Automatischer GTI

 

Die aktive Sicherheit – und damit das Vermeiden von Unfällen – gehört zu den Schwerpunkten der Fahrzeugentwicklung. Insbesondere durch immer fortschrittlichere aktive Sicherheitssysteme werden heute mehr Unfälle denn je vermieden. Ein Paradebeispiel für solche Systeme ist das elektronische Stabilisierungsprogramm (ESP). Um den Status quo auszubauen, die aktive Sicherheit weiter zu perfektionieren und gleichzeitig – bei verstärktem Einsatz von neuen innovativen Fahrerassistenzsystemen – die Dynamik zu optimieren, setzt Volkswagen auf innovativste Entwicklungsprozesse und Technologien. Jüngstes Beispiel: ein „selbstfahrender" Golf. Sein Name: GTI 53+1. Eine Fahrmaschine für die Fahrwerksentwicklung. Sie hilft dabei, keine langweiligen sicheren Autos sondern dynamische sichere Autos zu entwickeln. Der Golf GTI 53+1 unterstützt seine „Macher", die Fahrdynamikspezialisten der Volkswagen Forschung dabei, das beste Fahrwerk aus der eingesetzten Hard- und Software herauszuholen. Die 53 ist dabei eine Reminiszenz an den Kino-Käfer Herbie, der mit dieser Startnummer als erster „selbstfahrender" Volkswagen Film-Geschichte schrieb.

Zurück zum Job des Fahrroboters Golf GTI 53+1: Die Basis für beste aktive Sicherheit und höchsten Fahrspaß bildet die optimale Grundauslegung des Fahrwerks und die gezielte Integration der Fahrerassistenzsysteme. Sicherheitssysteme wie das ESP sollen Gefahrensituationen verhindern. Gleichwohl aber dürfen sie ein Auto nicht einfach „abschalten". Fahrerassistenzsysteme müssen vielmehr dazu beitragen, die Grundtalente des Fahrzeugs, das Potential der möglichen Fahrdynamik, sicherer zu beherrschen. Der Fahrspaß soll erlebbar bleiben, das Sicherheitspotential weiter wachsen. Um genau diesen Anspruch perfekter denn je realisieren zu können, hat Volkswagen den Golf GTI 53+1 entwickelt. Er lenkt, bremst und gibt Gas. Und das auf Wunsch bei voller Leistung und im Grenzbereich des Machbaren.

Die Tests mit dem Golf GTI 53+1 fahren die Volkswagen Ingenieure auf nahezu beliebig abgesteckten Rundkursen. Beispiel Ehra-Lessien, das Volkswagen Testgelände bei Wolfsburg. Dort werden mit Pylonen Strecken markiert, die der Golf GTI 53+1 dann vollautomatisch und bei maximaler Leistung abfährt. Der Volkswagen erreicht dabei – und das ist am Rande durchaus bemerkenswert – ähnlich schnelle Rundenzeiten wie versierte Profis. Fakt ist: Die Messergebnisse zeigen eine sehr hohe Reproduzierbarkeit.

Reproduzierbare Fahrmanöver, wie sie der Golf GTI 53+1 gestattet, ermöglichen eine gezieltere Fahrzeugentwicklung. Insbesondere die analytisch getrennte Auswertung von Fahrzeugdynamik (Funktion der Systeme), Fahrverhalten (Auswirkung der Systeme) und Fahrbedingungen (Umwelteinflüsse) sind hier von entscheidender Bedeutung. Doch das ist alles nur möglich, wenn ein automatisiertes System hinreichend genau die Funktion des Fahrers übernehmen kann. Der Golf GTI 53+1 macht das und schafft so die Voraussetzung dafür, Fahrzeug und Fahrbedingungen differenzierter untersuchen zu können. Definiertes Ziel dabei: Fahrzeugschwachpunkte in Fahrdynamiktests genau zu erkennen und abzustellen. Ebenso können mit dem cleveren GTI – respektive späteren baureihenspezifischen Derivaten – die verschiedensten Abstimmungscharaktere des Fahrwerks untersucht und individuell ausgelegt werden. Und zwar in einer sehr frühen Phase der Fahrzeugentwicklung. Das Leistungspotential des Golf GTI 53+1 im Überblick:

Der GTI 53+1 basiert auf dem 147 kW (200 PS) starken Serien-GTI. Der ist für die Aufgabe schon von Haus aus talentiert. So bedarf es zum Beispiel lediglich eines zusätzlichen Fahrzeugrechners (einer MicroAutoBox von dSpace) samt der entsprechenden CAN-BUS-Verkabelung, um die elektromechanische Servolenkung (EPS) – ohne die das Projekt so nicht machbar gewesen wäre – und das nur leicht modifizierte elektronisch geregelte Gaspedal (EGas) für die fahrerlose Fahrt ansteuern zu können. Der Rechner indes hat es im wahrsten Sinne in sich, da er über eine in Kooperation mit der Universität Hamburg entwickelte, hochkomplexe Software ermittelt, wo und wie schnell der GTI freie Fahrt durch die Pylonen hat.

Darüber hinaus hat der 53+1 erwartungsgemäß zahlreiche weitere Technologien an Bord, auf die seine Pendants „draußen" verzichten müssen. Beispiel DGPS. Einen GPS-Empfänger – für die Signale des Global Positioning System – besitzt jedes Auto mit Satelliten-Navigationssystem zum Abgleich des aktuellen Standortes. Die Zielgenauigkeit liegt bei einigen Metern. Da der GTI 53+1 aber noch genauer wissen muss, wo er gerade ist, hat er ein DGPS an Bord. Dieses „differential GPS" lässt eine Ortung im Zentimeterbereich und damit eine hochgenaue Rückmeldung zu. Allerdings funktioniert das nur, wenn in der Nähe des mit DGPS ausgerüsteten Fahrzeuges ein fixer Bodensender installiert wird, der durch Wolken verursachte Fehlmessungen ausgleicht. Darüber hinaus hat der 53+1 einen zusätzlichen Bremsbooster an Bord. Dieser aktive Bremskraftverstärker sorgt für angemessene Verzögerungswerte. Beispiel Laserscanner: Für die Erfassung des Rundkurses ist ein in der Fahrzeugfront eingelassener Laserscanner vom deutschen System-Spezialisten „IBEO" zuständig. Der Sensor erfasst in einem Winkel von 130 Grad den Bereich vor dem GTI 53+1.

Das Erlernen der durch Pylonen markierten Strecken besteht im wesentlichen aus drei Phasen. In der ersten Phase erfasst und vermisst der GTI während einer sehr langsamen Fahrt die Pylonenpositionen mittels Laserscanner. Seine eigene Position auf der Strecke bestimmt er via DGPS. Anschließend wertet der GTI in der zweiten Phase – im Stand – per Rechner die ermittelten Daten aus und definiert die verfügbare Fahrgasse. Innerhalb dieses Korridors wird eine Ideallinie als Vorgabe für die Querdynamikregelung errechnet; es wird also festgelegt, welchen Spielraum der GTI jeweils nach rechts und links auf der Strecke hat. Die zu fahrende Ideallinie wird durch die Minimierung von Lenkaufwand und Weg schrittweise in einem speziellem Optimierungsverfahren errechnet. Auf dieser Basis ermitteln die Systeme des Golf GTI 53+1 ein Querdynamikprofil und damit die wirkliche Ideallinie. Daraus generieren sich Vorgaben wie die maximale Fahrgeschwindigkeit und Längsbeschleunigung. Während der automatischen Fahrt im Grenzbereich versuchen die Systeme in Allianz, möglichst perfekt die berechneten Sollvorgaben „einzustellen". Weitere Regler koordinieren übermäßiges Unter- und Übersteuern.

Durch diesen deutlich aufwendigeren und intensiveren Entwicklungsprozess wird Volkswagen die Fahrdynamik seiner Automobile nochmals spürbar verbessern. Mehr noch: Sportlichkeit und Sicherheit neuer Fahrzeuge können in Einklang optimiert werden, da das erstmals im Golf GTI 53+1 realisierte System eine Differenzierung zwischen Fahrzeug- und Fahrereinfluss ermöglicht. Fahrdynamiktests mit Serienfahrzeugen unter Ausschluss des Fahrereinflusses gestatten ein zielgenaues Herausfahren bestimmter Fahrsituationen und damit eine sehr effiziente Ableitung entsprechender Maßnahmen. Auswirkung auf die Serie: Extrem gut austarierte Volkswagen Modelle, bei denen Fahrsicherheit und Fahrspaß optimal in Einklang stehen.

Stand: 04. Juli 2006