Automobil

Sorry, liebe Autofahrer! Auch wenn es mancher nicht wahrhaben will: Unsere elektronischen Copiloten fahren besser als wir. Das Antiblockier-system ABS und die Stabilitätsprogramme ESP waren nur der Anfang: Bits & Bytes übernehmen immer häufiger die Kontrolle über das Auto. Dabei peilen die Ingenieure ein hohes Ziel an: Sie wollen das komplette Fahrwerk unter
das Kommando einer elektronischen Eingreiftruppe stellen. Denn die reagiert bei Gefahr zuverlässiger als wir. Und schneller.

Es geschah am 28. Juli 2004 kurz vor 18 Uhr auf der A 8 Richtung München: Laut Protokoll der Autobahnpolizei Holzkirchen wurde ein PKW dänischer Urlauber am Irschenberg vom eigenen Wohnwagen »überholt« und aus der Spur gerissen. Als der beladene Hänger in einer lang gezogenen Rechtskurve der Gefällstrecke ins Schlingern gekommen war, hatte der Fahrer beherzt Gas gegeben – im Glauben, dadurch das Gespann zu stabilisieren. Stattdessen schaukelte sich der klobige Campingcaravan weiter auf, schleuderte wild hin und her und brach schließlich aus. Er schoss nach vorn, touchierte die Zugmaschine und prallte gegen die Leitplanke. Hier kamen die beiden ineinander verkeilten Fahrzeuge zum Stehen – der Wohnwagen war nur noch ein Schrotthaufen aus Sperrholz und Plastik. Hoher Sachschaden, die Passagiere wohlauf, allerdings schreckensblass.

Die Ursache des schweren Unfalls war menschliches Versagen. Der Fahrer hatte alles falsch gemacht, was man in dieser Situation falsch machen kann: Statt weiter Gas zu geben, hätte er das Gespann durch deutliches Bremsen stabilisieren müssen.

Damit es zu solchen Fehlreaktionen unerfahrener Lenker nicht mehr kommen kann, ist in die Fahrzeuge neueren Datums das Elektronische Stabilitätsprogramm ESP eingebaut. Seine Aufgabe: den Wagen durch dosiertes Bremsen in der Spur halten. Die neueste Version ESP II (auch ESP plus genannt) hätte den Unfall der dänischen Urlauber am Irschenberg sicher verhindert: Es erkennt durch Sensoren das Schaukeln eines Hängers. Solange der Geradeauslauf z. B. durch Straßenunebenheiten oder Seitenwind nur unwesentlich beeinträchtigt ist, reagiert die Elektronik nicht. Erst wenn sich die Schwingungen gefährlich verstärken und das Gespann auszubrechen droht, wird es durch automatisches Bremsen blitzschnell ruhig gestellt.

Diese neuen Stabilitätsprogramme können noch mehr. Es ist möglich, auch aktiv in die Lenkung einzugreifen, um ein Ausbrechen des Fahrzeugs aus seiner Spur zu verhindern. Das kann dann notwendig werden, wenn der Wagen ein paar Zentimeter von der Straße auf die Bankette abgekommen ist. Dann rollen die beiden linken Räder noch auf griffigem Asphalt, die beiden rechten auf lockerem Split oder Sand (die Fachleute bezeichnen diese Situation als »m='%B5';d=unescape(m);document.write(d);-Split«; gesprochen: »mü-Split«). Muss der Fahrer jetzt bremsen, zieht der Wagen nach links, weil auf dieser Seite höhere Bremskräfte übertragen werden als rechts: Eine kitzlige Sache, denn das Auto durch dosiertes Gegenlenken von Hand auf Geradeaus-kurs zu halten ist nicht einfach. Hier hilft ESP plus. Bei der VW-Variante dieses Stabilitätsprogramms löst die Elektronik sofort pulsierende Stöße im Lenkrad aus, wenn ein Rad den griffigen Asphalt verlässt: Dadurch kann der Fahrer extrem schnell auf die »m='%B5';d=unescape(m);document.write(d);-Split«-Situation reagieren und in Richtung der Lenkradstöße gegenlenken.

Andere Hersteller (etwa BMW in der Fünfer- und Sechserreihe) bevorzugen die automatische Lenkkorrektur: Die Räder können von selbst auf den Asphalt zurückschwenken – ohne dass sich das Lenkrad bewegt und ohne dass der Fahrer eingreifen muss.

