Cle­ve­re Lenk­hil­fe

Mit ei­nem Trick ver­bes­sert die G-Vec­to­ring Con­trol von Maz­da Fahr­kom­fort, Dy­na­mik, Sta­bi­li­tät und Lenk­prä­zi­si­on. Die per Brems­ni­cken er­zeug­te Rad­last­ver­tei­lung wirkt Wun­der

AUTO ZEITUNG - - TECHNIK · MAZDA G-VECTORING CONTROL - Hol­ger Ip­pen

Wenn es um die Fahr­zeug­ab­stim­mung von Fa­mi­li­en­au­tos geht, le­gen die In­ge­nieu­re von Maz­da gro­ßen Wert auf Aus­ge­wo­gen­heit. Der ja­pa­ni­sche Chef­ent­wick­ler To­ru Yo­shio­ka nennt es „Jin­ba It­tai“– was so­viel be­deu­tet wie „Ein­heit von Ross und Rei­ter“. Die dar­aus ab­ge­lei­te­te Maz­da-Pro­dukt­phi­lo­so­phie lau­tet: „Ein­heit von Au­to und Fah­rer“. So wie das gut trai­nier­te Tur­nier­pferd we­der Spo­ren noch Peit­sche braucht, son­dern auf smar­ten Schen­kel­druck und Ge­wichts­ver­la­ge­rung re­agiert, be­we­gen sich Fahr­zeug und In­sas­sen har­mo­nisch mit­ein­an­der. Die Wün­sche des Fah­rers setzt mo­der­ne Tech­nik sen­si­bel, aber ef­fi­zi­ent um. Lenk- und Pe­dal­kräf­te sind zwar jetzt schon ge­ring, doch Yo­shio­ka weiß: Mit „Jin­ba It­tai“geht noch mehr. Denn „bis­her wer­den Quer- und Längs­kräf­te in der Fahr­zeug­tech­no­lo­gie im­mer se­pa­rat ge­steu­ert“.

Maz­da will Ge­wichts­kräf­te ge­zielt ein­set­zen

Den nächs­ten Schritt sieht der Maz­da-In­ge­nieur in op­ti­mier­ten Über­gän­gen zwi­schen den G-Kräf­ten in al­len Fahrsze­na­ri­en. Die Tech­nik steht schon be­reit: „Un­ser Maz­da GVC (G-Vec­to­ring Con­trol) ist die welt­weit ers­te Tech­no­lo­gie, die per Mo­tor­dreh­mo­ment ge­ziel­te Re­ak­tio­nen auf Len­kung und Fahr­ver­hal­ten aus­übt.“Im Kl­ar­text: Plötz­li­ches „Gas­lup­fen“er­zeugt Nick­be­we­gun­gen, die sich cle­ver nut­zen las­sen. Wie? Durch die ver­ti­ka­le Be­las­tung ei­nes ein­zel­nen Ra­des sol­len sen­si­ble Lenk­kor­rek­tu­ren vor­ge­nom­men wer­den. Wo­zu? Hier ist ein Rück­blick an­ge­bracht: In al­ten ame­ri­ka­ni­schen Schwarz­weiss-Fil­men kur­beln die Fah­rer kraft­voll am Lenk­rad. Selbst wenn es schnur­ge­ra­de­aus geht, be­stim­men hef­ti­ge Hin- und Her­be­we­gun­gen die Sze­ne. Sol­che

läs­ti­gen Lenk­be­we­gun­gen sind mit heu­ti­gen Au­tos längst nicht mehr nö­tig, um auf Kurs zu blei­ben. Den­noch muss man, vor al­lem auf schlech­ter und bu­cke­li­ger Fahr­bahn so­wie bei un­gleich­mä­ßi­gem Un­ter­grund, mit klei­nen, meist un­be­wusst aus­ge­führ­ten Lenk­kor­rek­tu­ren für Aus­gleich sor­gen. Da­zu sind nicht nur die mensch­li­chen Sin­nes­or­ga­ne (Se­hund Tast­sinn) in Ak­ti­on, son­dern viel mehr Mus­kel­grup­pen ak­tiv, als wir an­neh­men – und zwar am gan­zen Kör­per. Ob­wohl wir da­von kaum et­was be­mer­ken, trägt es bei vie­len Au­to­fah­rern zur vor­zei­ti­gen Er­mü­dung bei. Ab­hil­fe soll das cle­ve­re Sys­tem der ja­pa­ni­schen Soft­ware-Ex­per­ten um Prof. Ma­sa­to Abe vom Ka­na­ga­wa In­sti­tu­te of Tech­no­lo­gy brin­gen. Mit sei­nem Team hat er die phy­si­ka­li­schen Grund­la­gen für den prak­ti­schen Fahr­werks­ein­griff per Mo­men­ten-Steue­rung ge­schaf­fen. Da­bei han­delt es sich um ein schlich­tes Soft­ware­up­date, dass be­reits ab Herbst nach und nach bei Maz­da-Mo­del­len in die Se­rie ein­flie­ßen wird.

