Team aus KIT und Schaeffler 04.04.2015, 08:01 Uhr

Intelligente Steuerung von Radnabenmotoren macht Servolenkung überflüssig

Durch den individuellen Antrieb aller vier Räder von Elektroautos wollen Ingenieure des Automobilzulieferer Schaeffler und des Karlsruher Instituts für Technologie die herkömmliche Lenkkraftunterstützung überflüssig machen. Durch den Wegfall der Servolenkung sollen Gewicht und Energie gespart und damit die Reichweite von E-Autos erhöht werden.

An diesem Modell erproben Ingenieure des KIT und des Automobilzulieferers Schaeffler, wie man ein Auto nur über den Radnabenantrieb eines Autos steuern kann.

An diesem Modell erproben Ingenieure des KIT und des Automobilzulieferers Schaeffler, wie man ein Auto nur über den Radnabenantrieb eines Autos steuern kann.

Foto: Markus Breig/KIT

Schon auf der IAA 2013 hatte Schaeffler in Zusammenarbeit mit Ford seinen Radnabenantrieb E-Wheel-Drive vorgestellt. Der Elektromotor samt Leistungselektronik und Controller, Bremse sowie Kühlung sind komplett in der Felge untergebracht. Der IAA-Fiesta wurde durch die beiden Hinterräder angetrieben. Bei der Zusammenarbeit mit den Ingenieuren des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) geht es jetzt darum, alle vier Räder eines Autos direkt anzutreiben, was den Vorteil bietet, dass eine intelligente Steuerung die übliche Lenkkraftunterstützung überflüssig machen kann.

Das wäre ein erheblicher Fortschritt, weil zum einen die Energie einer Servolenkung im Elektroauto von der Batterie geliefert werden muss und somit die Reichweite reduziert. Außerdem lassen sich durch den Wegfall der Servolenkung mechanische Teile einsparen, das spart Kosten und vor allem Gewicht.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co.KG-Firmenlogo
Technischer Netzanschlussplaner (m/w/d) Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co.KG
Leverkusen Zum Job 
Christoph Schnorpfeil GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauleiter (m/w/d) Christoph Schnorpfeil GmbH & Co. KG
Christoph Schnorpfeil GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Kalkulator (m/w/d) Christoph Schnorpfeil GmbH & Co. KG
Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co.KG-Firmenlogo
Ingenieur Versorgungstechnik/Energietechnik (m/w/d) Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co.KG
Leverkusen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Straßenbau und Infrastruktur (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Kempten Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektleiter Bau und Erhaltung Straßenbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Kempten Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur Elektrotechnik für Informationstechnik und -sicherheit (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
München Zum Job 
Christoph Schnorpfeil GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauabrechner (m/w/d) Christoph Schnorpfeil GmbH & Co. KG
Ziehm Imaging GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Hardware mit Schwerpunkt Schaltungstechnik Ziehm Imaging GmbH
Nürnberg Zum Job 
ALTUS-Bau GmbH-Firmenlogo
Bauingenieur / Architekt als Bauleiter / Projektleiter (m/w/d) im Raum Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersachen ALTUS-Bau GmbH
Lübeck Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
BIM-Manager (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Straßenplanung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Kempten Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Strategische*r Einkäufer*in Anlagenbau (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Keysight Technologies Deutschland GmbH-Firmenlogo
Senior Process and Development Engineer for High Frequency Solutions (m/f/x) Keysight Technologies Deutschland GmbH
Böblingen Zum Job 
Iventa Austria Personalwerbung GmbH-Firmenlogo
Wind and Site Engineer (m/f/d) Iventa Austria Personalwerbung GmbH
Hamburg Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur*in für Prozess- und Automatisierungstechnik MSR (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur als Außenstellenleiter (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieurin oder Ingenieur Ausstattung/Verkehr (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur konstruktiver Ingenieurbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieurin oder Bauingenieur Verkehrsplanung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Durch eine geeignete Radaufhängung und geschickte Ansteuerung lässt sich eine Lenkkraftunterstützung für Elektroautos realisieren und auf die klassische Servolenkung verzichten.

