Aktive Hinterachslenkung: Bessere Kurvendynamik

Eine verbesserte Fahrdynamik in Kurven und ein engerer Wendekreis sind Vorteile, die vier gelenkte Räder einem Fahrzeug bescheren. Zudem erhöhen sich dadurch der Fahrkomfort und die Sicherheit. Der ZF-Konzern entwickelte mit der „Active Kinematics Control“ (AKC) eine aktive Spurregelung der Hinterräder, die erstmals bei Porsche im GT3 und 911 Turbo zum Einsatz kommt.

Dynamische Kurvenfahrten verkörpern nur einen Vorteil einer aktiven Allradlenkung. Das System hilft ebenso bei plötzlichen Ausweichmanövern und verbessert damit die aktive Sicherheit. Dabei lenken auch die Hinterräder mit, wenn es gilt, durch ESP- und Lenkeingriffe das Fahrzeug unter Kontrolle zu halten. Auch bei starken Bremsmanövern auf Fahrbahnen mit loser oder glatter Oberfläche hilft die aktive Hinterradlenkung. Bei diesen sogenannten „My-Split“-Bremsungen halten die Hinterräder ebenfalls durch gezielte Lenkbewegungen das Fahrzeug in der Spur. Generell ist mit der Hinterachslenkung der Lenkaufwand geringer und das Fahrverhalten agiler.

Bei der aktiven Spurregelung der Hinterachse des von ZF entwickelten Systems ersetzen ein oder zwei verstellbare Lenker die passiven Spurstangen der Hinterachse. Als Herzstück des Systems bezeichnen die Ingenieure in Friedrichshafen das [foto id=“465371″ size=“small“ position=“left“]modular konstruierte Stell- bzw. Antriebselement den „Aktuator“, der die Spur der Räder verstellt und der in unterschiedliche Hinterachssysteme passt.

Eine elektronische Regelung steuert diese aktive Achsenverstellung. Die Regelung steuert die Aktuatoren an, überwacht das Gesamtsystem und überprüft sämtliche Aktuatoren und Sensoren auf korrekte Funktion hin. Verändert der Lenker während der Fahrt seine Länge oder seine Lage, ergibt sich, abhängig von der Achsbewegung, eine Spurwinkeländerung in der Größenordnung von drei Grad am Hinterrad. Mit dem AKC-System kommen beim Porsche 911 Turbo zwei elektromechanische Aktuatoren statt der konventionellen Spurlenker links und rechts an der Hinterachse zum Einsatz. Damit variiert der Lenkwinkel der Hinterräder je nach Geschwindigkeit bis zu 2,8 Grad.

Bei den Vierradlenkungen die in Pkw von BMW und Renault seit 2009 auf den Markt sind, verstellt sich der Lenkwinkel der Hinterräder etwas mehr: BMW realisiert drei Grad, Renault dreieinhalb Grad. Die „Integral-Aktivlenkung“ gehört in der BMW 5er– und 7er-Baureihe zur Sonderausstattung (1 750 Euro bzw. 1 950 Euro). Bei Renault gibt es die „dynamische Allradlenkung 4Control“ serienmäßig in den Laguna GT-Versionen von Limousine, Kombi und Coupé. Bei BMW stammt die technische Basis der Vierradlenkung von Magna Steyr Fahrzeugtechnik, einer Tochter der Magna International; die von Renault kommt vom Autozulieferer Aisin Seiki, einer Tochterfirma von Toyota.

Doch Autos mit vier lenkfähigen Rädern gab es schon in den 1930er-Jahren. Bis heute haben sich viele Hersteller damit befasst und Allradlenkungen auch in Serienfahrzeugen angeboten, darunter General Motors, Honda, Mazda, Mitsubishi, Nissan und Toyota.

Die neue ZF-Hinterachslenkung AKC wählt wie die anderen Systeme den Lenkwinkel nach Bedarf: bei Geschwindigkeiten von mehr als 60 km/h beispielsweise in Richtung der Vorderräder, was die Stabilität und Fahrdynamik des Pkw steigert. Ist das Tempo geringer, greift die AKC nicht ein, den Lenkwinkel erzeugen alleine die Vorderräder. Bei niedriger Geschwindigkeit, [foto id=“465372″ size=“small“ position=“right“]etwa beim Einparken oder Rangieren, lenkt die AKC die Hinterräder in Gegenrichtung der Vorderräder und erhöht dadurch den Fahrkomfort. Die AKC lässt sich laut ZF auch in ein Netzwerk von weiteren aktiven fahrdynamischen Systemen integrieren.

Die Applikation der aktiven Hinterachslenkung beim Porsche 911 Turbo lenkt bis Tempo 50 km/h die Hinterräder beim Einschlagen der Vorderräder in entgegengesetzter Richtung ein. Dies entspricht laut Porsche einer virtuellen Verkürzung des Radstandes um 250 Millimeter. Der 911 Turbo fahre sich dadurch unerreicht wendig, dreht schneller in die Kurve und ermöglicht ein dynamischeres Einlenkverhalten. Auch fällt das Rangieren und Einparken spürbar leichter. Fährt der Sportwagen schneller als 80 km/h, lenkt das System die Hinterräder parallel zu den eingeschlagenen Vorderrädern. Dies entspricht laut Porsche einer virtuellen Verlängerung des Radstandes um 500 Millimeter und verleiht dem Sportwagen insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten eine spürbar bessere Stabilität. Gleichzeitig resultiert der durch den Lenkimpuls des Fahrers ausgelöste Seitenkraftaufbau an der Hinterachse deutlich schneller, was zu einem spontaneren und harmonischeren Einleiten der Richtungsänderung führt.

Ein weiterer Vorteil der Vierradlenkungen ist die Reduzierung des Wendekreises. Beim der BMW 7er-Reihe und dem Renault Laguna verringert er sich um 0,7 Meter auf 12,2 Meter bzw. 10,3 Meter, beim Porsche 911 um 0,5 Meter auf 10,6 Meter mit Hinterachslenkung.