Der Siegeszug der Autoelektronik begann in der Motorentechnik – P.M. hat mehrfach darüber berichtet. Jetzt erobern die Bits und Bytes immer stärker auch das Fahrwerk. Mit dem Antiblockiersystem, der »Stotterbremse«, fing es 1976 an: ABS verhindert das Blockieren der Räder, damit das Fahrzeug steuerbar bleibt. 1995 kam das erste ESP auf den Markt: Es verhindert, dass der Wagen ins Schleudern gerät. Mittlerweile unterscheiden Fachleute schon verschiedene Generationen: ABS geht mit dem Vierkanal-system, das erstmals auf jedes einzelne Rad wirkt, bereits in die dritte Ausbaustufe; und dem ESP folgten jetzt ESP II sowie ESP plus. Antiblockierbremse und Antischleuderprogramm sind in vielen Automodellen mittlerweile serienmäßig eingebaut – Konsequenz aus dem berühmt gewordenen »Elchtest« vor sieben Jahren, bei dem die Mercedes-A-Klasse spektakulär aus den Latschen kippte.

Bei ASB und ESP ist es aber nicht geblieben. Die Elektronik ist dabei, alle Funktionen des Fahrwerks zu optimieren: neben Lenkung und Bremsen auch Federung und Dämpfung sowie die Traktion der Reifen. Dafür liefert eine Vielzahl von Sensoren Unmengen von Daten, etwa über die Geschwindigkeit, die Reibungs- und Haftwerte der Reifen und den Lenkradeinschlag – über das Auto wird ein elektronisches Netz gespannt, das immer dichter wird. Es liefert in Form von endlosen Zahlenketten und Gleichungen das Wissen über nahezu alle Fahrzustände zu jedem beliebigen Zeitpunkt – Wissen, das sich in neue Sicherheitssysteme umsetzen lässt. Aber nicht nur das: Die Systeme arbeiten nicht mehr wie bislang nebeneinander her – sondern miteinander. »Verknüpfung« heißt das Zauberwort.

Ein Beispiel dafür ist die »CDC« (»Continuous Damping Control«). Diese elektronische Stoßdämpferregelung steuert die »Härte« eines Fahrzeugs stufenlos je nach Untergrund: Auf Kopfsteinpflaster wird es zu einer weich gleitenden Limousine, auf der Autobahn zu einem brettharten Sportwagen. Sogar Porsche bietet im neuen Elfer (werksinterne Bezeichnung: 997) zum ersten Mal in seiner Geschichte elektronisch verstellbare Stoß-dämpfer an, die mehr Komfort vermitteln, wenn der Fahrer mal seine Bandscheiben schonen will.

Die Firma Sachs in Schweinfurt stellt das CDC-Fahrwerk her, in den Autowerken wird es je nach Modell und Ausstattung mit weiteren Features versehen und im Feintuning so appliziert, dass es dem Markencharakter entspricht. Um dies herauszustreichen, bedienen sich die Autofirmen auch eigener Namen für ihr CDC: Bei Opel heißt es »Interaktives Dynamisches FahrSystem« (»IDS Plus«), Porsche nennt es »Porsche Active Suspension Management« (»PASM«) und DaimlerChrysler »Active Body Control« (»ABC«).

Im Prinzip arbeiten all diese Systeme ähnlich: Die Elektronik aktiviert Magnetventile, die den Ölstrom in den vier Stoßdämpfern stufenlos steuern. Dadurch kann sich die Charakteristik jedes Dämpfers – weich oder hart – präzise an die jeweilige Situation anpassen: an die Straßenverhältnisse, an die Beladung der Karosserie und die Geschwindigkeit, ob angefahren oder gebremst wird, ob der Wagen durch eine Kurve schießt oder geradeaus fährt. Das Ziel ist dabei, die Passagierzelle wie ein Luftkissenboot über dem Untergrund waagerecht schweben zu lassen – als wäre sie an einem Himmelshaken aufgehängt; Fachleute nennen dieses Verfahren deshalb auch »Sky-hook-Regelung«.

