F700 Das neue Daimler-Forschungsfahrzeug - Daimler Technicity
F700 Das neue Daimler-Forschungsfahrzeug - Daimler Technicity
F700 Das neue Daimler-Forschungsfahrzeug - Daimler Technicity
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Faszination Technologie - Ausgabe 02/2007<br />
Neuer BLUETEC-Nachwuchs<br />
für Europa und die USA<br />
Die Vorzüge des Benziners und<br />
des Diesels unter einer Haube<br />
<strong>F700</strong><br />
<strong>Das</strong> <strong>neue</strong> <strong>Daimler</strong>-<strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
TRUE BLUE SOLUTIONS DIESOTTO SICHERHEIT<br />
Softwareentwicklung für<br />
fehlerfreie Assistenzsysteme<br />
ISSN 1865-6072
Faszination Technologie - Ausgabe 02/2007<br />
Neuer BLUETEC-Nachwuchs<br />
für Europa und die USA<br />
Die Vorzüge des Benziners und<br />
des Diesels unter einer Haube<br />
<strong>F700</strong><br />
<strong>Das</strong> <strong>neue</strong> <strong>Daimler</strong>-<strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
TRUE BLUE SOLUTIONS DIESOTTO SICHERHEIT<br />
Softwareentwicklung für<br />
fehlerfreie Assistenzsysteme<br />
ISSN 1865-6072
HTR 02/2007 Starter<br />
03<br />
STARTER<br />
Faszination F 700 Umweltgerechte<br />
Mobilität mit einer großen Reiselimousine im<br />
S-Klasse-Format? Was auf den ersten Blick<br />
schwer zusammenpasst, ist im <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
F 700 verwirklicht. Ein neuartiges<br />
Antriebskonzept senkt den Benzinverbrauch<br />
und den CO 2-Ausstoß auf bisher unerreichte<br />
Werte. Auch sonst bietet der F 700 Hightech<br />
vom Feinsten: ein aktives Fahrwerk, das den<br />
Straßenzustand erkennt und Unebenheiten<br />
souverän ausbügelt, ein interaktives Bediensystem<br />
mit Spracherkennung und einen<br />
variablen Fondsitz mit Kino-Feeling.<br />
TRUE BLUE SOLUTIONS Dem Diesel<br />
steht eine weitere Karriere bevor. Dank der<br />
Abgasnachbehandlung BLUETEC ist er nun<br />
so sauber wie ein Benziner mit 3-Wege-Kat.<br />
Mit dem E 300 und dem E 320 sind die ersten<br />
Serienfahrzeuge auf den Straßen Europas<br />
und der USA unterwegs.<br />
DIESOTTO Ein neuartiger Benzinmotor<br />
mit Dieselgenen gibt sich leistungsstark und<br />
verbrauchsarm zugleich. Möglich ist das revolutionäre<br />
Antriebskonzept dank modularer<br />
Bausteine wie dem variablen Kurbeltrieb oder<br />
der Raumzündverbrennung, die den Ausstoß<br />
an Stickoxiden drastisch verringert.<br />
Innovation Mit dieser Ausgabe präsentiert<br />
sich der Hightech Report in einem <strong>neue</strong>n<br />
Outfit. Er erhielt eine klarere Struktur und<br />
eine frische Optik. Damit wollen wir Sie,<br />
liebe Leserinnen und Leser, wieder auf eine<br />
Entdeckungstour durch unsere Forschungslabors<br />
und Entwicklungszentren einladen. Zudem<br />
hat <strong>Daimler</strong> ein <strong>neue</strong>s Internetportal eröffnet:<br />
Unter www.daimler.com/innovation<br />
können Sie dort jederzeit im zweimal jährlich<br />
erscheinenden Hightech Report blättern.<br />
Mehr noch: Sie finden online auch viele Zusatzinformationen<br />
und Videos zu aktuellen<br />
Themen aus Forschung und Entwicklung.<br />
Faszination Technologie - Ausgabe 02/2007<br />
Neuer BLUETEC-Nachwuchs<br />
für Europa und die USA<br />
Die Vorzüge des Benziners und<br />
des Diesels unter einer Haube<br />
<strong>F700</strong><br />
<strong>Das</strong> <strong>neue</strong> <strong>Daimler</strong>-<strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
TRUE BLUE SOLUTIONS DIESOTTO SICHERHEIT<br />
Softwareentwicklung für<br />
fehlerfreie Assistenzsysteme
04 <strong>Daimler</strong><br />
ROUTENPLANER<br />
FORSCHUNGSFAHRZEUG<br />
Faszination<br />
<strong>Das</strong> <strong>neue</strong> <strong>Forschungsfahrzeug</strong> F 700 zeigt<br />
nicht nur die außergewöhnliche Designkompetenz<br />
von Mercedes-Benz. Im Innenraum<br />
und unter der Motorhaube stecken mehrere<br />
Innovationen, die viel Kraftstoff sparen und<br />
ein komfortables Reisen ermöglichen.<br />
12<br />
SICHERHEIT<br />
Modellbasierte Entwicklung<br />
Dank modellbasierter Entwicklung lässt sich<br />
sicherheitskritische Software wie die Steuerung<br />
von Assistenzsystemen fehlerfrei und<br />
auf Knopfdruck erzeugen. Mehr noch: Rigide<br />
Tests sind möglich, lange bevor die Hardware<br />
zumindest prototypisch existiert.<br />
28<br />
<strong>F700</strong><br />
MOTORENTECHNIK<br />
DIESOTTO: Raumzündverfahren<br />
<strong>Daimler</strong> hat die Stärken des Ottomotors mit<br />
denen des Diesels kombiniert. Der neuartige<br />
Antrieb ist abgasarm und sparsam zugleich.<br />
Er läuft mit Benzin und arbeitet phasenweise<br />
als Selbstzünder wie ein Diesel. Kernstück<br />
des Konzepts ist das Raumzündverfahren.<br />
32
HTR 02/2007 Routenplaner<br />
05<br />
UMFELDFORSCHUNG<br />
Wachstumsmarkt Indien<br />
Indien erlebt einen kräftigen Aufschwung; IT<br />
und Dienstleistungen boomen. Doch was bedeutet<br />
dieser Wachstumsmarkt für die Automobilhersteller?<br />
Die Antwort darauf liefern<br />
unterschiedliche Szenarien, in denen Forscher<br />
ein Stück Zukunft vorwegnehmen.<br />
38<br />
ABGASNACHBEHANDLUNG<br />
New in Town: BLUETEC in Europa<br />
Mit dem E 300 BLUETEC zieht Mercedes-<br />
Benz die Markteinführung dieser Abgasnachbehandlungstechnik<br />
in Europa vor. Für Kunden<br />
in den USA ist BLUETEC bereits seit 2006<br />
erhältlich und sehr erfolgreich. Deshalb bekommt<br />
der saubere Diesel bald drei Brüder.<br />
42<br />
FORSCHUNGSFAHRZEUG<br />
12 Alles über den innovativen F 700<br />
INTERVIEW<br />
26 Gespräch mit Thomas Weber<br />
über automobile Faszination und<br />
Verantwortung<br />
SICHERHEIT<br />
28 Sicherheitsrelevante Software fehler -<br />
frei und effizient entwickeln<br />
MOTORENTECHNIK<br />
32 DIESOTTO – sparsam und abgasarm<br />
UMFELDFORSCHUNG<br />
38 Wachstumsmarkt Indien<br />
ABGASNACHBEHANDLUNG<br />
42 Saubere Karriere für Dieselmotoren<br />
mit BLUETEC<br />
ALTERNATIVE ANTRIEBE<br />
54 Drei Hybridkonzepte für alle Fälle<br />
60 Abgasfreier Brennstoffzellenbus<br />
QUALITÄTSSICHERUNG<br />
62 Neues Prüfsystem für Telematikgeräte<br />
RUBRIKEN<br />
03 Starter<br />
06 Interieur<br />
08 Showroom<br />
24 Scanner<br />
52 Laufkultur<br />
52 Seriennummer<br />
66 Reflektor
06 <strong>Daimler</strong><br />
INTERIEUR<br />
<br />
TELEMATIK UND INFOTAINMENT<br />
Jedem im Auto sein Lieblingsprogramm –<br />
die Fahrtroute aus der Vogelperspektive<br />
für die Fahrerin, den Internetzugang für<br />
die Suche nach einem netten Lokal am<br />
Wegesrand, um die sich der Beifahrer<br />
kümmert, und für die Gäste im Fond kurzweilige<br />
Unterhaltung von A wie Popqueen<br />
Anastasia bis Z wie „Zorba the Greek“, mit<br />
Anthony Quinn in seiner Paraderolle.<br />
<strong>Daimler</strong>-Forscher Christian Maihöfer<br />
(rechts) und sein Kollege Alexander Leonhardi<br />
(links) aus der Entwicklung arbeiten<br />
gemeinsam an dieser Vision in Sachen automobiler<br />
Telematik, Information und Unterhaltung.<br />
Ihr „Arbeitsplatz“ hier ist der<br />
sogenannte „Multi-Seat-Demonstrator“,<br />
an dem sich Hard- und Software künftiger<br />
Infotainment-Systeme erproben, variieren<br />
und verbessern lassen.<br />
ment und Telematik der Forschung und<br />
Vorentwicklung ist es, <strong>neue</strong> Konzepte, Geräte<br />
und Software bis zur Serientauglichkeit<br />
zu erarbeiten. Alexander Leonhardi<br />
und seine Kolleginnen und Kollegen aus<br />
dem Bereich Elektrik/Elektronik Telematik<br />
der Entwicklung von Mercedes-Benz<br />
Cars sorgen dafür, dass innovative Technik<br />
und <strong>neue</strong> Funktionalitäten für den geplanten<br />
Serieneinsatz fristgerecht fit sind.<br />
WEB-TIPP<br />
Lesen Sie mehr über die vielfältigen Projekte<br />
der Forscher und Entwickler von<br />
<strong>Daimler</strong> in Sachen Telematik und Infotainment<br />
sowie ein Interview mit den beiden<br />
dafür verantwortlichen Bereichsleitern<br />
Ralf Guido Herrtwich und Peter<br />
Häußermann unter:<br />
Christian Maihöfers Aufgabe und die seiner<br />
Kollegen aus dem Bereich Infotain- www.daimler.com/innovation
HTR 02/2007 Interieur<br />
07
08 <strong>Daimler</strong><br />
SHOWROOM<br />
Fahrspaß wissenschaftlich untersucht:<br />
Rechnergestützte Bildauswertung<br />
Erstmals haben Forscher den Fahrspaß wissenschaftlich untersucht.<br />
Bei der Studie arbeiteten das Fraunhofer-Institut für Graphische<br />
Datenverarbeitung Rostock, die Technische Universität München und<br />
die Mercedes-Benz-Kundenforschung zusammen, um die Emotionen<br />
von Autofahrern zu messen. Durch Stimmenanalyse, Mimikerkennung<br />
und psychologische Befragung konnten sie feststellen, was Autofahrer<br />
empfinden und welche Aspekte ihren Fahrspaß bestimmen.<br />
Um die emotionalen Reaktionen zu messen, setzte Mercedes-Benz<br />
zwei Modelle mit unterschiedlicher Technik und Ausstattung ein: die<br />
<strong>neue</strong> C-Klasse und den Mercedes-Benz 190 E aus dem Jahre 1983.<br />
Acht Fahrerinnen und Fahrer zwischen 33 und 53 Jahren waren mit<br />
diesen Limousinen auf Landstraßen, Autobahnen und einem kurvenreichen<br />
Handlingkurs unterwegs. Dabei zeichneten Kameras die Gesichter<br />
der Versuchspersonen auf. Bei der Bildauswertung im Labor<br />
wurden aus den Videoaufnahmen 60.000 Einzelbilder kopiert, die ein<br />
Computer für die Mimikerkennung auswertete. Insgesamt wurden auf<br />
diese Weise rund eine Million Bilder analysiert.<br />
Bei psychologischen Befragungen vor und nach jeder Fahrt wollten<br />
die Fachleute von den Probanden wissen, was ihrer Meinung nach<br />
zur Fahrfreude beiträgt. Die Pilotstudie hat gezeigt, dass Emotionen<br />
beim Autofahren messbar sind und zu einem nachweisbaren Kriterium<br />
für die Bewertung von Fahrzeugen werden können.<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
www.igd-r.fraunhofer.de (Fraunhofer-Institut Rostock, Projekte)<br />
www9.cs.tum.edu (TU München, Lehrstuhl für Bildverstehen)<br />
www.daimler.com/innovation<br />
BLUETEC bringt Diesel<br />
nach Kalifornien<br />
Weltpremiere in Kalifornien: Mit<br />
der Markteinführung im Oktober<br />
dieses Jahres startete der E 320<br />
BLUETEC als einziges Dieselfahrzeug<br />
der Welt in Kalifornien. Damit<br />
ist Mercedes-Benz der erste<br />
Autohersteller, der die strengen<br />
Abgasgrenzwerte des amerikanischen<br />
Bundesstaates mit einem<br />
Selbstzünder erfüllt.<br />
Seit der flächendeckenden Einführung<br />
von schwefelarmem Dieselkraftstoff<br />
im Oktober 2006 ist<br />
der E 320 BLUETEC bereits in<br />
45 US-Staaten verfügbar. Der mit<br />
einem 165 kW/224 PS starken<br />
V6-Motor ausgestattete Selbstzünder<br />
verbraucht nur 6,7 Liter<br />
je 100 Kilometer und ist mit einer<br />
Tankfüllung bis zu 1.200 Kilometer<br />
unterwegs. Solche Werte<br />
überzeugten sofort auch die<br />
US-amerikanischen Kunden –<br />
der Anteil des E 320 BLUETEC<br />
am E-Klasse-Absatz liegt dort inzwischen<br />
bei 17 Prozent.<br />
BLUETEC ist ein modulares Abgasreinigungssystem,<br />
das neben<br />
den Partikeln auch die Stickoxide<br />
deutlich reduziert. Diese sind<br />
die einzigen Abgaskomponenten,<br />
die heute bei Dieselmotoren konzeptbedingt<br />
noch über dem Wert<br />
von Benzinern liegen.