Mehr Rad­last durch Nick­be­we­gung

Yo­shio­ka er­klärt die Funk­ti­on von GVC: „Wir wol­len ge­zielt die Rad­las­ten va­ri­ie­ren und so die Sei­ten­füh­rung ver­bes­sern, was di­rek­ten Ein­fluss auf Si­cher­heit, Kom­fort und Fahr­dy­na­mik nimmt.“Denn wenn auf ei­nem Rad mehr Ge­wicht las­tet, kann es mehr Kraft über­tra­gen und ei­ne bes­se­re Sei­ten­füh­rung bie­ten. Be­son­ders deut­lich wird dies am Bei­spiel ei­ner Kur­ven­fahrt. Beim Ein­len­ken nimmt die Mo­tor­steue­rung ein paar Mal für ei­nen je­weils sehr kur­zen Mo­ment von nur 15 Mil­li­se­kun­den die Ein­spritz­men­ge zu­rück und va­ri­iert zu­dem (na­tür­lich nur beim Ben­zi­ner) den Zünd­zeit­punkt. Da­durch ver­rin­gert sich das Mo­tor­dreh­mo­ment, was zu ei­ner grö­ße­ren Rad­last der Vor­der­rä­der führt, das Au­to nickt al­so nach vorn. Durch die­se Kraft­ver­tei­lung, kom­bi­niert mit der wir­ken­den Flieh­kraft, wird das kur­ven­äu­ße­re Vor­der­rad mit bis zu fünf Ki­lo­gramm stär­ker be­las­tet. Das reicht aus, um das Kur­ven­ver­hal­ten und die Lenk­prä­zi­si­on zu ver­bes­sern. Am Kur­ven­aus­gang ar­bei­tet die Soft­ware ge­nau um­ge­kehrt: Wenn der Fah­rer wie­der mehr Gas gibt, weil er aus der Kur­ve her­aus­be­schleu­nigt, wird die Ein­spritz­men­ge leicht er­höht. Das Dreh­mo­ment nimmt zu und sorgt da­durch für ei­ne Ent­las­tung der Vor­der­ach­se und ei­ne Be­las­tung vor al­lem des kur­ven­äu­ße­ren Hin­ter­ra­des. Die­se Maß­nah­me kommt di­rekt der Fahr­sta­bi­li­tät zu­gu­te.

Kaum zu spü­ren, aber wir­kungs­voll

Wir konn­ten die GVC-Funk­ti­on be­reits im Maz­da3 und Maz­da6 aus­pro­bie­ren. Was kom­pli­ziert klingt, fühlt sich ei­gent­lich recht un­spek­ta­ku­lär an – denn dem Fah­rer und den In­sas­sen blei­ben die Nick­be­we­gung und die Dreh­mo­ment-Va­ria­ti­on ver­bor­gen. Kein Wun­der: Die fün­zehn­tau­sends­tel Se­kun­de, in der die Dreh­mo­ment-Rück­nah­me wirkt, liegt au­ßer­halb jeg­li­cher Wahr­neh­mungs­mög­lich­kei­ten. Die fahr­dy­na­mi­schen Ein­grif­fe wir­ken zu­dem sanft und sind schon des­halb kaum zu spü­ren. Chef­tech­ni­ker Yo­shio­ka be­stä­tigt: „Die hier wir­ken­den Kräf­te lie­gen un­ter­halb von 0,05g.“Den­noch zei­gen sie ei­ne be­acht­li­che Wir­kung: Beim ISO-Aus­weich­test las­sen sich bei ak­ti­vier­ter GVC-Soft­ware die Py­lo­nen­gas­sen mit 5 km/ h schnel­ler pas­sie­ren. Und selbst un­ter er­schwer­ten Be­din­gun­gen glei­tet das Fahr­zeug durch künst­lich via Be­wäs­se­rungs­an­la­ge er­zeug­ten Re­gen deut­lich sta­bi­ler über den As­phalt. Das Heck neigt erst we­sent­lich spä­ter zum Aus­sche­ren, was im Stra­ßen­all­tag ein deut­li­cher Si­cher­heits­ge­winn sein kann.

Ul­tra­schnel­le Tech­nik für Echt­zeit-Re­ak­tio­nen

Doch die Tech­nik muss auch ul­tra­schnel­le Ak­tio­nen wie die Än­de­rung der Ein­spritz­men­gen um­set­zen. „Kein Pro­blem“, meint Yo­shio­ka: „Un­se­re SKYACTIV-Ben­zin- und Die­sel-Trieb­wer­ke mit be­son­ders kur­zer Mehr­fach-Ein­sprit­zung kön­nen das.“Sen­si­bi­li­tät muss aber das ge­sam­te Fahr­werk be­wei­sen. Da­zu wer­den für den Bor­drech­ner die Ein­gangs­grö-