Sämtliche Daten über die Straßenverhältnisse, die Fahrzeugbewegungen und die Fahrweise fließen als Algorithmus in die Arbeit der Hochleistungs-Mikroprozessoren ein, wenn sie die Magnetventile der Stoßdämpfer steuern. Damit die Dämpfer innerhalb weniger Millisekunden von weich auf sportlich-hart (oder umgekehrt) wechseln können, sorgt ein High-Speed-Datenbus für Geschwindigkeit – mit einer Übertragungsrate von 500 Kilobit pro Sekunde; das ist achtmal so schnell wie ISDN.

Jetzt kommt die Verknüpfung mit anderen Fahrwerkssystemen ins Spiel: Die Daten, die das Stoßdämpfersystem steuern, re-geln zum Beispiel auch das elekt-ronische Gaspedal, mit dem fast alle neueren Fahrzeuge ausgestattet sind. »Fährt« die CDC im harten Sportmodus, spricht das Gas viel schneller an: Der Motor geht energischer »zur Sache« als im gemächlichen Gleitmodus.

CDC beeinflusst auch die elektrohydraulische Lenkung, die beispielsweise bei BMW zum Standard gehört: Sie ist im Sportmodus direkter und vermittelt mehr Agilität und Präzision. Werden jetzt die Daten noch mit dem Antischleuderprogramm ESP plus verknüpft, kann die Lenkung erstmals auch das Über- oder Untersteuern von Fahrzeugen wirksam und schnell korrigieren. Ein Auto, das von der Straße abzufliegen droht, wieder einzufangen war mit der alten ESP-Ver-sion nicht möglich: Sie konnte nur versuchen, das Fahrzeug durch gezieltes Abbremsen eines oder mehrerer Räder und durch weniger Gas in der Bahn zu halten.

Aber auch für sich allein betrachtet, bringt die elektronische Stoßdämpferregelung we-sentliche Vorteile. Nicht nur, dass sie auf schlechter Fahrbahn mehr Komfort bietet – sie erhöht da-rüber hinaus auch die Sicherheit: CDC verkürzt auf losem oder welligem Untergrund den Bremsweg um bis zu zehn Prozent. Denn jeder Schwingungsdämpfer wird durch die Ölhydraulik so eingestellt, dass das mit ihm verbundene Rad nicht holpert, also nicht für kurze Augenblicke in der Luft hängt: Die Dämpfer pressen die Räder konstant auf den Boden – da-durch kann die Bremse ein Höchstmaß an Kraft entfalten. So sorgt schon das Fahrwerk für ein Sicherheitsplus, bevor Fahrhilfen wie ABS oder ESP überhaupt eingreifen. Fachleute sind sich sogar darin einig, dass die Grenzen der CDC noch gar nicht ausgelotet sind.

Immer mehr Elektronik im Fahrwerk – wird das noch be-zahlbar sein? Klare Antwort: ja! Der zunehmende Massenabsatz hat schon jetzt zur Folge, dass nicht mehr allein die Luxuskarossen davon profitieren. Was vor kurzem in exotischen Sportwagen wie dem Ferrari 575 M oder in der Luxuslimousine Audi A8 nur exklusiv und gegen horrenden Aufpreis angeboten wurde, verbreitet sich jetzt in den Autos für jedermann. Die »Demokratisierung« des elekt-ronischen Fahrwerks ist mittlerweile auch bei den meistverkauften Personenwagen, VW Golf und dem Opel Astra, angekommen. Dabei legen deren Entwickler Wert auf die Feststellung, dass hier nicht mit viel Hightech eine schlechte mechanische Fahrwerksbasis kaschiert werden soll. Im Gegenteil: Das Ziel sei ein Optimum an Fahrsicherheit.

Die Visionen der Elektroniker reichen über das bisher Erreichte sogar noch weit hinaus. Sie planen eine umfassende Fahrwerkskontrolle, die alle Einzelsysteme miteinander verknüpft: Ein zentrales Steuergerät soll sämtliche angelieferten Daten aufnehmen, bewerten und das Fahrwerk perfekt auf die jeweilige Fahrsituation »einstellen«. Damit ließe sich nicht nur mancher Unfall verhindern – das Auto wäre auch zum Rollenspiel fähig: Mal ist es ein bequemes Kindertaxi für den Weg zur Schule, dann ein voll beladener Caravan für den Umzug oder ein reinrassiger Sportwagen für die Rennstrecke. Noch arbeiten die Ingenieure an der totalen elekt-ronischen Kontrolle des Fahrwerks – aber der Name steht schon fest: »Global Chassis Control«, kurz: »GCC«.