HTR 02/2007 Showroom<br />
09<br />
Wirbelsturm als<br />
Rauchabzug<br />
Ein 34,4 Meter hoher Wirbelsturm<br />
fegte im Herbst durch das<br />
Mercedes-Benz Museum in<br />
Stuttgart. Schäden gab es keine<br />
– der „Tornado“ war künstlich<br />
ausgelöst worden und führt im<br />
Brandfall den Rauch ab.<br />
Brandschutzvorschriften fordern,<br />
dass bei Rauchentwicklung alle<br />
Bereiche außerhalb der Brandebene<br />
rauchfrei sein müssen.<br />
Angesichts der offenen Architektur<br />
eine anspruchsvolle Aufgabe,<br />
die mit herkömmlicher Lüftungstechnik<br />
nicht machbar ist. Deshalb<br />
blasen nun im Brandfall<br />
144 Düsen Luft so in das Atrium,<br />
dass ein kleiner Wirbelsturm entsteht.<br />
Dieser zieht die Rauchschwaden<br />
nach oben, wo sie ein<br />
Ventilator ins Freie abführt.<br />
Als „höchster künstlich erzeugter<br />
Wirbelsturm der Welt“ fand die<br />
clevere Sicherheitstechnik sogar<br />
den Weg ins Guinness-Buch der<br />
Rekorde.<br />
Digitaler<br />
Servicebericht<br />
Wer sein Auto verkaufen will, tut<br />
gut daran, alle durchgeführten<br />
Service- und Wartungsarbeiten<br />
zu dokumentieren – das Attribut<br />
„scheckheftgepflegt“ ist bei Gebrauchtwagen<br />
ein gutes Verkaufsargument.<br />
Mit dem Digital Service Booklet<br />
(DSB) führt Mercedes-Benz nun<br />
europaweit einen digitalen Servicenachweis<br />
ein, bei dem sämtliche<br />
Wartungsarbeiten in einer<br />
zentralen Datenbank sicher gespeichert<br />
sind.<br />
Die Servicemitarbeiter geben die<br />
Fahrzeugidentifikationsnummer<br />
und die durchgeführten Wartungen<br />
in das Online-System ein<br />
und drucken dazu einen Nachweis<br />
aus.<br />
Für den Kunden ist dies komfortabel<br />
und sicher. Sollte er einen<br />
Servicenachweis verlieren, kann<br />
er sich das Dokument von jeder<br />
Werkstatt neu ausdrucken lassen.<br />
Bei Bedarf zeigt das DSB<br />
alle im Lauf des Autolebens<br />
durchgeführten Wartungen, die<br />
für den Erhalt der Garantie notwendig<br />
sind.<br />
<strong>Das</strong> elektronische Scheckheft<br />
gibt es in 35 europäischen Märkten.<br />
Dem Servicemitarbeiter<br />
zeigt es in der jeweiligen Landessprache<br />
an, welche Arbeiten<br />
durchgeführt wurden.<br />
Für Neuwagen der E- und CLS-<br />
Klasse steht das Digital Service<br />
Booklet seit September 2007 zur<br />
Verfügung. Weitere Mercedes-<br />
Benz-Pkw-Baureihen werden<br />
Schritt für Schritt folgen.<br />
Umweltzertifikat für C-Klasse<br />
Limousine und T-Modell<br />
Wie die Limousine hat auch das <strong>neue</strong> T-Modell der C-Klasse ein Umweltzertifikat<br />
erhalten. Damit bestätigt der TÜV Süd, dass beide Fahrzeuge<br />
gemäß der ISO-Norm 14062 in allen Aspekten umwelt gerecht<br />
entwickelt wurden. Mercedes-Benz ist die weltweit einzige Auto -<br />
mobilmarke, die über dieses anspruchsvolle Zertifikat verfügt.<br />
Der durch die ISO-Norm 14062 definierte Leitgedanke „Design for<br />
Environment“ ist seit zwölf Jahren in den Entwicklungsprozess der<br />
Mercedes-Benz-Pkw verankert. Fachleute aus den Bereichen Öko-<br />
Bilanzierung, Demontage- und Recyclingplanung, Werkstoff- und Verfahrenstechnik<br />
sowie Konstruktion und Produktion begleiten die Entwicklung<br />
<strong>neue</strong>r Modelle und definieren ökologische Vorgaben.<br />
So berücksichtigt die vollständige Öko-Bilanz des <strong>neue</strong>n T-Modells<br />
rund 40.000 Einzelprozesse und umfasst den gesamten Lebens zyklus<br />
des Fahrzeugs von der Material- und Bauteileherstellung über die<br />
Nutzung während einer Fahrstrecke von 200.000 Kilometern bis zur<br />
Altauto-Entsorgung.<br />
Am Beispiel des C 200 KOMPRESSOR und des C 200 CDI wurden<br />
unter anderem der Energiebedarf und die Emissionen berechnet. Bei-<br />
de Motorvarianten der aktuellen T-Klasse erreichen deutlich bessere<br />
Werte als die 2001 vorgestellten Vorgängermodelle. So verringert<br />
sich der gesamte Energiebedarf für Herstellung, Nutzung und Verwertung<br />
beim C 200 KOMPRESSOR T-Modell um 17,7 Prozent.<br />
Die EU-Abgasgrenzwerte unterschreitet der <strong>neue</strong> C 200 KOMPRES-<br />
SOR bei Stickoxiden um rund 90 Prozent, bei Kohlenwasserstoffen<br />
um etwa 86 Prozent und beim Kohlenmonoxid um rund 75 Prozent.
10 <strong>Daimler</strong><br />
CO 2-armer Erdgas -<br />
antrieb im B 170 NGT<br />
Man könnte das Buchstabenkürzel<br />
NGT scherzhaft für den<br />
Slogan „Natürlich Gas tanken“<br />
nutzen. Am Heck der B-Klasse<br />
mit dem Typenschild 170 NGT<br />
stehen die drei Buchstaben aber<br />
für „Natural Gas Technology“.<br />
Erstmals in einem Kompaktmodell<br />
wird Mercedes-Benz damit<br />
ab Sommer 2008 einen 85kW/<br />
116 PSstarken Antrieb anbieten,<br />
der wahlweise mit Benzin oder<br />
mit Erdgas – also bivalent – betrieben<br />
werden kann.<br />
Der B 170 NGT ist der „kleine<br />
Bruder“ des E 200 NGT, der seit<br />
über drei Jahren als Antriebs -<br />
alternative für umwelt- und preisbewusste<br />
Autofahrer erfolgreich<br />
im Angebot ist. Bei beiden NGT-<br />
Modellen sind im Erdgasbetrieb<br />
die CO 2-Emissionen um 20 Prozent<br />
niedriger gegenüber einer<br />
vergleichbaren Benzinvariante.<br />
Beim B 170 NGT liegt der Verbrauch<br />
zum Beispiel bei 4,9 Kilogramm<br />
Erdgas pro 100 Kilo -<br />
meter. Damit stößt das Fahrzeug<br />
lediglich 135 Gramm CO 2 pro<br />
Kilometer aus.<br />
Und an der Tankstelle darf das<br />
Sparschwein aufatmen: Der in<br />
vielen Ländern günstige Preis für<br />
komprimiertes Erdgas kann die<br />
Betriebskosten halbieren helfen.<br />
<strong>Das</strong> „Aus“ für den „Club der toten Winkel“:<br />
Ein Assistent sichert Spurwechsel ab<br />
Berühmt-berüchtigt sind die Bereiche links und rechts des Fahrzeugs,<br />
in denen ein auf der Nebenspur fahrendes Auto schon nicht mehr in<br />
den Rückspiegeln zu sehen ist, aber noch nicht im Augenwinkel des<br />
Fahrers auftaucht. Ein für die S- und CL-Klasse von Mercedes-Benz<br />
als Wunschausstattung verfügbares Assistenzsystem macht den toten<br />
Winkeln nun den Garaus.<br />
Der Totwinkelassistent passt dort auf, wo der Blick des Fahrers nur<br />
schwer hinkommt. Verbirgt sich ein Fahrzeug im Totwinkelbereich,<br />
warnt die Elektronik den Fahrer mit einem roten Dreieck, das im Außenspiegel<br />
aufleuchtet. Sollte es der Fahrer übersehen und dennoch<br />
den Blinker für einen Spurwechsel setzen, macht sich der Assistent<br />
über die Lautsprecher bemerkbar und verschafft dem nun blinkenden<br />
Warndreieck im Außenspiegel die notwendige Aufmerksamkeit.<br />
Die Basis des Totwinkelassistenten sind sechs Nahbereichsradarsensoren<br />
in den Front- und Heckstoßfängern. Diese tasten die unmittelbare<br />
Umgebung vor und hinter dem Fahrzeug sowie an den<br />
Flanken auf mögliche Kollisionsobjekte oder Hindernisse ab.<br />
Angeboten wird der Totwinkelassistent in einem Sicherheitspaket,<br />
das den Abstandsregeltempomaten DISTRONIC PLUS, den Bremsassistenten<br />
PLUS sowie die PRE-SAFE-Bremse und eine Parkführung<br />
miteinander kombiniert.<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
www.prevent-ip.org (PReVENT-Initiative der europäischen<br />
Automobilindustrie und der Europäischen Kommission)<br />
www.daimler.com/innovation
HTR 02/2007 Showroom<br />
11<br />
Biokraftstoffe der zweiten Generation: <strong>Daimler</strong><br />
engagiert sich für eine Zukunftstechnologie<br />