ßen für den mo­men­ta­nen Lenk­win­kel, die Gas­pe­dal­stel­lung, die Fahr­ge­schwin­dig­keit und das Lenk­mo­ment um die Hoch­ach­se des Au­tos auf­be­rei­tet. Die Mo­tor­steue­rungs­soft­ware er­rech­net dar­aus die je­weils nö­ti­ge Ein­spritz­va­ria­ti­on. Je nach Si­tua­ti­on er­gibt sich ei­ne Dreh­mo­ment­re­du­zie­rung von höchs­tens elf New­ton­me­tern. Dies ent­spricht ei­ner ma­xi­ma­len Rad­last­ver­schie­bung von 50 New­ton­me­tern, al­so un­ge­fähr fünf Ki­lo­gramm mehr Auf­stands­ge­wicht für ein Rad. Ne­ben der bes­se­ren Fahr­sta­bi­li­tät in schnell durch­fah­re­nen Kur­ven bie­tet das Maz­da GVC ei­nen wei- te­ren Kom­fort­vor­teil. Dann näm­lich, wenn auf Bu­ckel­pis­ten und Stra­ßen mit un­gleich­mä­ßi­gem Be­lag ge­fah­ren wird.

Wie ein Aus­bü­geln schlech­ter Wegstre­cken

Tat­säch­lich kann die cle­ve­re Maz­da-Soft­ware auch je­nes Lenk­rad­pen­deln aus­glei­chen, das durch Fahr­bahnu­n­eben­hei­ten ent­steht. Ver­gleichs­mes­sun­gen zei­gen ein ein­deu­ti­ges Er­geb­nis: Die Auf­zeich­nun­gen des Lenk­rad­win­kels mit aus­ge­schal­te­tem GVC be­schreibt die blaue Kur­ve mit ho­hen Pen­del­aus­schlä­gen ( Dars­testel­lung Sei­te 108, Mit­te). Ein völ­lig an­de­res Bild er­gibt sich mit ak­ti­ver GVC-Soft­ware, dar­ge­stellt in der ro­ten Kur­ve ( Sei­te 108, un­ten). Die we­sent­lich klei­ne­ren Aus­schlä­ge ste­hen für we­ni­ger star­ke Lenk­be­we­gun­gen. Die­ser Un­ter­schied ist sub­jek­tiv deut­lich spür­bar. Die Len­kung gibt sich zwar im­mer noch Maz­da-ty­pisch leicht­gän­gig, fühlt sich aber et­was di­rek­ter an und for­dert deut­lich we­ni­ger Kor­rek­tu­ren. Die G-Vec­to­ring Con­trol ist kei­ne Zu­kunfts­mu­sik: Die Tech­nik geht be­reits im Herbst in Se­rie – mit dem face­ge­lif­te­ten Maz­da6, ge­folgt vom Maz­da3 im Ja­nu­ar kom­men­den Jah­res.

Sim­ple Phy­sik: Beim Be­schleu­ni­gen wer­den die Hin­ter­rä­der und bei Dreh­mo­ment- Rück­nah­me die Vor­der­rä­der stär­ker be­las­tet

Si­che­rer durch die Kur­ve: Ei­ne kur­ze Dreh­mo­ment-Re­duk­ti­on sorgt am Kur­ven­ein­gang für ein Fahr­zeug­ni­cken nach vorn. In Kom­bi­na­ti­on mit den Flieh­kräf­ten er­gibt sich da­durch ei­ne grö­ße­re Rad­last am vor­de­ren kur­ven­äu­ße­ren Rad. Bei der Kur­ven­aus­fahrt sorgt ein Dreh­mo­ment-Plus für mehr Rad­last auf dem äu­ße­ren Hin­ter­rad

Mit ei­nem ul­tra­schnel­len Ein­griff in die Ein­spritz­an­la­ge des Mo­tors 1 löst ei­ne Soft­ware mi­ni­ma­les Ka­ros­se­rie-Ni­cken aus 2 In Kom­bi­na­ti­on mit den Flieh­kräf­ten bei Kur­ven­fahrt er­höht sich die Rad­last vorn rechts 3 G-Vec­to­ring Con­trol (GVC) hält das Au­to auf der Ide­al­li­nie (rot) 4 Oh­ne GVC wür­de das Fahr­zeug stär­ker nach au­ßen ge­drängt 5

Test auf der Bu­ckel­pis­te: Die durch Fahr­bahnu­n­eben­hei­ten an­ge­reg­te, un­ru­hi­ge Len­kung muss der Fah­rer ak­tiv aus­glei­chen

Die blaue Kur­ve zeigt hef­ti­ge Pen­del­aus­schlä­ge, die für gro­ße Lenk­rad­win­kel-Kor­rek­tu­ren ste­hen. Dies führt zur Er­mü­dung

Deut­lich ge­rin­ger fal­len die Pen­del­aus­schlä­ge mit GVC aus – mit er­heb­li­chem Kom­fort­ge­winn: Der Fah­rer wird we­ni­ger ge­for­dert

Fahr­dy­na­mik-Test mit und oh­ne GVC auf künst­lich be­reg­ne­ter Test­stre­cke Maz­da G-Vec­to­ring Con­trol · Tech­nik

Prof. Ma­sa­to Abe vom Ka­na­ga­wa In­sti­tu­te of Tech­no­lo­gy schuf mit sei­nem Team die Grund­la­gen und ent­wi­ckel­te den GVC-Al­go­rith­mus

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