Sternstunden der Technik: Die Kurvenneigefunktion im S-Klasse Coupé

Stuttgart. Elegant und sportlich gleiten – eine Aufgabe, die das neue S‑Klasse Coupé souverän beherrscht. Mit der Kurvenneigefunktion, einer Weltneuheit für Serienautomobile, wird das Fahrerlebnis noch exklusiver: Das Fahrzeug legt sich ähnlich wie ein Motorrad- oder Skifahrer in die Kurve.

Die auf die Insassen wirkende Querbeschleunigung wird so ähnlich der Fahrt in einer Steilkurve reduziert, die Passagiere sitzen satter im Sitz. Speziell auf Landstraßen bietet die neue Kurvenneigefunktion des Active Body Control-Fahrwerks (ABC-Fahrwerks) mehr Fahrspaß und Komfort. Ziel ist nicht das Erreichen höherer Kurvengeschwindigkeiten, sondern ein neuartiges Fahr­erlebnis: Das S-Klasse Coupé gleitet elegant und souverän durch die Kurven. „Seit jeher ist das große Coupé die Spitze unseres Mercedes-Benz Modellprogramms. Mit Innovationen wie der Kurvenneigefunktion unterstreicht das neue S-Klasse Coupé einmal mehr die technologische Führungsrolle – darauf sind wir stolz“, betont Prof. Dr. Thomas Weber, Mitglied des Vorstands der Daimler AG, verantwortlich für Konzernforschung und Mercedes-Benz Cars Entwicklung.

Bei der Kurvenneigefunktion werden abhängig von der durchfahrenen Kurve die Fußpunkte der in die ABC-Federbeine integrierten Stahlfedern durch Plungerzylinder auf der einen Fahrzeugseite angehoben, auf der anderen abgesenkt. Dadurch neigt sich das Fahrzeug kontinuierlich in Bruchteilen von Sekunden automatisch in die Kurve – abhängig von der Straßenkrümmung und der gefahrenen Geschwindigkeit. Der gefühlte Effekt ist noch deutlich größer als die sichtbare Neigung, da sich das Fahrzeug normalerweise nach außen neigen würde. Kurven erkennt das innovative System mit Hilfe der Stereokamera hinter der Frontscheibe, die bis zu 15 Meter vorausblickend die Krümmung der Straße erfasst, sowie mit einem Querbeschleunigungssensor des ABC-Fahrwerks. Die Kurvenneigefunktion lässt sich mit Hilfe des dreistufigen ABC-Schalters anwählen und ist im Modus „Curve“ in einem Geschwindigkeitsbereich von 15 bis 180 km/h aktiv. Weitere Wahlmöglichkeiten sind „Komfort“ (MAGIC BODY CONTROL mit ROAD SURFACE SCAN) und „Sport“. Die innovative Kurvenneigefunktion ist in Kombination mit dem Fahrwerkssystem MAGIC BODY CONTROL (Sonderausstattung, Details siehe unten) für die ab 14. Juli bestellbaren Hecktriebler erhältlich. In Kombination mit Allradantrieb 4MATIC verfügt das S-Klasse Coupé über die voll tragende Luftfederung AIRMATIC mit adaptivem Dämpfungssystem ADS PLUS in einer entsprechend dem Fahrzeugcharakter sportlich abgestimmten Variante.

Kampf gegen die Fliehkraft: Neigefunktion erstmals 1997

Mit der Kompensation der Fliehkraft in Kurven beschäftigen sich die Ingenieure von Mercedes-Benz schon geraume Zeit. Auf der IAA 1997 präsentierten sie das Forschungsfahrzeug F 300 Life Jet. Zielsetzung der ungewöhnlichen Studie war es, Fahrerlebnis und Kurvendynamik eines Motorrads mit der Sicherheit und dem Komfort eines Autos zu verknüpfen. Das Dreirad verfügt über die aktive Wanksteuerung Active Tilt Control (ATC). Ein aufwändiges elektronisches System berechnet den Neigungswinkel je nach Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkeinschlag und Gierverhalten des Fahrzeugs, sodass die Karosserieneigung stets der aktuellen Fahrsituation entspricht. Die Steuerbefehle der Elektronik werden an einen Hydraulikzylinder an der Vorderachse gegeben. Je nach Lenkeinschlag drückt er eines der beiden Federbeine nach außen, sodass Rad und Karosserie in die vom Computer berechnete Schräglage gehen. Der maximale Neigungswinkel beträgt 30 Grad. Spezielle Reifen, die große Sturz- und Schräglaufwinkel ermöglichen, wurden zusammen mit einem Reifenhersteller entwickelt. Die Felgen des F 300 Life Jet bestehen aus Magnesium und bringen nur etwa 75 Prozent des Gewichts einer herkömmlichen Motorrad-Aluminiumfelge auf die Waage. Deutlich seriennäher war die Fahrwerkstechnik des F 400 Carving, der 2001 auf der Tokyo Motor Show debütierte. In der Kurve neigen sich seine äußeren Räder um bis zu 20 Grad, was die Fahrstabilität deutlich erhöht und die Schleudergefahr verringert. Dazu wird Elektronik mit Mechanik verknüpft. Sensoren messen Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkeinschlag sowie Gierverhalten des Fahrzeugs und geben Steuersignale an die hydraulischen Stellzylinder der kurvenäußeren Räder, die in eine genau definierte Neigung gebracht werden. Die Reifen an der Kurveninnenseite bleiben – ebenso wie die Karosserie – in Normalposition.