Volkswagen und <strong>Daimler</strong> sind im Oktober 2007 bei dem in Freiberg,<br />
Sachsen, ansässigen Unternehmen CHOREN Industries GmbH als<br />
Minderheitsgesellschafter eingestiegen. Mit diesem Engagement unterstützen<br />
die beiden Automobilhersteller das auf Vergasungstechnologien<br />
spezialisierte Unternehmen bei seinem Ziel, klimafreund -<br />
liche, synthetische Biokraftstoffe der zweiten Generation auf dem<br />
Markt einzuführen.<br />
Die entscheidenden Vorteile der sogenannten BTL-Kraftstoffe (für<br />
„Biomass to Liquid“) gegenüber herkömmlichem Biodiesel oder Bioethanol<br />
bestehen darin, das BTL-Kraftstoffe die Energie der gesamten<br />
Pflanze nutzen und dadurch deutlich höhere Hektarerträge erzielen.<br />
Zudem lassen sich Pflanzenreste oder Restholz nutzen, sodass<br />
die Kraftstoffproduktion nicht unmittelbar mit der Nahrungsmittelerzeugung<br />
um Flächen konkurriert. Außerdem ist das CO 2-Einsparungspotenzial<br />
bei BTL-Kraftstoff deutlich höher.<br />
Derzeit baut CHOREN an seinem Heimatstandort in Sachsen die weltweit<br />
erste kommerziell betriebene BTL-Anlage im kommerziellen Maßstab<br />
auf. Ab 2008 sollen in dieser sogenannten Beta-Anlage pro Jahr<br />
18 Millionen Liter BTL-Kraftstoff gewonnen werden – eine Menge, die<br />
für zirka 15.000 Pkw ausreicht.<br />
Der nächste Schritt ist mit der Standortsuche für eine Sigma-1<br />
genannte BTL-Anlage ebenso getan. Deren Jahreskapazität soll dann<br />
bei 250 Millionen Liter Kraftstoff liegen. Herbert Kohler, verantwortlich<br />
für Fahrzeugaufbau, Motor und Triebstrang in der Konzernforschung<br />
und Vorentwicklung sowie Umweltbevollmächtigter der <strong>Daimler</strong><br />
AG, sieht in BTL-Kraftstoffen „die vielversprechendste Option von<br />
regenerativen Kraftstoffen für heutige Verbrennungsmotoren“.<br />
Ausgezeichneter Engel<br />
in Blau: Citaro<br />
Der „Blaue Engel“ gehört in<br />
Deutschland seit seiner „Geburt“<br />
im Jahr 1978 zu den rennomiertesten<br />
Prüfsiegeln, die den Produkten,<br />
die sie tragen dürfen, ein<br />
besonders hohes Maß an Umweltfreundlichkeit<br />
attestiert.<br />
Ab November 2007 können Mercedes-Benz<br />
Citaro-Busse, deren<br />
Dieselantrieb die Euro-5-Abgas -<br />
norm oder die noch strengere<br />
Variante EEV (für „Enhanced Environmentally<br />
friendly Vehicle“)<br />
einhalten, dieses Siegel auf Antrag<br />
beim Zeichengeber, dem<br />
RAL-Verein und dem Umweltbundesamt<br />
in Berlin, erhalten.<br />
Nicht nur das vorbildlich niedrige<br />
Emissionsniveau der Citaro-<br />
Antriebe ging als Gütekriterium<br />
in den „Blauen Engel“ ein. So<br />
punktet dieser Stadtbus zudem<br />
mit sehr niedrigen Geräusch-<br />
emissionen innen wie außen, einem<br />
geringen Treibhauspotenzial<br />
der verwendeten Kältemittel<br />
und einer Lackierung, die frei von<br />
Schwermetallen ist und weniger<br />
als 130 Gramm Lösemittel pro<br />
Quadratmeter Lackierfläche aufweist.<br />
Dies ist bei einfarbig lackierten<br />
Citaro-Bussen möglich,<br />
bei denen zur Außengestaltung<br />
Folien eingesetzt werden.<br />
Ausgezeichneter Engel<br />
in Gelb: Actros<br />
Der „Gelbe Engel“, verliehen vom<br />
Allgemeinen Deutschen Automobil<br />
Club (ADAC), gehört in Europa<br />
zu den begehrtesten Automobilauszeichnungen.<br />
In diesem Jahr<br />
darf sich der Notbremsassistent<br />
„Active Brake Assist“ mit diesem<br />
Preis schmücken. Zum Einsatz<br />
kommt dieses Assistenzsystem<br />
in der Safety-Truck-Variante des<br />
Mercedes-Benz-Schwerlasters<br />
Actros. Aufgabe des auf dem<br />
Radarsystem der Telligent-<br />
Abstandsregelung aufbauenden<br />
„Active Brake Assist“ ist es, Auffahrunfälle<br />
zu verhindern.<br />
Erkennt die Elektronik aufgrund<br />
der kontinuierlichen Abstandsmessung<br />
sowie der Relativgeschwindigkeit<br />
zu einem vorausfahrenden<br />
Fahrzeug, dass ein<br />
Crash bei unveränderter Verkehrssituation<br />
und ohne Fahrereingriff<br />
unvermeidlich wird, tritt<br />
es in Aktion. Zunächst warnt es<br />
den Fahrer optisch und akustisch<br />
vor der drohenden Gefahr.<br />
Reagiert dieser nicht, löst es eine<br />
30-prozentige Teilbremsung aus,<br />
um Energie aus dem Fahrzeug zu<br />
nehmen und den Fahrer noch<br />
eindringlicher zu warnen. Erst<br />
wenn dieser erneut nicht reagiert,<br />
löst die Elektronik eine<br />
Notbremsung aus.
12 <strong>Daimler</strong><br />
FORSCHUNGSFAHRZEUG<br />
<strong>F700</strong><br />
Luxuriöse Reiselimousine verbindet hohe Umweltfreundlichkeit<br />
mit guter Fahrleistung und exzellentem Komfort
HTR 02/2007 <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
13
14 <strong>Daimler</strong><br />
<br />
Maße/Motoren:<br />
Länge (mm) 5180<br />
Breite (mm) 1960<br />
Höhe (mm) 1438<br />
Radstand (mm) 3450<br />
DIESOTTO-Motor 1,8-l-Benziner<br />
Hybridmodul Elektromaschine<br />
Leistung:<br />
Nennleistung DIESOTTO 175 kW/238 PS<br />
+ Hybridmodul + 15 kW/20 PS<br />
Max. Drehmoment 400 Nm<br />
Beschleunigung 0–100 km/h 7,5 Sek.<br />
Verbrauch:<br />
DIE WICHTIGSTEN DATEN<br />
F 700<br />
NEFZ-Gesamtverbrauch 5,3 l/100 km<br />
CO 2-Emissionen 127 g/km<br />
Schadstoffeinstufung Euro 6
HTR 02/2007 <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
15
16 <strong>Daimler</strong><br />
Mit dem F 700 zeigt Mercedes-Benz,<br />
wie die große Reiselimousine der Zukunft<br />
aussieht. Sie bietet umweltgerechte<br />
Mobilität mit höchstem Komfort und<br />
einem souveränen Antrieb.“ So beschreibt<br />
Herbert Kohler – in der Konzernforschung<br />
und Vorentwicklung verantwortlich für den<br />
Bereich Fahrzeugaufbau und Antrieb – das<br />
jüngste Kind aus der Familie der Mercedes-<br />
Benz--<strong>Forschungsfahrzeug</strong>e.<br />
Der F 700 zeigt <strong>neue</strong> Wege zu einer ressourcenschonenden<br />
Mobilität und erfüllt zugleich<br />
die wachsenden Anforderungen an ein Automobil<br />
der Oberklasse. Auf den ersten Blick<br />
scheinen große Limousinen sowie niedriger<br />
Verbrauch und geringer CO 2-Ausstoß nicht<br />
zusammenzupassen. <strong>Das</strong>s dies trotzdem<br />
möglich ist, zeigt der auf der IAA in Frankfurt<br />
präsentierte F 700.<br />
„Nachhaltige Mobilität<br />
ist nur durch<br />
intensive Forschung<br />
und Entwicklung<br />
realisierbar“<br />
Herbert Kohler<br />
Dessen Kernstück ist das völlig neuartige<br />
DIESOTTO-Antriebskonzept, das die Vorzüge<br />
des emissionsarmen Ottomotors mit den<br />
Verbrauchsvorteilen des Dieselaggregats verbindet<br />
(siehe Kasten DIESOTTO, S. 19). Zum<br />
geringen Verbrauch tragen auch speziell entwickelte<br />
Reifen von Michelin bei, deren Rollwiderstand<br />
rund 17 Prozent niedriger ist als<br />
bei herkömmlichen Pneus.<br />
Vorausschauendes Fahrwerk Große Fortschritte<br />
erzielt der F 700 auch beim Fahrkomfort.<br />
<strong>Das</strong> Active-Body-Control-Fahrwerk<br />
wurde weiterentwickelt und setzt nun <strong>neue</strong><br />
Maßstäbe in Sachen Komfort, Fahrsicherheit<br />
und Dynamik. „Der F 700 zeigt hier einen<br />
wichtigen Schritt in die Zukunft, denn sein<br />
aktives Fahrwerk tastet die Straße mit einem<br />
Laserscanner ab. <strong>Das</strong> Fahrzeug reagiert deshalb<br />
nicht nur höchst sensibel auf Unebenheiten<br />
in der Fahrbahn, es agiert vielmehr<br />
schon vorausschauend“, erläutert Hans-<br />
Georg Metzler, in der Konzernforschung verantwortlich<br />
für Assistance Systems und<br />
Chassis (siehe Kasten PRE-SCAN, S. 22).
