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Zulieferkonzern Außen-Airbags und Algorithmen gegen Übelkeit: Das plant ZF für die Zukunft des Autos

Der Autozulieferer will mit einer neuen Kampagne das angekratzte Image der Branche wieder aufpolieren. Dafür investiert ZF auch in überraschende Dinge.
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Algorithmen und Airbags: Das plant ZF für die Zukunft des Autos Quelle: ZF
Seiten-Airbag an der Außenseite des Autos

Das Versuchsfahrzeug bleibt beim Seitenaufprall durch den Airbag unverformt. Das bedeutet höhere Überlebenschancen für die Insassen.

(Foto: ZF)

DresdenDas Lebensgefühl der Generation Y macht sich auch beim drittgrößten deutschen Autozulieferer breit. Spürbar wird das in der neuen Kampagne von ZF Friedrichshafen mit dem Slogan: „#MobilityLifeBalance“.

„Mobilität ist ein zentrales Bedürfnis des Menschen. Doch immer öfter wird sie nicht mehr positiv wahrgenommen. Zeit, das zu ändern“, sagt Vorstandschef Wolf-Henning Scheider zum Auftakt einer Technikpräsentation in Dresden „ZF-Produkte helfen dabei, die Mobility Life Balance wiederherzustellen.“

Hinter dem Spruch verbergen sich völlig neue Produkte, die man so von dem einstigen Getriebe- und Fahrwerksspezialisten nicht unbedingt erwartet hätte. Auf dem Lausitzring 40 Autominuten von Dresden entfernt gab ZF erste Einblicke.

Seit neuestem kümmert sich der Stiftungskonzern vom Bodensee unter anderem darum, ob den Insassen bei der Fahrt schlecht wird. Gemeinsam mit Neurotechnologen will ZF Lösungen gegen Reisekrankheit finden. Dabei nutzt ein Algorithmus Fahrdynamikdaten und mit Sensoren gemessene physiologische Symptome der Reisekrankheit, um eine präventive Fahrweise zu kreieren.

Verursacht wird die Reise- oder Bewegungskrankheit, fachsprachlich Kinetose, durch eine Diskrepanz in der Wahrnehmung: Das im Innenohr liegende Gleichgewichtsorgan fühlt eine Bewegung, die von anderen Sinnesorganen wie den Augen nicht bestätigt wird – das passiert insbesondere, wenn der Passagier konzentriert auf einen Bildschirm oder ein Buch blickt. Der menschliche Körper reagiert in dieser Situation ähnlich wie auf eine Vergiftung. Die Symptome reichen von leichtem Unwohlsein bis hin zu starker Übelkeit.

Bei mehr als 10.000 Fahrkilometern sammelte das Forschungsteam über 50.000 Gigabyte an physiologischen Markern des zentralen und autonomen Nervensystems als Thermografie-, Bild- und Fahrdynamikdaten. Quelle: ZF
Kampf gegen die Reisekrankheit

Bei mehr als 10.000 Fahrkilometern sammelte das Forschungsteam über 50.000 Gigabyte an physiologischen Markern des zentralen und autonomen Nervensystems als Thermografie-, Bild- und Fahrdynamikdaten.

(Foto: ZF)

Mit den Autonomen Fahrfunktionen wird dieses Phänomen tendenziell zunehmen, weil auch der Fahrer nicht mehr ständig auf die Fahrbahn schauen muss und auch neue Sitzpositionen möglich werden. „Wir stellen den Insassen selbst und sein individuelles Fahrerlebnis in den Mittelpunkt“, sagt der bei ZF-für die Vorentwicklung verantwortliche Manager Florian Dauth. „Unser Ziel ist es, die Reisekrankheit individuell zu erkennen.“ So zeige eine Absenkung der Temperatur der Gesichtshaut, wann sich ein Passagier unwohl fühlt.

Die wissenschaftliche Basis liefern Neurotechnologen von der Universität Saarbrücken, die mit einem Testfahrzeug körperliche Reaktionen von Probanden auf verschiedene Fahrsituationen untersucht haben. „Ein Hochleistungsrechner im Fahrzeug ermöglicht es uns, eine Vielzahl an physiologischen Messdaten, Kameradaten sowie auch Fahrdynamik-Messwerte aufzuzeichnen. Gleichzeitig dient das Fahrzeug als Plattform zur Entwicklung und Validierung der Algorithmen“, erklärt Professor Daniel Strauss, Direktor der Systems Neuroscience & Neurotechnology Unit an der Uni Saarbrücken.

Bei mehr als 10.000 Fahrkilometern sammelte das Forschungsteam über 50.000 Gigabyte an physiologischen Markern des zentralen und autonomen Nervensystems als Thermografie-, Bild- und Fahrdynamikdaten. In der Branche ist dies eine einzigartige Datenbasis, die sich ZF durch die Kooperation erschlossen hat.

Seiten-Airbag soll Unfallfolgen mildern

Und ist erst einmal identifiziert, welches Fahrverhalten das verträglichste für die Insassen ist, kann ZF via elektronischer Steuerung ZF das Fahrwerk anpassen. Allerdings wird es noch etwas dauern bis daraus ein Produkt wird.

Für derartige smarten Funktionen braucht es ein elektronisches Gehirn, in dem alle Fäden zusammenlaufen. Und das hat ZF auch schon fertig entwickelt. In der Verknüpfung mit seiner Fahrwerkskompetenz sieht ZF einen Wettbewerbsvorteil, das Fahren angenehmer zu machen – und das schneller als die Konkurrenz.

