Algorithmen in Aktion: Vehicle Motion Management von Bosch revolutioniert das Fahrerlebnis

Renningen – Die Transformation der Mobilität zu unterstützen, den Markt der Fahrzeugbewegung mit ganzheitlichen Fahrwerkslösungen zu gestalten, um dabei das Autofahren noch sicherer, dynamischer und komfortabler zu machen – das sind die Ziele des Bosch-Geschäftsbereichs Vehicle Motion. Dafür bündelt die neue Einheit seit Jahresbeginn 2024 die Kompetenzen aus den Bereichen Bremse, Lenkung, Fahrzeugbewegungssoftware, Insassenschutzsystemen sowie Fahrdynamiksensoren unter einem Dach. Neben Brems- und Lenkungsaktuatoren entwickelt der Geschäftsbereich Lösungen für die Anforderungen softwaredefinierter Fahrzeuge und innovative „By-Wire“-Technologien sowie hardwareunabhängige Steuerungssoftware wie Vehicle Motion Management und dazugehörige Services. Das Produktportfolio umfasst sowohl Hardware-Komponenten und sogenannte Embedded Software als auch eigenständige Software-Lösungen. Damit ermöglicht Vehicle Motion Automobilherstellern neben innovativen domänenübergreifenden Funktionalitäten und vereinfachten Fahrzeugarchitekturen auch völlig neue Innenraumdesigns. Beim Bosch Tech Day 2024 zeigt Vehicle Motion aktuelle Lösungen aus seinem Produktportfolio zum weltweit ersten Mal internationalen Medienvertretern:

Vehicle Motion Management

Vehicle Motion Management ist eine domänenübergreifende Software-Systemlösung. Sie steuert die Fahrzeugbewegung in allen sechs Freiheitsgraden und koordiniert dabei Bremse, Lenkung, Antrieb und Dämpfung. Hardwareunabhängige Software-Features optimieren Fahrzeugdynamik, Fahrzeugführung und Effizienz. Zusätzlich hilft Vehicle Motion Management die Komplexität neuer Fahrzeugarchitekturen zu meistern, indem systemintegrierende Software auf zentralen Fahrzeugrechnern unterschiedliche Aktuatoren verschiedener Fahrzeugdomänen steuert. Datenbasierte Services, die Sicherheit und Komfort erhöhen, sind ebenfalls Teil von Vehicle Motion Management.

eBrake to Zero

Die Software-Funktion verhindert den unangenehmen Ruck des Fahrzeugs kurz nach dem Stillstand. Für die Fahrzeuginsassen werden die Bremsvorgänge beispielsweise im „Stop&Go“-Verkehr dadurch deutlich angenehmer und komfortabler, Reiseübelkeit kann vermieden werden. Ebenso verbessert die Funktion das Geräuschverhalten des Fahrzeugs beim Bremsen spürbar. Die Funktion sorgt durch optimale Ansteuerung von Elektroantrieb und Bremssystem dafür, dass der E-Motor das Fahrzeug komfortabel bis zum Stillstand abbremst, ohne dass die hydraulische Bremse eingreifen muss oder die sogenannte Verblendung – also der Wechsel zwischen hydraulischer Bremse und E-Motor-Bremse – für die Insassen spürbar wird.

Data based Services

Ein Teil des cloud- und datenbasierten Service-Portfolios von Vehicle Motion Management stellt der sogenannte „Road Perception“-Service dar. Dieser nutzt Informationen aus Sensordaten des Fahrzeugs, um Informationen über Straßenzustand und Straßenreibwerte zu generieren. In der Cloud werden diese Sensordaten mit Informationen anderer Fahrzeuge sowie Daten von Wetterservices zusammengeführt, so dass der Fahrer zeitnah vor Gefahren wie Aquaplaning, Glätte, Schlaglöcher oder Bodenschwellen gewarnt werden kann. Diese daten- und cloudbasierten Services können ebenfalls genutzt werden, um zum Beispiel die Fahrdynamik in Kurven und die Fahrstrategie der Sicherheits- und Assistenzsysteme automatisch anzupassen – für ein Plus an Sicherheit und Komfort.