HTR 02/2007 <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
17
18 <strong>Daimler</strong>
HTR 02/2007 <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
19<br />
Auch die Fahrertür „beobachtet“ übrigens<br />
ihre Umgebung: Im linken Außenspiegel sitzt<br />
ein Laserscanner, der den Schwenkbereich<br />
der Tür überprüft. Droht diese beim Öffnen<br />
gegen ein Hindernis zu schlagen, wird sie<br />
automatisch arretiert.<br />
Im F 700 verkörpern DIESOTTO und PRE-<br />
SCAN-Fahrwerk die inneren Werte. Ergänzt<br />
werden sie durch ein Design, das die Effizienz<br />
des Fahrzeugs auf den ersten Blick erkennen<br />
lässt. <strong>Das</strong> Mercedes-Benz Advanced<br />
Design Studio in Irvine (Kalifornien) hat sich<br />
konsequent für eine weiche, fließende For-<br />
„Die <strong>Forschungsfahrzeug</strong>e<br />
zählen<br />
zur Kür des<br />
Designbereichs“<br />
Peter Pfeiffer<br />
mensprache entschieden, die es als „Aqua<br />
Dynamic“ bezeichnet. „Mit ihr ,übersetzen‘<br />
wir die effiziente Strömungsdynamik bei Fischen<br />
in das Design eines verbrauchsarmen<br />
Automobils“, erklärt Peter Pfeiffer, Chefdesigner<br />
der Mercedes-Benz Cars. Als direktes<br />
Zitat für die Inspiration aus der Natur sitzt auf<br />
dem Dach eine elegante „Rückenfinne“, in<br />
der Antennen, eine Rückfahrkamera und das<br />
dritte Bremslicht eingebaut sind.<br />
Zugleich lässt das Design auf einen Blick erkennen,<br />
dass der F 700 seinen Passagieren<br />
besonders viel Platz bietet. So ist die Seitenansicht<br />
von den stark gespannten Bogen der<br />
Dachkontur und der Schulterlinie geprägt, die<br />
zusammen mit den markanten vorderen Radhäusern<br />
Geräumigkeit signalisieren. Auch<br />
zwei große Glasflächen im Dach und der lange<br />
Radstand deuten auf das großzügige und<br />
flexible Innenraumkonzept hin. Die dort eingesetzten<br />
Materialien wie Leder und Kork sowie<br />
die Farbharmonie aus Braun- und Beigetönen<br />
lassen das Interieur elegant, leicht und<br />
zugleich hochwertig erscheinen.<br />
Ergonomisches Bedienkonzept Der F 700<br />
beeindruckt zudem mit einem <strong>neue</strong>n Anzeige-<br />
und Bedienkonzept, das auf dem bewährten<br />
COMAND-System und einer Reihe<br />
zukunftsweisender Innovationen beruht. Auffällig<br />
ist das Anzeigefeld des SERVO-HMI.<br />
Diese Schnittstelle zwischen Mensch und<br />
<br />
DIESOTTO<br />
Benziner mit Diesel-Gen<br />
Der Antrieb des F 700 verbindet die Vorzüge<br />
des emissionsarmen Benziners mit den Verbrauchsvorteilen<br />
des Diesels. Um dies zu erreichen,<br />
haben die Ingenieure mehrere bewährte<br />
Technologiebausteine mit einem<br />
<strong>neue</strong>n Brennverfahren verknüpft. Zuerst verringerten<br />
sie Hubraum und Zylinderzahl<br />
(Downsizing). Den so bedingten Leistungsverlust<br />
des 1,8-Liter-Aggregats machen zwei<br />
hintereinander geschaltete Turbolader mehr<br />
als wett – sie sprechen rasch an und sorgen<br />
für einen drehmomentstarken Durchzug.<br />
Ein weiterer Baustein ist die Benzindirekteinspritzung<br />
mit hochpräzisen Piezo-Injektoren.<br />
Sie sorgt für eine kraftstoffarme, homogene<br />
Mischung im Zylinder und erlaubt einen Verbrauchsvorteil<br />
von rund zehn Prozent. Hinzu<br />
kommen ein zweistufiger Ventil- und ein variabler<br />
Kurbeltrieb. Sie erlauben es, die Öffnungszeiten<br />
und das Verdichtungsverhältnis<br />
stufenlos zu ändern.<br />
Mit der neuartigen Raumzündverbrennung<br />
hält das Dieselprinzip Einzug im Ottomotor.<br />
Beim Start und bei Volllast bringen Zündker-<br />
zen das Benzin-Luft-Gemisch wie bei einem<br />
konventionellen Benziner zur Explosion. Im<br />
meistgefahrenen Teillastbereich, also bei<br />
niedrigen und mittleren Drehzahlen, setzt<br />
automatisch die kontrollierte Selbstzündung<br />
ein. Weil diese bei vergleichsweise niederen<br />
Temperaturen abläuft, bilden sich nur geringe<br />
Mengen an Stickoxiden. Für die Abgasreinigung<br />
genügt dem DIESOTTO deshalb ein<br />
serienüblicher Drei-Wege-Katalysator.<br />
Zusätzlich unterstützt ein Hybridmodul den<br />
Benzinmotor. Dazu ist ein scheibenförmiger<br />
Starter-Generator in das Gehäuse des 7G-<br />
TRONIC-Automatikgetriebes integriert. <strong>Das</strong><br />
drehmomentstarke Aggregat wirkt beim Anfahren<br />
und im Stop-and-go-Betrieb als Elektromotor<br />
und unterstützt die Verbrennungsmaschine.<br />
Beim Bremsen und Rollen gewinnt<br />
der Starter-Generator dagegen Energie zurück,<br />
die in einer Hochvoltbatterie gespeichert<br />
und beim nächsten Anfahren genutzt<br />
wird (Rekuperation). Um die einzelnen Teilsysteme<br />
zu einem stimmigen Antriebskonzept<br />
zu vereinen, haben die <strong>Daimler</strong>-Ingenieure<br />
außerdem eine hocheffiziente<br />
Motorsteuerung entwickelt.<br />
Die maximale Leistung des DIESOTTO im<br />
F 700 beträgt 175 kW (238 PS), der Starter-<br />
Generator leistet weitere 15 kW (20 PS). <strong>Das</strong><br />
maximale Drehmoment des Systems liegt bei<br />
400 Nm. Von null auf 100 km/h beschleunigt<br />
das <strong>Forschungsfahrzeug</strong> in 7,5 Sekunden,<br />
seine Höchstgeschwindigkeit ist auf<br />
200 km/h begrenzt. Der Verbrauch im Normzyklus<br />
beträgt 5,3 Liter. <strong>Das</strong> entspricht einem<br />
CO 2-Ausstoß von lediglich 127 Gramm.<br />
Am Anfang steht das <strong>Forschungsfahrzeug</strong>:<br />
Bis der einzigartige F 700 zum ersten Mal auf<br />
die Straße konnte, arbeiteten die Ingenieure,<br />
Designer und Werker Tausende von Stunden.
20 <strong>Daimler</strong><br />
Maschine (Human Machine Interface, HMI)<br />
haben die <strong>Daimler</strong>-Forscher als Beitrag zur<br />
Konditionssicherheit von Fahrern entwickelt.<br />
Durch den besonders auf Langstrecken häufigen<br />
Blickwechsel zwischen Nah- und Fernbereich,<br />
also zwischen Kombiinstrument und<br />
Straße, ermüden die Augen.<br />
Beim SERVO-HMI liegt das Display mit der Instrumentenanzeige<br />
waagrecht im Armaturenbrett.<br />
Ein Spiegel lenkt die Lichtstrahlen<br />
des Displaybilds auf den unteren Rand der<br />
Frontscheibe; von dort aus gelangen sie zum<br />
Fahrer. Dadurch verlängert sich der Betrachtungsabstand<br />
und die Augen müssen sich<br />
nicht mehr so stark zwischen Nah- und Fernsicht<br />
umstellen. Wissenschaftliche Studien<br />
bestätigen, dass Fahrer so weniger ermüden.<br />
Sichere Sprachbedienung Die Bedienung<br />
von Navigation, Kommunikation und Telefon<br />
sowie Audio und Entertainment erfolgt mit<br />
dem COMAND-Bedienkonzept, das um eine<br />
Schiebefunktion erweitert wurde. Bei komplexen<br />
Eingabevorgängen hilft ein elektronischer<br />
Assistent, der als virtuelle Person – in<br />
der Computersprache auch „Avatar“ genannt<br />
– auf dem SERVO-HMI-Display erscheint.<br />
Im F 700 tritt eine weibliche Stimme in Dialog<br />
mit dem Fahrer. So fragt sie zum Beispiel<br />
im Navigationsmenü nach dem gewünschten<br />
Ziel und bestätigt die Spracheingabe. Ähnlich<br />
funktioniert die Suche aus dem Telefonbuch<br />
oder des gewünschten Radiosenders. Diese<br />
Dialogform durch Spracherkennung vereinfacht<br />
die Bedienung für den Fahrer. Zudem<br />
lässt sich die Zahl an Dialogassistenzfunktionen<br />
noch stark erweitern. So könnte der<br />
„<strong>Das</strong> Fahrwerk des<br />
F 700 reagiert<br />
sensibel und agiert<br />
vorausschauend“<br />
Hans-Georg Metzler<br />
Sprachassistent über eine Internetverbindung<br />
aus dem Fahrzeug auf Online-Datenbanken<br />
zugreifen, den Terminkalender des<br />
Fahrers ergänzen oder wichtige E-Mails vorlesen.<br />
Durch Sprachbedienung bleibt die<br />
Ablenkung des Fahrers auf ein Minimum beschränkt<br />
– schließlich steht bei Mercedes-<br />
Benz die Fahrsicherheit immer im Vorder-<br />
1<br />
4<br />
7<br />
10
HTR 02/2007 <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
21<br />
2<br />
5<br />
8<br />
11<br />
3<br />
6<br />
9<br />
12<br />
1 Erste Skizzen auf Papier<br />
2 Feinarbeiten am Bildschirm<br />
3 Designer im Gespräch<br />
4 Auswahl von Interieur-Bezügen<br />
5 Aqua-Dynamic-Design am Modell<br />
6 Tonmodell in Originalgröße<br />
7 Erster Aufbau des Innenraums<br />
8 Im Advanced Design Studio in Como<br />
9 REVERSE-Sitz vor dem Einbau<br />
10 Lackierung der Karosserie<br />
11 Flachbildschirm im Fond<br />
12 Aerodynamik am Außenspiegel
22 <strong>Daimler</strong><br />
<br />
PRE-SCAN<br />
Komfort durch Vor-Sicht<br />
<strong>Das</strong> PRE-SCAN-Fahrwerk des F 700 erkennt<br />
den Zustand der Fahrbahn im Voraus und<br />
reagiert auf Schlaglöcher oder Bodenwellen<br />
sehr schnell und ausgleichend. Zugleich reduziert<br />
es Karosseriebewegungen in einem<br />
bisher nicht gekannten Ausmaß – das Auto<br />
scheint auf der Straße zu schweben.<br />
Möglich wird das elegante Gleiten durch zwei<br />
in die LED-Frontscheinwerfer integrierte Lasersensoren.<br />
Sie sind Teil eines LIDARs (Light<br />
Detection And Ranging) – eine dem Radar<br />
ähnliche Methode zur Entfernungsmessung.<br />
Die beiden Sensoren senden gepulste Laserstrahlen<br />
im unsichtbaren Infrarotbereich aus<br />
und detektieren dann das von der Fahrbahn<br />
reflektierte Laserlicht. Aus der Laufzeit der<br />
einzelnen Lichtimpulse berechnet das System<br />
die Entfernung zu den Unebenheiten auf<br />
der Straße.<br />
Wird zum Beispiel eine Bodenwelle registriert,<br />
wählt das Steuergerät blitzschnell die<br />
passende Regelungsstrategie aus, damit die<br />
Räder optimal über die Holperstelle hinwegrollen.<br />
Dabei berücksichtigt das PRE-SCAN-<br />
Fahrwerk auch eine zweite Informationsquelle<br />
– nämlich alle Daten, die verschiedene<br />
Fahrzeugsensoren über den aktuellen Fahrzustand<br />
liefern, wie etwa die Geschwindigkeit,<br />
die Bremsverzögerung oder die Querbeschleunigung<br />
in einer Kurve.<br />
Dadurch kann das Auto schon im Vorfeld für<br />
jedes einzelne Rad die Dämpfung der Fahrwerksregelung<br />
Active Body Control (ABC)<br />
straffer oder weicher stellen und das Rad<br />
dementsprechend be- oder entlasten.<br />
Für das komfortable <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
haben die Ingenieure die bei Mercedes-Benz<br />
für die S-, SL- und CL-Klasse erhältliche ABC-<br />
Regelung weiterentwickelt: <strong>Das</strong> elektronische<br />
Steuergerät erhält von verschiedenen<br />
Beschleunigungssensoren ständig Informationen<br />
über die aktuelle Fahrsituation und<br />
vergleicht sie mit den Daten der Drucksensoren<br />
in der ABC-Hydraulik sowie der Niveausensoren<br />
an den Achslenkern. Dank des<br />
ständig aufgebauten hohen Drucks und der<br />
exakt berechneten Ölströme in der Hydraulikanlage<br />
kann das neuartige Fahrwerk eine<br />
wankende Karosserie im Bruchteil einer Sekunde<br />
stabilisieren.
