Elektr(on)ik als Basis neuer Fahrzeugtechnologien

Wirtschaftsförderung Region Stuttgart,
Broschüre AutoMotiv Ausgabe 03/2001

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Wallentowitz, Institut für Kraftfahrwesen Aachen (ika)
Dipl.-Ing. J. Leyers, Institut für Kraftfahrwesen Aachen (ika)

Neuartige Entwicklungen innerhalb der Automobilindustrie sind durch den zunehmenden Einsatz von elektrischen und elektronischen Systemen gekennzeichnet. Durch die zahlreichen Technologieentwicklungen in den einzelnen Fahrzeugteilsegmenten ergeben sich hierbei zum Teil starke gegenseitige Abhängigkeiten dieser Fahrzeugtechnologien. Aufgrund der steigenden Anzahl von Komfort- und Sicherheitssystemen im Fahrzeug wird das herkömmliche 12-Volt-Bordnetz zukünftig nicht mehr ausreichen. Deshalb wird derzeit das 42-Volt-Bordnetz realisiert. Durch die damit steigende "elektrische" Leistungsfähigkeit des Fahrzeugbordnetzes, das durch eine Starter-Generatoreinheit gespeist wird, können weitere elektrische Systeme realisiert werden.
Riemengetriebene Systeme, wie z. B. die Wasserpumpe oder der Klimakompressor werden mittelfristig durch elektrische, bedarfsgerecht ansteuerbare Aggregate ersetzt. Bei geeigneter Konstruktion der Starter-Generator-Einheit ist zukünftig ein sogenannter Klein-Hybrid denkbar. Dabei treibt das 42-V-Bordnetz für begrenzte Entfernungen das gesamte Fahrzeug an, ohne dass der Verbrennungsmotor läuft. Während als Antrieb der Verbrennungsmotor vorerst beibehalten bleibt, besteht zunehmendes Interesse an der Einführung von Hybridfahrzeugen, bei denen für den Stadtbetrieb z. B. ein Elektromotor und für den außerstädtischen Einsatz ein Verbrennungsmotor eingesetzt wird.
Hydraulisch unterstützte Lenksysteme werden durch elektrohydraulische bzw. elektrisch unterstützte, langfristig aber auch durch elektrische Lenkungen ersetzt werden. In einem nächsten Entwicklungsschritt wird es elektromechanische Überlagerungslenkungen geben. Im Bremsenbereich bestehen Aktivitäten in der Entwicklung von elektrohydraulischen Bremssystemen. Diese werden langfristig durch elektromechanische Bremssysteme substituiert. Dann entfällt der periodische Wechsel und das Recycling von Bremsflüssigkeit.
Durch Navigation und Telefon sowie Internet in Verbindung mit Fahrerassistenzsystemen entwickelt sich das Fahrzeug zum mobilen Informationszentrum. Im Hinblick auf den Nutzen dieser eingesetzten Applikationen muss der Fahrer jedoch von der Fahrzeugführung selber entlastet werden. Einen Teil dieser Aufgaben wird in Zukunft die Technik übernehmen müssen. Derzeitig wird daran gearbeitet, Kollisionswarnungen und selbständige Notfallbremsungen zu realisieren. Hierbei ergeben sich durch den Einsatz von Pre-Crash-Sensoren Synergiepotenziale, die zusätzlich eine intelligente Steuerung der Rückhaltssysteme (Sicherheitsgurt, Airbag) im Crashfall ermöglichen. Für die Vermeidung von Unfällen sind weitere Umfeldsensoren, Kameratechniken mit Bildauswertungen und Zielführungsinstrumente notwendig. Im Hinblick auf das unfallfreie Fahren, das als maßgebliches Entwicklungsziel anzusehen ist, wird durch die Bearbeitung dieser Aufgaben eine weitere Innovationswelle auf das Fahrzeug zukommen. Die zu erbringenden Anforderungen werden durch die später eingesparten Unfall- und Unfall-Folge-Kosten mehr als kompensiert.