Act-by-Wire

Die „Act-by-Wire“-Technologien ersetzen die mechanische Verbindung von Lenkrad und Bremspedal zu den jeweiligen Aktuatoren der Lenk- und Bremssysteme durch elektrische Signalleitungen. Dadurch lassen sich zum einen neue Funktionen realisieren, die nicht nur in kritischen Fahrsituationen unterstützen, diese sogar vermeiden können, sondern auch Komfort sowie Fahrzeugagilität erhöhen. Zum anderen ergibt sich mehr Spielraum für neue Fahrzeuginnenraumgestaltungen: Mittels „Act-by-Wire“-Technologie können Brems- und Lenkungsaktuatoren stärker standardisiert, crash-optimiert und platzsparend eingebaut werden. Das Geräusch- und Vibrationsverhalten im Fahrzeug wird verbessert. An die Stelle des klassischen Bremspedals treten neue Konzepte, bei denen der Pedalweg reduziert ist oder sogar ganz entfällt. In Verbindung von einem „Brake-by-Wire“- mit einem „Steer-by-Wire“-System entfällt die Variantenvielfalt für Rechts- und Linkslenker-Fahrzeuge. Bei „Act-by-Wire“-Systemen sind zur Absicherung die Brems- und Lenkungsaktuatoren, die Energieversorgung sowie die Kommunikation redundant ausgelegt. Für eine optimale Ansteuerung der „By-Wire“-Aktuatoren kann die Vehicle Motion Management Software eingesetzt werden.

Brake-by-Wire

Das aus einem „By-Wire Brake Aktuator“ und einem ESP® bestehende robuste und effiziente neue Bremssystem von Bosch entkoppelt die mechanische Verbindung zwischen Bremspedal und Bremssystem. Der Bremswunsch wird von einem elektronischen Bremspedal über redundante Signalleitungen zum „By-Wire Brake Aktuator“ und zum ESP® übertragen. Im Zusammenspiel beider Komponenten sorgt das „Brake-By-Wire“-System für hohe Bremsdynamik unter allen Bedingungen. Im Falle eines Fehlers kann sowohl der „By-Wire Brake Aktuator“ als auch das ESP® den erforderlichen Bremsdruck an allen vier Radbremsen aufbauen. Durch den Wegfall der mechanischen Kopplung zwischen Bremspedal und Bremssystem ergeben sich neue Freiheitsgrade für die Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle und des Fahrzeuginnenraums.

By-Wire Brake Aktuator

Der neue Bremsaktuator basiert auf millionenfach bewährter Technologie und setzt den Bremswunsch des Fahrers um. Er ist leicht und lässt sich sehr flexibel, von der Spritzwand entfernt, im Fahrzeug einbauen. Dies erleichtert und verbessert eine crashoptimierte Gestaltung des Fahrzeugs. Bremspedal und „By-Wire Brake Aktuator“ sind über elektrische Leitungen miteinander verbunden. Der Aktuator stellt bei niedrigem Energieverbrauch den hydraulischen Systemdruck an allen vier Radbremsen ein. Durch seine hohe Druckaufbaudynamik, Laufruhe und Stellgenauigkeit lassen sich auch die Bremsanforderungen der Fahrerassistenzfunktionen, des Notbremsassistenten und das sogenannte Verblenden zwischen generatorischem und hydraulischem Bremsen besonders gut umsetzen. Das ESP®, als zweiter Bremsaktuator, übernimmt die radindividuellen Regeleingriffe, um das Fahrzeug bei Bedarf zu stabilisieren.

By-Wire-Bremspedal

Mit der Einführung der „Brake-by-Wire“-Technologie und dem Wegfall der mechanischen Kopplung zwischen Bremspedal und Bremssystem ergeben sich neue Möglichkeiten für die Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle und des Fahrzeuginnenraums. Anstelle des klassischen Bremspedals tritt ein redundantes „By-Wire“-Bremspedal, welches den Bremsbefehl über Sensoren erfasst und als elektrische Signale an das Bremssystem weiterleitet. Doch nicht nur innovative Konzepte für den Innenraum können mittels einfacher und flexibler Integration umgesetzt werden. Das „By-Wire“-Bremspedal von Bosch trägt auch dazu bei, das Fahrerlebnis sicherer, komfortabler und individueller zu gestalten.

Steer-by-Wire

Bei einem „Steer-by-Wire“-System wird die mechanische Verbindung zwischen Lenksäule und Lenkgetriebe ersetzt. Gemeinsam bilden Lenkradaktuator und Zahnstangenaktuator das „Steer-by-Wire“-Lenksystem. Der Lenkradaktuator erfasst mittels präziser Sensorik den Lenkwunsch des Fahrers und übermittelt diesen digital an den Zahnstangenaktuator, der dann die Räder entsprechend lenkt. Der Lenkradaktuator erzeugt zudem das Lenkgefühl, indem er Fahrzustand sowie die Fahrbahnrückmeldung zurück an den Fahrer übermittelt. Dazu können spezifische Signale wie von Spurrillen oder Schlaglöchern je nach Wunsch des Autoherstellers teilweise oder komplett herausgefiltert, gedämpft oder sogar verstärkt werden. Der Lenkradaktuator bietet zudem die Möglichkeit, das Lenkrad fahrerindividuell zu positionieren oder – im Falle hochautomatisierter Fahrzeuge – das Lenkrad vorübergehend komplett zu verstauen.