HTR 02/2007 <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
23<br />
grund. Dieser Vorgabe entsprechend haben<br />
die Ingenieure die Bedienelemente im F 700<br />
so weit wie möglich vereinfacht und reduziert.<br />
So werden Licht, Scheibenwischer,<br />
Heckscheibenheizung und die Defrost-Funktion<br />
der Klimaautomatik mithilfe von Sensoren<br />
vollautomatisch gesteuert.<br />
Variabler Rücksitz Für den rechten Fondsitz<br />
haben sich die geistigen Väter des F 700<br />
etwas komplett Neues einfallen lassen – den<br />
REVERSE-Sitz. Er bricht mit der üblichen Sitzordnung<br />
konventioneller Limousinen. Stattdessen<br />
erlaubt er dem Fahrgast im Fond individuelle<br />
Sitz- und Ruhepositionen, und zwar<br />
sowohl in Fahrt- wie auch in Gegenrichtung.<br />
Ist der Beifahrersitz frei, lässt sich der<br />
REVERSE-Sitz auf Knopfdruck in die Relax-<br />
Position bringen. Dazu fährt der Beifahrersitz<br />
ganz nach vorn, wobei sich seine Lehne ein<br />
Stück weit ins Cockpit versenkt. Dem Fahrgast<br />
steht nun ernorm viel Fußraum zur Verfügung.<br />
Zudem kann man eine Fußstütze ausfahren<br />
und den kompletten Sitz in eine<br />
bequeme Liegeposition bringen.<br />
Der REVERSE-Sitz lässt sich aber auch so<br />
verändern, dass die betreffende Person rückwärts<br />
zur Fahrtrichtung sitzt. Dazu gleitet er<br />
gleichzeitig mit dem Beifahrersitz um 60 Zentimeter<br />
nach vorn und vollzieht dabei eine<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
Der F 700 war einer der Stars auf der<br />
Internationalen Automobilaustellung in<br />
Frankfurt. Besucher des Messestands<br />
von Mercedes-Benz konnten das <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
aus nächster Nähe<br />
bewundern und sich mit Videos und Animationsfilmen<br />
dessen technologische<br />
Highlights erläutern lassen. Zu diesen<br />
zählen neben dem DIESOTTO-Motor und<br />
dem vorausschauenden aktiven PRE-<br />
SCAN-Fahrwerk auch zwei Innovationen<br />
halbe Rolle rückwärts: Die vorherige Rückenlehne<br />
schiebt sich in die Waagrechte<br />
und wird so zur Sitzfläche; die ursprüngliche<br />
Sitzfläche richtet sich auf und verwandelt<br />
sich nun zur Lehne.<br />
Diese Wandlungsfähigkeit erfordert diverse<br />
konstruktive Kunststücke, denn bei einem<br />
Fahrzeugsitz ist die Lehne stets deutlich länger<br />
als das Sitzkissen. Beim REVERSE-Sitz<br />
dagegen sind Lehne und Sitzfläche identisch<br />
und bestehen jeweils aus fünf Elementen, die<br />
flexibel miteinander verbunden sind. Eine<br />
ausgeklügelte Mechanik schiebt diese Segmente<br />
auseinander, sobald sie als Lehne genutzt<br />
werden, wobei das äußere Segment<br />
dann als Kopfstütze dient. Umgekehrt zieht<br />
ein Elektromotor die Segmente wieder zu einer<br />
geschlossenen Fläche zusammen, sobald<br />
sie als Sitzkissen genutzt werden.<br />
Im Fond des F 700 findet sich ein einzigartiges<br />
Entertainment-System: Auf Wunsch gleitet<br />
ein Flachbildschirm mit einer Diagonalen<br />
von 51 Zentimetern aus der Trennwand zum<br />
Gepäckraum hervor. Mit 3-D-Darstellung holt<br />
er den Betrachter mitten ins Geschehen,<br />
lässt die Szenerie zum Greifen nah erscheinen.<br />
Ein Surround-Sound-System liefert den<br />
raumfüllenden Ton dazu und schafft Kino-<br />
Feeling. Gute Reise im F 700!<br />
im Interieurbereich: das ergonomische<br />
Bedienkonzept SERVO-HMI für den Fahrer<br />
und das REVERSE-Konzept für den<br />
rechten Fondsitz.<br />
Als Zusatzinformationen zum F 700 und<br />
anderen <strong>Forschungsfahrzeug</strong>en von<br />
Mercedes-Benz finden Sie in HTR-online<br />
folgende Elemente:<br />
Videopräsentation des F 700<br />
Interview mit Thomas Weber,<br />
Vorstand Forschung und Entwicklung<br />
Animation zur Funktion des<br />
PRE-SCAN-Fahrwerks<br />
Animation zum<br />
DIESOTTO-Konzept<br />
Hintergrund: Reifen mit reduziertem<br />
Rollwiderstand<br />
Historie: Die früheren <strong>Forschungsfahrzeug</strong>e<br />
von Mercedes-Benz<br />
www.daimler.com/innovation
24<br />
SCANNER<br />
350 CGI<br />
<br />
DIE WICHTIGSTEN DATEN<br />
Der von <strong>Daimler</strong> entwickelte 350-CGI-Motor ist der weltweit erste<br />
Benziner mit Piezo-Direkteinspritzung und strahlgeführtem<br />
Brennverfahren. <strong>Das</strong> kraftvolle V6-Triebwerk spart gegenüber der<br />
bisherigen Kanaleinspritzung zehn Prozent Kraftstoff.<br />
Vorteile bietet der CGI-Motor (Stratified-Charged Gasoline<br />
Injection) vor allem im Schichtmodus, wenn er mit hohem Luftüberschuss<br />
arbeitet. Hochpräzise Piezo-Injektoren spritzen den<br />
Kraftstoff in Bruchteilen von Millisekunden in die Brennräume.<br />
Der seit Frühjahr 2006 in der CLS-Klasse angebotene 350-CGI-<br />
Motor ist ab Dezember 2007 auch für die E-Klasse erhältlich.<br />
Zylinder/Hubraum: V6/3.498 cm 3<br />
Leistung: 215 kW/292 PS<br />
Drehmoment: 365 Nm max.<br />
Verbrauch: 9,1-9,3 l/100 km<br />
Gemischaufbereitung:<br />
strahlgeführte Benzindirekteinspritzung<br />
mit 200-bar-Piezo-Injektoren<br />
Ausstattung:<br />
Vierventiltechnik, variable Nockenwellensteuerung<br />
für Ein- und Auslass, zweistufiges<br />
Saugrohr, Ausgleichswelle, Wärmemanagement<br />
mit kennfeldgesteuertem Thermostat
Eine Marke der <strong>Daimler</strong> AG<br />
1. Akt: Gebaut für den großen Auftritt.<br />
<strong>Das</strong> <strong>neue</strong> C-Klasse T-Modell mit beeindruckendem Laderaum – Fahrkultur in großem Stil.<br />
Jetzt Probe fahren bei Ihrem Mercedes-Benz Partner. www.mercedes-benz.de/c-klasse<br />
Kraftstoffverbrauch kombiniert: von 6,0 bis 10,2 l/100 km;<br />
CO₂-Emission kombiniert: von 157 bis 242 g/km.<br />
Die Angaben beziehen sich nicht auf ein einzelnes Fahrzeug und sind nicht Bestandteil des Angebots,<br />
sondern dienen allein Vergleichszwecken zwischen den verschiedenen Fahrzeugtypen.
26 <strong>Daimler</strong><br />
KLIMASCHUTZ<br />
„<br />
Automobile<br />
Faszination und<br />
Verantwortung<br />
verbinden“<br />
Interview mit Thomas Weber,<br />
verantwortlich im Vorstand der<br />
<strong>Daimler</strong> AG für das Ressort<br />
Konzernforschung und Entwicklung<br />
Mercedes-Benz Cars
HTR 02/2007 Klimaschutz<br />
27<br />
Hat <strong>Daimler</strong> die passende Modellpalette<br />
für eine Mobilität, die beim Kunden als<br />
„umweltpolitisch korrekt“ ankommt?<br />
Weber: Ich bin davon überzeugt, dass ökologische<br />
Vernunft und erfahrbare Faszination<br />
im Automobilbau kein Widerspruch sein müssen.<br />
Darüber hinaus wissen wir: Unsere Kunden<br />
wollen keine „Verzichtautos“ fahren. Faszination<br />
und Mobilität müssen und werden<br />
auch in Zukunft miteinander vereinbar sein.<br />
Und das bei „umweltpolitisch korrekten“ Parametern,<br />
wie Sie es nennen. Wir haben hier<br />
einiges zu bieten.<br />
Was heißt das konkret?<br />
Weber: <strong>Daimler</strong> hat bereits heute 15 Modelle<br />
mit einem Verbrauch von unter 6,5 Litern<br />
pro 100 Kilometer auf dem Markt. Und alle<br />
sind faszinierende Produkte. Lassen Sie mich<br />
Beispiele nennen: Darunter ist der <strong>neue</strong><br />
smart fortwo cdi, der CO 2-Weltmeister. Ebenso<br />
der E 320 BLUETEC, der zum „World<br />
Green Car of the Year“ gekürt wurde. In diesem<br />
Jahr bringen wir den BLUETEC E 300 als<br />
weltweit saubersten Euro-5-Diesel-Pkw der<br />
Oberklasse nach Europa. Und das ist erst der<br />
Anfang. Schauen Sie auf unser Programm<br />
„Road to the Future“: Wir haben auf der IAA<br />
in Frankfurt 19 konkrete Beispiele von<br />
Mercedes-Benz für nachhaltige und faszinierende<br />
Mobilität aufgezeigt. Darunter sind bereits<br />
heute oder in naher Zukunft erhältliche<br />
Serienfahrzeuge. Ich denke, unsere Botschaft<br />
ist eindeutig: mit kundenorientierten<br />
Innova tionen die Herausforderungen der Zukunft<br />
konsequent angehen. Weitere Innovationen<br />
werden daher von unserer Seite für eine<br />
umweltfreundlichere Mobilität folgen.<br />
Wie wollen Sie als Premiumhersteller den<br />
Spagat zwischen dem Kundenwunsch<br />
nach mehr Ökologie und realem Kaufverhalten<br />
schaffen?<br />
Weber: Wir werden alle Innovationen in Topqualität<br />
zu den definierten, anspruchsvollen<br />
Terminen in Serie bringen – und dabei selbstverständlich<br />
die Kosten für diese hochwertigen<br />
Technologien nicht aus den Augen verlieren.<br />
Daher setzen wir auf flexible<br />
Modulkonzepte, die maßgeschneiderte Lösungen<br />
für mehrere Baureihen ermöglichen.<br />
Nur so schaffen wir diesen anspruchsvollen<br />
Spagat. Nachhaltige Mobilität zu attraktiven<br />
Preisen muss sich nicht ausschließen. Wir<br />
dürfen hierbei aber eines nicht vergessen:<br />
Wir wollen auch in Zukunft Premiumprodukte<br />
mit Toptechnologielösungen für eine umweltfreundliche<br />
Mobilität anbieten.<br />
„Nachhaltige Mobilität<br />
zu attraktiven<br />
Preisen muss sich<br />
nicht ausschließen“<br />
Thomas Weber<br />
... und Ihre Kunden wissen dies auch<br />
beim Preis zu würdigen?<br />
Weber: Ja, denn sie schätzen genau das: Premiumprodukte<br />
mit Premiumlösungen für<br />
mehr Umweltfreundlichkeit. Und unsere Kunden<br />
wissen auch: Jeder kann einen Beitrag<br />
leisten, nämlich durch eine umweltfreundliche<br />
Fahrweise. 20 Prozent Spritersparnis<br />
sind durchaus möglich. Es lohnt sich also: für<br />
unsere Kunden und die Umwelt! Deshalb bieten<br />
wir unseren Kunden seit vielen Jahren zusätzlich<br />
Eco-Fahrtrainings an.<br />
Stichwort Gesetzgebung: Was bedeutet<br />
die EU-Vorgabe von 120 g/km CO 2-Emissionen<br />
im Durchschnitt für die Fahrzeugflotte<br />
von Mercedes-Benz Cars?<br />
Weber: Wir haben den CO 2-Ausstoß unserer<br />
Mercedes-Benz-Cars-Fahrzeugflotte seit<br />
1995 um 20 Prozent gesenkt. Wir sind damit<br />
innerhalb der deutschen Automobilindustrie<br />
Spitzenreiter. Grundsätzlich akzeptieren wir<br />
die sehr ambitionierten Ziele in Europa und<br />
nehmen als Hersteller die Herausforderung<br />
an. Wir werden allerdings durch die Fahrzeugtechnik<br />
allein das Ziel von 120 g nicht<br />
erreichen können. Wichtig ist es daher, dass<br />
über den sogenannten Integrated Approach<br />
auch die Mineralölindustrie, die Autofahrer<br />
sowie die Politik einen Beitrag leisten – beispielsweise<br />
durch alternative Kraftstoffe,<br />
durch verbrauchsoptimiertes Autofahren<br />
oder über eine verbesserte Infrastruktur. Zur<br />
Diskussion der Grenzwerte will ich aber auch<br />
sagen: Die Forderung nach pauschalen<br />
Grenzwerten oder starren Einheitsvorgaben<br />
sind nicht zielführend. Wir setzen uns dafür<br />
ein, dass die unterschiedlichen Produktportfolios<br />
der Hersteller berücksichtigt werden.<br />
Kann man Ihren Anspruch, in allen Fahrzeugdisziplinen<br />
„Klassenbester“ zu sein,<br />
als Aufforderung für mehr Wettbewerb<br />
verstehen?<br />
Weber: Nur die, die nach dem scheinbar Unmöglichen<br />
streben, kommen voran … heißt<br />
es bekanntlich. Und Mercedes-Benz hat als<br />
Erfinder des Automobils von Beginn an Bestmarken<br />
im Automobilbau gesetzt – wie beim<br />
Sport. Wir werden diese Pionierleistung und<br />
Tradition künftig fortsetzen und somit auch<br />
unweigerlich für mehr Wettbewerb sorgen.<br />
Gleicht das nicht dem Wunsch, Gold im<br />
Kugelstoßen wie im Sprint zu holen?<br />
Weber: Verstehen Sie mich nicht falsch: Wir<br />
verfügen über die Erfahrung, das Know-how,<br />
die Kreativität und den Pioniergeist. Vor allem<br />
haben wir hoch qualifizierte und motivierte<br />
Teams, um diese ehrgeizigen Ziele umzusetzen.<br />
Lassen Sie uns bei Ihrem Beispiel<br />
bleiben: Ich bin überzeugt, dass wir automobile<br />
Faszination und Verantwortung – beim<br />
Kugelstoßen wie im 100-Meter-Sprint – erzielen<br />
werden, und dies gemessen am weltweiten<br />
Wettbewerbsumfeld.