Durch eine geeignete Radaufhängung und geschickte Ansteuerung lässt sich eine Lenkkraftunterstützung für Elektroautos realisieren und auf die klassische Servolenkung verzichten.

Quelle: M. Frey/KIT

„Die neuartige Lenkkraftunterstützung würde mit weniger Systemkomponenten im Elektrofahrzeug auskommen, Gewicht und Energie im Elektrofahrzeug könnten dadurch eingespart werden“, erklären die Projektleiter Dr. Marcel Mayer von Schaeffler und Dr. Michael Frey vom KIT. „Dadurch würde ein Elektroauto natürlich günstiger und hätte eine größere Reichweite.“

Individueller Antrieb aller Räder

Im Projekt e²-Lenk tüfteln die Ingenieure daran, das Autos dadurch zu steuern, dass jedes Rad ein unterschiedliches Antriebsmoment auf die Straße bringt. Während beim herkömmlichen Auto mit einem Motor die gleiche Antriebskraft auf die Räder übertragen wird, sollen im Elektroauto die Radnabenmotoren die Räder individuell antreiben.

2013 präsentierte Schaeffler den sehr kompakten Radnabenantrieb E-Wheel-Drive am Beispiel eines Ford Fiesta. Das Auto wurde über die beiden Hinterräder angetrieben, brauchte also auch einen Lenkkraftverstärker. Der soll nun über eine intelligente Steuerung aller vier Räder überflüssig werden.

2013 präsentierte Schaeffler den sehr kompakten Radnabenantrieb E-Wheel-Drive am Beispiel eines Ford Fiesta. Das Auto wurde über die beiden Hinterräder angetrieben, brauchte also auch einen Lenkkraftverstärker. Der soll nun über eine intelligente Steuerung aller vier Räder überflüssig werden.

Quelle: Schaeffler

Wenn die Räder auf der linken Seite mehr Antriebsmoment auf die Straße übertragen als auf der rechten Seite, ergibt sich bereits eine Beschleunigung des Wagens in eine Rechtskurve, ohne die Vorderräder einzuschlagen oder zusätzlich Energie für das Lenken aufzubringen, schildern die Ingenieure. „Durch geschickte Ansteuerung und eine geeignete Radaufhängung lässt sich eine Lenkunterstützung während der Fahrt realisieren“, erklärt Schaeffler-Ingenieur Mayer. „Lediglich die Lenkung im Stand ist bei konventioneller Auslegung noch eine Herausforderung.“

Steuerung über unterschiedliches Dehmoment

„Die Lenkkraftunterstützung wird durch unseren Ansatz Teil des Antriebstranges“, erläutert Frey, der am Institut für Fahrzeugsystemtechnik des KIT forscht. Das Einlenken der Vorderräder erfolgt ohne zusätzliche Energie. „Wir wollen damit auch die Fahrqualität deutlich erhöhen. Kundennutzen, Komfort, Sicherheit und Zuverlässigkeit gehen hier Hand in Hand.“

Der 2013 von Schaeffler vorgestellte Radnabenantrieb E-Wheel-Drive ist samt Technik komplett in der Felge untergebracht.

Der 2013 von Schaeffler vorgestellte Radnabenantrieb E-Wheel-Drive ist samt Technik komplett in der Felge untergebracht.

Quelle: Schaeffler

Erproben wollen die Forscher die Steuerungstechnik in der Formula Student. Der Rennwagen der KIT-Hochschulgruppe KA-RaceIng wird mit der Technik ausgerüstet.

BMBF fördert das e²-Lenk-Projekt

Das Verbundprojekt e²-Lenk läuft seit Januar 2015 und ist das erste öffentlich geförderte Projekt der Forschungskooperation SHARE von KIT und Schaeffler. Das BMBF unterstützt die Forschungsarbeiten mit 600.000 Euro in den nächsten drei Jahren.

 

Ein Beitrag von:

  • Axel Mörer-Funk

    Axel Mörer-Funk ist Gesellschafter der Medienagentur S-Press in Bonn. Nach einem Volontariat beim Bonner Generalanzeiger und dem Besuch der Journalistenschule Hamburg arbeitete er u.a. als freier Journalist für dpa, Bunte und Wirtschaftswoche.

  • Petra Funk

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.