. Sie kann durch sensorische Erfassung Situationen erkennen und greift zielgenau nur dann ein, wenn der Aufbau weniger wanken soll. So wird die Federrate der Stabilisatoren bei unebener und gerader Fahrbahn auf ein Grundniveau abgesenkt und linke und rechte Räder federn und dämpfen weitgehend unabhängig voneinander.

Ein konventioneller Stabilisator arbeitet passiv, gleicht also nur die Fahrwerksbewegungen beider Seiten durch die mechanische Koppelung untereinander aus. Die elektromechanische aktive Wankstabilisierung ist dagegen gezielt regelbar. Das System besteht pro Achse aus zwei Stabilisatorhälften. Dazwischen arbeitet je eine E-Maschine an Vorder- und Hinterachse. Sie kann die Stabilisatorhälften gegeneinander verdrehen und so ein dem Wankmoment entgegenwirkendes Moment erzeugen – und dieses individuell für jedes Rad. Damit reduziert sie die Wankwinkel der Karosserie und stützt diese aktiv gegen die physikalischen Effekte der Fahrsituation ab.

Aktiv steuern

Sie bezieht ihre Befehle über Steuergeräte an Vorder- und Hinterachse, die Teil der Elektronischen Fahrwerkplattform (EFP) sind. Die EFP ist das zentrale Fahrwerksgehirn. Sie gleicht in Millisekunden verschiedene Parameter wie Geschwindigkeit, Höhenwerte, Vertikal-, Wank- und Nickbewegungen des Autos, Reibwert der Fahrbahn, den aktuellen Fahrzustand wie Unter- oder Übersteuern sowie die Daten der beteiligten Fahrwerkssysteme ab. Daraus errechnet sie die idealen Reaktionen für die Komponenten und stimmt sie schnell und präzise aufeinander ab.

Die elektrische Energie dafür erhält die eAWS aus einem leistungsfähigen 48-Volt-Bordnetz. Innerhalb von Millisekunden berechnet das System passende Stellwerte für die Stabilisatoren. Die E-Maschinen geben ihre Kraft über dreistufige Planetengetriebe ab. Dabei entstehen an den Stabilisatoren Momente von bis zu 1.200 Nm.

Das 48-Volt-System erlaubt es, bereits bei niedrigen Geschwindigkeiten eine unmittelbare Reaktion des Systems zu erzeugen. Eine Latenzzeit von nur wenigen Millisekunden vergeht zwischen der sensorischen Erfassung des Wankens und der Reaktion der E-Maschinen.

Im Gegensatz zu hydraulischen Lösungen verzichtet das umweltfreundliche elektromechanische System auf Ölkreisläufe und ist wartungsfrei. Es kann auch Energie rekuperieren, indem es Fahrwerksimpulse auf seinen E-Antrieb aufnimmt, in elektrische Energie umwandelt und in der Lithium-Ionen-Batterie des Bordnetzes speichert. Ebenso geht die elektromechanische Lösung effizienter mit der Energie um. Sie muss im Gegensatz zu hydraulischen Kreisläufen keinen Druck vorhalten.

Nutzen für Fahrer und Mitfahrer

Es reduziert die Rollneigung, macht den Fahreindruck sportlicher und souveräner und unterstreicht damit den vielseitigen Charakter der großen Baureihen. Es kann die Wankmomente an Vorder- und Hinterachse aktiv verteilen und so das Eigenlenkverhalten beeinflussen, also die Tendenz zum Unter- oder Übersteuern. Das Fahrdynamiksystem Audi drive select bietet dafür verschiedene Abstimmungsmöglichkeiten. Die elektromechanische aktive Wankstabilisierung vermittelt dem Fahrer in jeder Situation ein dynamisches und präzises Fahrgefühl und ermöglicht bessere Handling-Eigenschaften.