28 <strong>Daimler</strong><br />
SICHERHEIT
HTR 02/2007 Sicherheit<br />
29<br />
In Hardware-in-the-Loop-Prüfständen lässt<br />
sich die Funktionalität vernetzter Komponenten<br />
– hier die Lkw-Lichtanlage – in einem<br />
vom Computer simulierten Fahrzeug testen.<br />
ERST DAS<br />
MODELL<br />
MACHT’S<br />
Sicherheitskritische Software<br />
fehlerfrei und effizient entwickeln<br />
Es ist nur ein kurzer Moment der<br />
Unachtsamkeit, aber er könnte fatale<br />
Folgen haben: <strong>Das</strong> Warnlicht im Kombi -<br />
instrument hat der Fahrer des 32- Tonnen-<br />
Sattelzugs bereits übersehen. Er wechselte<br />
gerade im Radio den Sender, und seine Augen<br />
waren auf das Display mit der Senderkennung<br />
gerichtet. <strong>Das</strong> kurze Anbremsen jedoch,<br />
mit dem der „Active Brake Assist<br />
(ABA)“ des Mercedes-Benz Actros spürbar<br />
auf die Gefahr vor dem Lkw aufmerksam<br />
macht, lenkt den Blick des Fahrers sofort zurück<br />
auf die Straße. Dort entwickelt sich gerade<br />
einer der berühmt-berüchtigten „Staus<br />
aus dem Nichts“.<br />
Der Actros-Lenker erkennt die Gefahr blitzschnell,<br />
bremst mit maximaler Verzögerung<br />
und kommt rechtzeitig vor seinem Vordermann<br />
zum Stehen. Ohne diesen Assistenten<br />
hätte es 30 Minuten später im Verkehrsfunk<br />
vielleicht geheißen „Achtung, Vollsperrung<br />
auf der A 8 …“, und in der der Tageszeitung<br />
hätte tags drauf eine Headline stehen können<br />
wie „Ungebremst in Stauende gerast“.<br />
Kernstück dieses Helfers ist neben einem<br />
Abstandsradar plus Steuergerät als Hardware<br />
vor allem die Software. Sie muss in<br />
Echtzeit und mit extrem hoher Trennschärfe<br />
eine „normale“ Verkehrssituation von einer<br />
gefährlichen unterscheiden. Wird es brenzlig,<br />
warnt der Assistent den Fahrer per Warnlicht<br />
und Warnton. Reagiert der Fahrer dennoch<br />
nicht, löst er automatisch die<br />
Notbremsung aus, sobald ein Auffahrunfall<br />
nicht mehr zu vermeiden ist.<br />
Keine Fehlfunktionen „Stellen Sie sich vor,<br />
ein solches System würde aufgrund eines<br />
Softwarefehlers in voller Fahrt auf der Autobahn<br />
unvermittelt eine Notbremsung auslösen.“<br />
Mit dieser Situation, die sich jeder<br />
leicht selbst ausmalen kann, skizziert Stefan<br />
Schmerler das schlimmste Schreckensszenario,<br />
das die Mercedes-Benz-Entwickler dieses<br />
Assistenzsystems ausschließen mussten.<br />
„Um einen solchen fatalen Fehler auszuschließen,<br />
lautet unser Anspruch: Null-Fehler-Software<br />
auf Knopfdruck.“ Schmerler leitet<br />
im Labor Software der <strong>Daimler</strong>-Forschung<br />
von Klaus Grimm die Abteilung „Methoden<br />
und Werkzeuge“. Eines der dortigen Projekte<br />
trägt den spröden Titel „Modellbasiertes Entwickeln<br />
von Assistenzsystemen (MBE)“.<br />
Kern dieses Projekts ist ein Set von Methoden<br />
und Tools, mit denen die Entwicklung<br />
von Software für sicherheitskritische Systeme<br />
eine Qualität erreicht hat, die den von
30 <strong>Daimler</strong><br />
<br />
SICHERHEIT ENTWICKELN<br />
Lastenheft Programmierung Test<br />
Hohe Reifegrade möglichst früh erreichen<br />
Sicherheitskritische Software lässt sich bei<br />
herkömmlicher Entwicklungsweise (obere<br />
Prozesskette in der Grafik) erst im Fahrzeug<br />
integriert auf Systemverhalten, Funktiona lität<br />
und Zuverlässigkeit überprüfen.<br />
Beim modellbasierten Entwickeln (untere<br />
Prozesskette) lässt sich die Funktionalität einer<br />
sicherheitskritischen Anwendung bereits<br />
sehr früh im Produktentstehungsprozess,<br />
//code !<br />
Lastenheft Funktionsmodell Code-Generator<br />
Test<br />
nämlich in der Planungsphase, prüfen, also<br />
lange bevor ein Fahrzeug prototypisch existiert.<br />
Die dabei genutzten Testansätze liefern<br />
zudem viel robustere Aussagen als jeder<br />
noch so ausführliche empirische Test. Sie lassen<br />
zum Beispiel die Aussage zu: „Die Software<br />
des Steuergeräts für den Not bremsassistenten<br />
Active Brake Assist wird niemals in<br />
ungefährlicher Situation eine Teil- oder gar<br />
eine Vollbremsung auslösen.“
HTR 02/2007 Sicherheit<br />
31<br />
„Fahrzeuge sind<br />
rollende Computer<br />
mit häufig mehr als<br />
50 Steuergeräten<br />
Ingo Kreuz, Labor Software, <strong>Daimler</strong>-Forschung<br />
Stefan Schmerler postulierten Anspruch<br />
auch tatsächlich einlöst – vom Festlegen der<br />
Anforderungen über das eigentliche Erzeugen<br />
der Software bis hin zum Testen ihrer<br />
Funktionalität und Fehlerfreiheit.<br />
Ingo Kreuz, der <strong>neue</strong> Leiter dieses Projekts,<br />
und Dirk Johanson, der das MBE-Projekt<br />
davor geleitet und erfolgreich bis in die<br />
Serienentwicklung des Nutzfahrzeugbereichs<br />
begleitet hat, erläutern dem Besucher das<br />
Besondere an MBE (siehe Kasten S. 30). „Bisher<br />
gab es ein Lastenheft, in dem die Anforderungen<br />
einer Komponente fixiert waren.<br />
Mit dieser Dokumentation im Blick setzte<br />
sich anschließend ein Programmierer daran,<br />
die Software für das <strong>neue</strong> Steuergerät zu<br />
schreiben“, so beschreibt Dirk Johanson die<br />
bisherige Herangehensweise.<br />
Wie beim Verfassen von Texten kann es dabei<br />
trotz Prüfung vorkommen, dass „Dreckfuhler“<br />
unentdeckt bleiben. Spätere Funk tionstests<br />
helfen zwar, der Softwarequalität<br />
auf den Zahn zu fühlen. Doch empirische Prüfungen,<br />
egal wie umfangreich betrieben, liefern<br />
nie letzte Gewissheit. Aber genau diese<br />
Aussagensicherheit mussten zum Beispiel<br />
die Entwickler des Notbremsassistenten im<br />
Actros erreichen. Sie müssen garantieren,<br />
dass es keine auch noch so seltene Betriebssituation<br />
gibt, in der das System ohne<br />
Notwendigkeit eine Notbremsung auslöst.<br />
Komplexität beherrschbar machen Diese<br />
knifflige Aufgabe hat auch eine ganz handfeste<br />
Seite, auf die Ingo Kreuz hinweist:<br />
„Fahrzeuge sind heute rollende Computer<br />
mit 50 oder gar mehr Steuergeräten an Bord.<br />
Die Anforderungsprofile oder Lastenhefte<br />
hierfür können für ein Fahrzeugmodell durchaus<br />
einen Umfang von 500 Leitz-Ordnern<br />
umfassen. Damit haben sie einen Grad an<br />
Komplexität erreicht, der es fast unmöglich<br />
macht, alles vollständig im Blick zu haben“,<br />
erklärt der Diplom-Informatiker.<br />
Genau hier setzt das MBE-Projekt an. Die<br />
Grundidee ist, eine zusätzliche Ebene einzuziehen.<br />
Auf diese überführen die Entwickler<br />
die Anforderungen an das Steuerprogramm<br />
zunächst in ein Funktionsmodell. Es enthält<br />
sämtliche Eingangsgrößen, die für die Funktion<br />
notwendig sind, und stellt grafisch dar,<br />
was mit diesen Eingangsgrößen rechnerisch<br />
passieren soll; also wie sie verarbeitet werden<br />
sollen, wo sich Schnittstellen für die Datenübergabe<br />
von Teilverarbeitungsschritten<br />
befinden und welche Aktuatoren das Steuergerät<br />
am Ende wie ansteuern soll.<br />
Was sich zunächst eher nach Verkomplizierung<br />
als nach Vereinfachung anhört, bietet<br />
einige Vorteile. Etwa die höhere Anschaulichkeit:<br />
Gesamt- und Teilfunktionen sind grafisch<br />
dargestellt, lassen sich somit schneller<br />
erfassen und leichter auf Widerspruchsfreiheit<br />
prüfen als Hunderte von Textseiten.<br />
Der entscheidende Punkt – und hier kommt<br />
Stefan Schmerlers Anspruch einer Null-Fehler-Software<br />
ins Spiel – ist jedoch, dass sich<br />
ein solches Funktionsmodell viel rigider testen<br />
lässt, als dies mit empirischen Funk tionstests<br />
möglich wäre. Hierfür nutzt das Team<br />
um Schmerler automatisierte Verifikationsund<br />
Testverfahren. In Simulationsläufen wird<br />
zum Beispiel die Frage gestellt, ob in diesem<br />
Modell ein bestimmter Zustand – etwa eine<br />
Fehlfunktion – unter irgendeiner, wenn auch<br />
noch so unwahrscheinlichen Betriebssitua -<br />
tion, also prinzipiell auftreten kann.<br />
Null-Fehler-Software auf Knopfdruck Dirk<br />
Johanson verweist auf einen dritten Vorteil:<br />
„Hat man ein abgesichertes Funktionsmodell<br />
erstellt, geschieht das Programmieren praktisch<br />
vollautomatisch.“ Sogenannte Code-<br />
Generatoren können nämlich ein solches Modell<br />
direkt in die Programmsprache C<br />
übersetzen, also ohne Zutun eines Programmierers<br />
die erforderliche Software schreiben.<br />
Da diese Code-Generatoren ihrerseits<br />
auf Herz und Nieren geprüft sind, können<br />
sich bei diesem vollautomatischen Prozess<br />
keine „Dreckfuhler“ in den Code einschleichen.<br />
Damit ist also auch der „Knopfdruck-<br />
Anspruch“ von Stefan Schmerler eingelöst.<br />
Und er nennt einen vierten wichtigen Pluspunkt:<br />
„Dank modellbasierter Entwicklung ist<br />
es erheblich einfacher, eine Funktionalität etwa<br />
von einem Lkw auf einen Reisebus zu<br />
übertragen. Viele Teilfunktionen des Systems<br />
lassen sich für beide Fahrzeugtypen nutzen.<br />
Wir haben also eine Art Baukasten mit bereits<br />
abgesicherten Modulen. <strong>Das</strong> macht die<br />
Entwicklung nicht nur schneller, sondern bedeutet<br />
auch, das wir von Anfang an einen viel<br />
höheren Reifegrad erreichen.“<br />
Der Notbremsassistent war für die Software -<br />
spezialisten um Stefan Schmerler gleichsam<br />
ein „Türöffner“ in der Nutzfahrzeugentwicklung.<br />
Doch die <strong>neue</strong> Vorgehensweise stieß<br />
rasch auch bei anderen Entwicklern im Konzern<br />
auf Interesse. Ingo Kreuz weiß, warum:<br />
„Unsere Kollegen betonen immer wieder, wie<br />
froh sie sind, dass wir mit dem modellbasierten<br />
Entwickeln eine geschlossene Tool-<br />
Kette anbieten können.“
32 <strong>Daimler</strong><br />
DIESOTTO<br />
OTTO<br />
ZÜNDET JETZT AUCH SELBST<br />
Raumzündverbrennung macht<br />
neuartigen Verbrennungsmotor<br />
sparsam und emissionsarm
HTR 02/2007 DIESOTTO<br />
33<br />
<br />
SAUBERES KRAFTPAKET IM F 700<br />