Die Straße lesen: Magic Body Control

Wie die neue S-Klasse kann auch das neue S-Klasse Coupé Bodenwellen im Voraus erkennen, wenn es mit MAGIC BODY CONTROL ausgerüstet ist. Registriert das ROAD SURFACE SCAN derartige Unebenheiten mit Hilfe der Stereokamera, stellt MAGIC BODY CONTROL das Fahrwerk schon im Vorfeld auf die Situation ein und be- oder entlastet hierzu individuell jedes einzelne Rad über die aktive Hydraulik. Das Fahrwerk wird innerhalb von Sekundenbruchteilen auf die jeweilige Situation eingestellt und die Aufbaubewegung kann deutlich verringert werden. Die Folge ist ein bis dato unerreichter Fahrkomfort. Da ROAD SURFACE SCAN kamerabasiert ist, funktioniert es tagsüber, bei guten Sichtbedingungen, geeigneter Fahrbahnstruktur sowie bei Geschwindigkeiten bis 130 km/h.

Die Stereokamera von ROAD SURFACE SCAN blickt bis zu 15 Meter nach vorne und liefert ein präzises Bild von der Kontur der Fahrbahn. Aus den Bildern der Kamera und aus den Informationen über den Fahrzustand errechnet das Steuergerät fortwährend die beste Regelstrategie zur Überwindung von Unebenheiten wie langen Bodenwellen.

Die Grundlage: Active Body Control ABC

Die neuen Funktionen basieren auf der Fahrwerkstechnik des aktiven Fahrwerks Active Body Control (ABC). Die vier Federbeine sind mit Hydraulikzylindern (sog. Plunger) ausgestattet, um die Kraft in jedem Federbein individuell einzustellen. Dadurch können Hub-, Wank- und Nickbewegungen der Karosserie fast vollständig kompensiert werden. Das Steuergerät erhält von verschiedenen Beschleunigungssensoren, Niveausensoren an den Achslenkern sowie FlexRay-Signalen (z. B. Fahrgeschwindigkeit) Informationen über die jeweilige Fahrsituation. Daraufhin berechnet das System mittels der Drucksensoren in den Federbeinen die Steuersignale für die servohydraulischen Ventile an Vorder- und Hinterachse, um die Ölströme geeignet zu dosieren. Strömt das Öl in die Plungerzylinder, verstellen sie die Fußpunkte der in die Federbeine integrierten Stahlfedern und erzeugen auf diese Weise die notwendigen Kräfte, um den Karosseriebewegungen entgegenzuwirken. Durch den ständig verfügbaren Hydraulikdruck von bis zu 200 bar ist ABC in der Lage, den Aufbau im Bruchteil einer Sekunde zu stabilisieren. Durch die hydraulische Rundum-Niveauregulierung besitzt das Fahrzeug bei Geradeausfahrt ein konstantes, von der Zuladung unabhängiges Fahrzeugniveau, womit ein optimaler Abstand zwischen Rad und Radausschnittkontur des Kotflügels beibehalten wird. Bei hohen Geschwindigkeiten wird das Niveau automatisch zur Reduzierung des Luftwiderstands und zur Absenkung des Schwerpunkts zur weiteren Verbesserung der Fahrstabilität um bis zu 15 mm abgesenkt. Das Niveau kann bei laufendem Motor auch auf Tastendruck angehoben werden, sowohl bei stehendem Fahrzeug als auch während der Fahrt. Durch Drücken des Niveauschalters erhöht sich die Bodenfreiheit für Schlechtweg oder auf Rampen um 40 mm (30 mm für USA/Kanada).

Revolution beim Fahrwerk: Active Body Control seit 1998

Das aktive Fahrwerk Active Body Control (ABC) war 1998 erstmals in der CL‑Klasse erhältlich. Das auf einer Stahlfederung basierende elektro-hydraulische Fahrwerkssystem ermöglicht neben der Federungs- und Dämpfungsfunktion einen Ausgleich der Nick- und Rollbewegungen des Fahrzeuges. Aufgrund der Horizontierung des Fahrzeugs durch das Hydrauliksystem brauchen ABC-Fahrzeuge keine konventionellen Stabilisatoren, was im Automobilbau einzigartig ist. Für das neue S-Klasse Coupé wurde das ABC grundlegend überarbeitet: Die Raddämpfung ist nun kontinuierlich verstellbar und das Ansprechverhalten der Federbeine verbessert. Steuergerät und Sensoren sind über eine digitale Schnittstelle verbunden, Steuergerät und Fahrzeugelektronik über den schnellen FlexRay-Bus. Die Rechenleistung wurde gegenüber dem Vorgänger mehr als verdoppelt.

Eine weitere Funktion von Active Body Control ist die Seitenwind­stabilisierung. Erkennt das Steuergerät eine starke Windböe, wird in Sekundenbruchteilen die Radlastverteilung geändert. Dies bewirkt ein Drehmoment des Fahrzeugs, das der Seitenwindstörung entgegen wirkt.