Ein mit einer Pumpe ausgestatteter Stoßdämpfer soll beispielsweise individuell Schlaglöcher ausgleichen. Dabei hebt das Fahrzeug ein Rad wie ein Bein leicht an. Solche Anwendungen sind möglich, wenn ein Auto durch seine Sensorik für Fahrerassistenzsysteme und autonome Fahrfunktionen immer vorausschauender fahren kann.

Welch komplexe Rechnerleistungen das braucht, zeigt das nächste Beispiel: ZF hat als erster einen Seiten-Airbag entwickelt, der außerhalb des Fahrzeugs aufgeht und die meist schweren Folgen von Seitenaufprallunfällen deutlich mindern soll.

Am Lausitzring verteilt ZF erst einmal Ohrstöpsel. Dann lassen die Entwickler einen Versuchsträger seitlich in ein Fahrzeug krachen. Die Gaspatrone des Airbags löst mit einem äußerst heftigen Knall aus. Der Luftsack fasst bis zu 400 Liter, ist damit dreimal so groß wie ein Seitenairbag im Innenraum, der Druck mit 1,2 bar doppelt so hoch und deshalb auch die Wandungen doppelt so dick.

„Im Idealfall soll er beim Aufprall überhaupt nicht platzen“, sagt Projektleiter Georges Halsdorf. Wie viele der ZF-Entwickler ist der gebürtige Luxemburger mit 36 Jahren sehr jung. Zweieinhalb Jahre ist der neue Airbag sein Baby.

Das Versuchsfahrzeug bleibt beim Seitenaufprall durch den Airbag unverformt. Das bedeutet höhere Überlebenschancen für die Insassen. Radar, Lidar und Kamerasensoren stellen sicher, dass der Airbag nicht falsch auslöst. Sie müssen erkennen, ob nur ein Kind einen Fußball gegen das Auto geschossen hat oder ernste Gefahr droht.

Würde bei einer Fehlauslösung ein Mensch vor dem Airbag stehen, würde er wie eine Puppe durch die Luft geschleudert. „Der Airbag löst nur aus, wenn alle Sensoren anschlagen“, sagt Halsdorf. Bei diesem Datenabgleich kommt es auf Millisekunden an, damit schon vor dem Aufprall ausgelöst werden kann.

Und das müssen sie schon vor dem Aufprall, also schneller als Innenairbags. Eine Verzögerung von nur 100 Millisekunden bedeuten bei einer Geschwindigkeit von 50 Stundenkilometern bereits sechs Meter Fahrweg.

In die neuen Entwicklungen steckt ZF viel Geld. „Unsere Taschen sind nicht endlos tief“, warnt Vorstandschef Wolf-Henning Scheider. Für ihn ist es ein Wettlauf gegen die Zeit. Die Autohersteller korrigieren reihenweise ihre Prognosen nach unten. Um die Innovationskraft zu erhalten, spart Mahle beispielsweise in der Verwaltung und baut in der Zentrale jede zehnte Stelle ab. Noch gibt es bei ZF solche Entscheidungen nicht.

Ein Grund ist, dass die bestehenden Produkte noch genug Geld verdienen. Und mit dem neuen Automatik-Achtganggetriebe, das für Hybridfahrzeuge und konventionelle Antriebe verwendet werden kann, hat ZF eine Zwischenlösung gefunden hat, die immer besser im Markt ankommt.

Getriebe für E-Motoren

Konzernchef Scheider präsentierte in dieser Woche einen Großauftrag von Fiat Chrysler, nur wenige Wochen nachdem BMW als Erstkunde mit einem Auftragsvolumen im zweistelligen Milliardenbereich präsentiert hatte. Beide Aufträge zusammen dürften über 20 Milliarden Euro liegen und sind damit über mehrere Jahre eine Überlebensgarantie für das größte Werk in Saarbrücken.

Und auch bei reinen Elektroautos präsentierte ZF eine pfiffige Lösung: einen E-Motor mit Zweigang-Getriebe, das weniger Energie verbraucht und damit die mögliche Reichweite erhöht. „Damit kann der Elektromotor auf beiden Seiten optimiert werden, beim Anfahren und in der Endgeschwindigkeit“, sagt Bert Hellwig, Leiter des Systemhauses E-Mobility bei ZF.

Bislang haben Elektroautos meist kein Getriebe, müssen aber deshalb bei der Auslegung Kompromisse machen. Die Mehrkosten durch das Getriebe, könnten die Hersteller dadurch wieder reinholen, dass die Batterie und der Motor kleiner ausgelegt werden können. Den passenden Elektromotor mit 140 Kilowatt Leistung baut ZF auch selbst.

Der Zweigang-Elektromotor ist wie das neue 8-Gang Automatikgetriebe der Versuch, neue Mobilität mit alten ZF-Kompetenzen zu verbinden. Gleiches gilt für die Früherkennung von Reisekrankheit und sofortiger elektronischer Fahrwerksabstimmung für ein verträglicheres Fahrverhalten des Autos.

ZF will mit seiner Strategie die Auswirkungen der Transformation auf die Beschäftigung abfedern und die alten Kompetenzen so lange wie möglich nutzen. Klar ist aber auch, dass ZF bei seinem Balanceakt immer mehr Software braucht und immer weniger Zahnräder.

Mehr: Der Verbrennungsmotor ist angezählt, die Elektrowelle rollt an: Deutschland hadert mit der Antriebswende. Einzelnen Regionen droht der große Kehraus.

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