Im <strong>Forschungsfahrzeug</strong> F 700 ist der 1,8-Liter-Ottomotor<br />
mit einem Hybridmodul kombiniert.<br />
Leistung F 700:<br />
Nennleistung DIESOTTO 175 kW/238 PS<br />
+ Hybridmodul + 15 kW/20 PS<br />
Max. Drehmoment 400 Nm<br />
Beschleunigung 0–100 km/h 7,5 Sek.<br />
Verbrauch/Emission:<br />
DIESOTTO<br />
NEFZ-Gesamtverbrauch 5,3 l/100 km<br />
CO 2-Emission 127 g/km<br />
Schadstoffeinstufung Euro 6<br />
Abgasbehandlung 3-Wege-Kat
34 <strong>Daimler</strong><br />
<strong>Das</strong> Rad muss man nicht mehr neu<br />
erfinden – sein Prinzip bewährt sich<br />
schon seit 5.000 Jahren. <strong>Das</strong> 131 Jahre<br />
alte Prinzip des Ottomotors neu zu konzipieren,<br />
kann dagegen lohnend sein. So hat<br />
Mercedes-Benz mit dem DIESOTTO ein völlig<br />
<strong>neue</strong>s Motorenkonzept vorgestellt, bei dem<br />
ein Ottomotor zeitweise zum Selbstzünder<br />
wird und wie ein Diesel arbeitet.<br />
„Unser Ziel ist es, den Benziner so verbrauchsgünstig<br />
zu machen wie den Diesel.<br />
<strong>Das</strong> <strong>neue</strong> DIESOTTO-Konzept ist ein wesentlicher<br />
Schritt dahin. Es verbindet die besten<br />
Eigenschaften von Otto- und Dieselmotor“,<br />
sagt <strong>Daimler</strong>-Vorstandsmitglied Thomas<br />
Weber, verantwortlich für Konzernforschung<br />
sowie Entwicklung der Mercedes Car Group.<br />
Temporärer Selbstzünder Zu diesen „besten<br />
Eigenschaften“ zählt neben dem geringeren<br />
Spritverbrauch und damit einem verringerten<br />
CO 2-Ausstoß auch der geringere<br />
Ausstoß an Stickoxiden (NO x). Hinzu kommt:<br />
Der Antriebsnovize aus dem Labor der Untertürkheimer<br />
Motoren forscher begnügt sich<br />
mit handelsüblichem Ottokraftstoff; seinen<br />
bescheidenen Durst könnte er schon heute<br />
an jeder Tankstelle stillen.<br />
In dem <strong>neue</strong>n Motor wird das Benzin-Luft-<br />
Gemisch beim Start und bei Volllast wie bei<br />
einem konventionellen Ottoaggregat per<br />
Zündkerze zur Explosion gebracht und läuft<br />
als Direkteinspritzer im üblichen Lambda-1-<br />
Betrieb. Ganz anders dagegen bei niedrigen<br />
und mittleren Geschwindigkeiten: Jetzt mutiert<br />
der Benziner flugs zum Selbstzünder.<br />
„Die kontrollierte Selbstzündung, auf die der<br />
DIESOTTO innerhalb eines Arbeitstakts automatisch<br />
umschaltet, erfolgt im Teillastbereich<br />
bei geringeren und mittleren Drehzahlen.<br />
Und weil Motoren die meiste Zeit im<br />
Teillastbereich laufen, ergibt sich daraus ein<br />
großes Sparpotenzial“, erläutert Günter Karl<br />
aus der Motorenforschung und -vorentwicklung<br />
im Mercedes-Benz-Werk Untertürkheim,<br />
der an der Erfindung maßgeblich beteiligt<br />
war. Für den <strong>neue</strong>n Motor haben Karl und seine<br />
Kollegen ein modulares Konzept entwickelt,<br />
das folgende Komponenten umfasst:<br />
Downsizing, Turbolader, Benzindirekteinspritzung,<br />
variabler Ventil- und Kurbeltrieb,<br />
innovative Motorsteuerung sowie die Raumzündverbrennung,<br />
bei der es sich aber nicht<br />
um ein Bauteil, sondern um ein <strong>neue</strong>s Brennverfahren<br />
handelt.<br />
Der erste Schritt auf dem Weg zum verbrauchsarmen<br />
DIESOTTO war das Down -<br />
sizing, die Verkleinerung des Motors. Statt<br />
eines großvolumigen 6-Zylinder-Saugmotors<br />
kommt ein kompaktes 4-Zylinder-Triebwerk<br />
zum Einsatz. Den dadurch bedingten Leistungsverlust<br />
gleicht ein zweistufiges Turbolader-System<br />
mehr als aus. Ein größerer Niederdrucklader<br />
und ein Hochdrucklader mit<br />
kleinerem Durchmesser sind hintereinander<br />
geschaltet und decken den gesamten Drehzahlbereich<br />
ab.<br />
Eine weitere Stellschraube im DIESOTTO-<br />
Baukasten ist die Benzindirekteinspritzung.<br />
Günter Karl erläutert die Zielrichtung: „Während<br />
die Direkteinspritzung in aktuellen Serientriebwerken<br />
wie dem 350-CGI-Motor dazu<br />
dient, eine zündfähige Gemischwolke rund<br />
um die Zündkerze zu schichten, nutzen wir<br />
sie im DIESOTTO vor allem, um ein gutes homogenes<br />
Gemisch zu erzeugen und um die<br />
Selbstzündung zu steuern.“<br />
Damit legten die Ingenieure die Basis für die<br />
neuartige Raumzündverbrennung, die auf einer<br />
grundlegenden Veränderung der Arbeitstakte<br />
und des Verbrennungsverlaufs beruht.<br />
Anstelle der von einer Zündkerze ausgelösten<br />
Fremdzündung kommt es zu einer Selbstzündung<br />
des Benzins.<br />
„Bei der Raumzündverbrennung“, so Günter<br />
Karl, „beginnt die Revolution im Auslasstakt,<br />
denn der DIESOTTO stößt seine Abgase nicht<br />
vollständig aus.“ Stattdessen öffnen die Auslassventile<br />
nur sehr kurz und mit einem kleinen<br />
Hub. Deshalb kann lediglich die Hälfte<br />
der Abgase aus dem Zylinder entweichen –<br />
die anderen 50 Prozent bleiben im Brennraum<br />
und mit ihnen auch der Großteil der Abgaswärme.<br />
Um die Temperatur weiter zu steigern,<br />
düsen die Einspritzinjektoren zusätzlich<br />
eine kleine Menge Kraftstoff in den Zylinder.<br />
Sie zündet zwar nicht, reagiert aber thermisch<br />
mit dem heißen Restgas.<br />
Im nachfolgenden Einlasstakt wird der Kraftstoff<br />
in der für jeden Zylinder individuell<br />
dosierten Menge eingespritzt. Anschließend<br />
öffnet das Einlassventil kurzzeitig und mit<br />
kleinem Hub. Ein exakt bemessenes Volumen<br />
an Frischluft strömt ein und vermischt<br />
sich mit dem Restgas.<br />
Homogene Verbrennung Im anschließenden<br />
Verdichtungstakt steigt nun die Temperatur<br />
des Gemischs aus Restgas, Kraftstoff<br />
und Luft weiter an. <strong>Das</strong> Verhältnis aus Luft<br />
und Kraftstoff ist dabei so eingestellt, dass<br />
sich mehr Luft im Zylinder befindet, als zur<br />
vollständigen Verbrennung des Kraftstoffes<br />
notwendig ist. Die Fachleute bezeichnen es<br />
deshalb als „mager“.<br />
Der folgende Arbeitstakt setzt ein, sobald die<br />
Temperatur so weit angestiegen ist, dass es
HTR 02/2007 DIESOTTO<br />
35<br />
Auf einem Prüfstand der Motoren-<br />
forschung testen Ingenieure ein<br />
DIESOTTO-Aggregat.<br />
<br />
DAS DIESOTTO-PRINZIP<br />
Turbolader<br />
3-Wege-Kat<br />
Baukasten für abgasarme Verbrennung<br />
DIESOTTO ist kein spezieller Motor, sondern<br />
ein Motorenkonzept mit verschiedenen Elementen.<br />
So kommen statt sechs nur vier Zylinder<br />
sowie ein Turbolader-System zum Einsatz.<br />
Weitere Komponenten im Motorblock<br />
sind (in der Grafik von links nach rechts):<br />
Benzindirekteinspritzung, variabler Ventiltrieb,<br />
Raumzündverbrennung sowie variabler<br />
Kurbeltrieb. Ergänzt wird der selbstzünden-<br />
HARN-<br />
STOFF<br />
Motorsteuerung<br />
Hybridmotor<br />
de Ottomotor durch ein Hybridmodul und ein<br />
innovatives Motorsteuergerät. Im Teillastbereich<br />
kommt es zur Raumzündverbrennung.<br />
Sie läuft bei niedrigeren Temperaturen ab als<br />
bei einer Zündung durch Zündkerzen. Dies<br />
wiederum führt dazu, dass sich weniger<br />
Stickoxide als im herkömmlichen Ottomotor<br />
bilden. Ein 3-Wege-Katalysator reicht aus, um<br />
künftige Euro-6-Grenzwerte einzuhalten.
36 <strong>Daimler</strong><br />
ANSPRECHZEIT<br />
90 Sek. mit ...<br />
00s<br />
15s<br />
33s<br />
60s<br />
78s<br />
90s<br />
^<br />
GÜNTER KARL<br />
Günter Karl leitet die Abteilung Forschung/Vorentwicklung<br />
Ottomotoren, die zum Bereich Fahrzeuge, Motor/Triebstrang<br />
der <strong>Daimler</strong>-Konzernforschung und Vorentwicklung gehört.<br />
Der promovierte Maschinenbauingenieur, der dem Unternehmen<br />
seit 1992 angehört, ist einer der geistigen Väter des<br />
DIESOTTO-Konzepts.<br />
Der DIESOTTO wurde im F 700, einer großen Reiselimousine, präsentiert. Eignet sich<br />
das Konzept auch für kleinere Fahrzeuge wie etwa die A-Klasse? <strong>Das</strong> DIESOTTO-Konzept<br />
ist ein modulares Konzept und somit für verschiedene Motorisierungen anwendbar. Die Technologiekombination<br />
ist dabei an die jeweilige Fahrzeuganwendung anzupassen.<br />
Eine breite Einführung ist dem neuartigen Motor schon wegen seines geringeren Kraftstoffverbrauchs<br />
zu wünschen. Wann gibt es den DIESOTTO in Serie? <strong>Das</strong> Modulkonzept<br />
besagt, dass einzelne Bausteine, die serienreif sind, schon früher in das Produkt einfließen<br />
werden. Die Kombination aller im F 700 vorgestellten Elemente benötigt bis zur Serieneinführung<br />
noch Entwicklungszeit.<br />
Ist der selbstzündende Benziner das Ende vom Diesel, der ja eine vergleichsweise aufwendige<br />
Abgasnachbehandlung braucht? Otto- und Dieselmotor besitzen nach wie vor<br />
ihre <strong>Das</strong>einsberechtigung. Zum einen entsteht im Raffinerieprozess aus Erdöl neben anderen<br />
Komponenten Otto- und Dieselkraftstoff. Im Sinne der Ressourcennutzung und zur weiteren<br />
Sicherstellung von Mobilität müssen beide Kraftstoffe sinnvoll genutzt werden. Auf der<br />
anderen Seite arbeiten meine Dieselkollegen sehr intensiv an der Verbesserung der dieselmotorischen<br />
Verbrennung. Hier ist das Ziel, die Rohemissionen weiter zu verbessern und damit<br />
die aufwendige Abgasnachbehandlungsanlage substituieren zu können.<br />
Bereits heute erfüllt der DIESOTTO künftige Abgasgrenzwerte wie Euro 6. Kann er<br />
auch noch strengere Limits einhalten? Beim Ottomotor ist es bisher gelungen, auf alle<br />
gesetzlichen Forderungen mit entsprechenden Lösungen zu antworten. Dies wird auch im<br />
DIESOTTO-Anwendungsfall so sein. Unser Ziel ist es, weiterhin den bewährten 3-Wege-<br />
Katalysator als Nachbehandlungssystem zu nutzen.<br />
Welchen Anteil hat die Elektronik? Neben Hardwarelösungen spielt das Motorsteuerungsund<br />
Regelungskonzept eine große Rolle. Ohne die exakte Ansteuerung der Subsysteme würde<br />
der Motor nicht funktionieren. Die bessere physikalische Abbildung der einzelnen Komponenten<br />
und damit die Möglichkeit und Notwendigkeit der modellbasierten Steuerung und<br />
Regelung ist eine zentrale Aufgabe auch für die weitere Optimierung des Gesamtsystems.
HTR 02/2007 DIESOTTO<br />
37<br />
zur kontrollierten Selbstzündung kommt. Die<br />
hohe Kunst der <strong>Daimler</strong>-Ingenieure besteht<br />
darin, den Verbrennungszeitpunkt über die<br />
Kraftstoffmengen und Einspritzzeitpunkte zu<br />
steuern. „Die Daten hierfür liefern uns Brennraumdrucksensoren<br />
in jedem der vier Zylinder“,<br />
erklärt Günter Karls Kollege Rüdiger<br />
Herweg. „Da sich das Gemisch an vielen Stellen<br />
gleichzeitig entzündet, ist die Verbrennung<br />
sehr gleichmäßig, sprich homogen.“<br />
Dies wiederum bietet zwei Vorteile, die der<br />
Umwelt zugutekommen: niedriger Spritverbrauch<br />
und geringe Stickoxidemissionen.<br />
Wenig Stickoxide Der Verbrauchsvorteil ergibt<br />
sich vor allem aus dem mageren Gemisch<br />
mit hohem Abgasanteil und einem je<br />
nach Lastzustand angepassten Verdichtungsverhältnis.<br />
Weil die homogene Verbrennung<br />
gleichmäßig abläuft und dabei nur<br />
relativ geringe Temperaturen erreicht werden,<br />
fällt – anders als bei früheren „Magerkonzepten“<br />
– nur eine äußerst geringe Menge<br />
an Stickoxiden an.<br />
Bei der konventionellen Verbrennung per<br />
Zündkerze können dagegen Temperatur -<br />
spitzen und sogenannte Hitzenester entstehen,<br />
was die Bildung von Stickoxiden fördert.<br />
„Weil dies bei der Raumzündverbrennung<br />
nicht passiert, reicht für den DIESOTTO ein<br />
üblicher Drei-Wege-Katalysator zur weiteren<br />
Abgasreinigung völlig aus“, freut sich der<br />
<strong>Daimler</strong>-Umweltbevollmächtigte Herbert<br />
Kohler, Leiter Konzernforschung und Vorentwicklung<br />
für den Bereich Fahrzeugaufbau<br />
und Antrieb.<br />
Ein weiteres wichtiges Bauelement für den<br />
DIES OTTO-Motor ist die variable Ventilsteuerung.<br />
Sie erlaubt es, sowohl die Öffnungs -<br />
zeiten als auch den Ventilhub zu verstellen.<br />
Dazu besitzen die Nockenwellen für jedes<br />
Ventil zwei unterschiedlich große Nocken.<br />
Der große Ventilhub wird für hohe Drehzahlen<br />
und Lastanforderungen gebraucht, der<br />
kleine kommt vor allem für die Raumzündverbrennung<br />
bei Teillast zum Einsatz. Um die<br />
unterschiedlichen Anforderungen im Teillastund<br />
Volllastbetrieb erfüllen zu können, besitzt<br />
der temporäre Selbstzünder zudem<br />
auch einen variablen Kurbeltrieb. Mit ihm<br />
lässt sich die Verdichtung für jeden Kolben<br />
stufenlos einstellen – der Motor hat also kein<br />
konstantes, sondern ein variables Verdichtungsverhältnis.<br />
Effiziente Regelung <strong>Das</strong> Zusammenfügen<br />
der diversen Einzeltechnologien zu einem<br />
alltagstauglichen Antrieb erfordert ein ausgeklügeltes<br />
Konzept. Die <strong>Daimler</strong>-Ingenieure<br />
haben deshalb auch eine höchst effiziente<br />
Motorsteuerung und -regelung entwickelt.<br />
Während herkömmliche Motorsteuergeräte<br />
vergleichsweise „stur“ sind und pro –<br />
grammierte Algorithmen abarbeiten, ist im<br />
DIES OTTO-Steuergerät auch ein geschlossener<br />
Regelkreis integriert, der mithilfe der<br />
Brennraumdrucksensoren den Motor online<br />
überwacht und aktiv regelt.<br />
<strong>Das</strong>s das Prinzip des selbstzündenden Benziners<br />
funktioniert, beweist das Mercedes-<br />
Benz-<strong>Forschungsfahrzeug</strong> F 700. Unter dessen<br />
Motorhaube leistet der 1,8-Liter-<br />
DIESOTTO-Motor 175 kW (238 PS), verbraucht<br />
dafür nur 5,3 l/100km, stößt lediglich<br />
127 Gramm CO 2 je Kilometer aus und<br />
erfüllt schon heute die künftige Abgasnorm<br />
Euro 6. Der Verbrennungsmotor erweist sich<br />
trotz seiner mehr als hundertjährigen Geschichte<br />
als jung und innovativ.<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
Folgende Zusatzinformationen zum<br />
selbstzündenden Ottomotor finden<br />
Sie in HTR-online:<br />
Video DIESOTTO<br />
Videoclips Selbst- und Fremdzündung<br />
im Ottomotor<br />
www.daimler.com/innovation<br />
„Bei der Raumzündverbrennung<br />
beginnt<br />
die Revolution<br />
im Auslasstakt“<br />
Günter Karl
38 <strong>Daimler</strong><br />
UMFELDFORSCHUNG<br />
INDIEN<br />
EIN TIGER AUF DEM SPRUNG<br />
In Indien hat die blühende IT- und Dienstleistungsbranche das Wirtschaftswachstum kräftig angekurbelt;<br />
die Chancen für die Automobilindustrie lotet die <strong>Daimler</strong>-Forschungsgruppe Gesellschaft und Technik aus.
HTR 02/2007 Umfeldforschung<br />
39<br />
Kennen Sie Vijayawada, Madurai oder<br />
Vadodara? Vermutlich nicht. Hinter<br />
diesen Namen verbergen sich drei indische<br />
Städte, von denen jede mehr als eine<br />
Million Einwohner hat. Doch selbst in<br />
Indien fällt dieses Trio nicht weiter auf – das<br />
Land hat insgesamt 35 Millionenstädte. Die<br />
drei größten zählen sogar mehr als zehn Millionen<br />
Bewohner: Delhi, Mumbai (Bombay)<br />
und Kolkata (Kalkutta).<br />
Derzeit leben in Indien mehr als 1,1 Milliarden<br />
Menschen, 300 Millionen davon in Großstädten.<br />
Die anderen 800 Millionen sind auf<br />
dem Land zu Hause – in Kleinstädten und<br />
Dörfern, die oft weder Straßen- noch Eisenbahnanschluss<br />
haben. „Auf den ersten Blick<br />
vermittelt Indien dem Besucher einen völlig<br />
chaotischen und widersprüchlichen Eindruck“,<br />
berichtet Stefan Carsten von der<br />
<strong>Daimler</strong>-Forschungsgruppe Gesellschaft und<br />
Technik in Berlin. „Doch beim genaueren Hinschauen<br />
erkennt man dort ein stabiles demokratisches<br />
Staatswesen mit einem funktionierenden<br />
Rechtssystem.“<br />
Indien ist in doppelter Hinsicht ein stark<br />
prosperierender Staat: Zum einen liegt das<br />
Bevölkerungswachstum bei 1,3 Prozent. Dies<br />
bedeutet: Der Anteil der jungen Generation<br />
an der Gesamtbevölkerung steigt stark an,<br />
jeder zweite ist jünger als 25, und in absehbarer<br />
Zeit gibt es mehr Inder als Chinesen.<br />
Rasantes Wachstum Auch die indische<br />
Wirtschaft wächst seit gut einer Dekade<br />
enorm; allein in den vergangenen vier Jahren<br />
stieg das Bruttoinlandsprodukt um jeweils<br />
8,6 Prozent. „Nicht zuletzt aus diesen Gründen<br />
zeichnen sich sowohl der Pkw- und Nutzfahrzeugmarkt<br />
als auch die Finanzdienstleistungen<br />
durch ein hohes Wachstumspotenzial<br />
aus“, konstatiert Stefan Carsten, der dieses<br />
Jahr gut drei Monate Feldforschung auf dem<br />
indischen Subkontinent betrieben hat.<br />
Mit seiner Einschätzung steht der promovierte<br />
Geograf nicht allein. Auch Sozialund<br />
Wirtschaftswissenschaftler anderer Unternehmen<br />
wie der Deutschen Bank sowie<br />
von Hochschulen und Forschungsinstituten<br />
räumen dem Schwellenland Indien, das dieses<br />
Jahr sein 60-jähriges Staatsjubiläum feiert,<br />
die höchsten Zuwachsraten unter allen<br />
Ländern ein. „Während sich die Welt gerade<br />
an die Präsenz Chinas gewöhnt, hat sich<br />
schon der nächste asiatische Riese in Bewegung<br />
gesetzt“, konstatiert etwa Carstens Kollege<br />
Christian Neuhaus, der sich mit dem chinesischen<br />
Markt befasst.<br />
Die einstige britische Kronkolonie hat sich in<br />
den vergangenen Jahren vom Agrarstaat zu<br />
einer Dienstleistungsgesellschaft gewandelt,<br />
die vor allem durch die Informations- und Biotechnologie<br />
geprägt ist und sich so grundlegend<br />
von allen anderen Schwellenländern<br />
einschließlich China unterscheidet.<br />
Indien ist sogar dabei, die Phase der Industrialisierung<br />
einfach zu überspringen und sich<br />
gleich als Dienstleistungsgesellschaft zu<br />
etablieren. <strong>Das</strong> ist einerseits reizvoll, weil viele<br />
Umweltprobleme erst gar nicht entstehen,<br />
mit denen zum Beispiel China nun zu kämpfen<br />
hat. Andererseits besteht die Gefahr,<br />
dass ohne weiteren Ausbau der Infrastruktur<br />
und der Industrie nicht genügend Arbeitsplätze<br />
für die mehr als 400 Millionen Menschen<br />
im erwerbsfähigen Alter geschaffen<br />
werden.<br />
Konsumfreudige Mittelschicht Mit Indien<br />
ist zweifellos der nächste Tigerstaat auf dem<br />
Sprung – und Stefan Carsten und seine Kollegen<br />
versuchen abzuschätzen, wo er landen<br />
wird und welche Auswirkungen das starke<br />
Wirtschaftswachstum nach sich zieht. Doch<br />
wie nähert man sich einem Wachstumsmarkt,<br />
in dem vor allem die jungen Menschen<br />
der aufstrebenden urbanen Mittelschicht<br />
sehr konsumfreudig sind und mit<br />
zunehmendem Einkommen Haushaltswaren,<br />
Fernseher, Motorräder und Autos bis hin zur<br />
Mittel- und Oberklasse nachfragen?<br />
Denn auf der anderen Seite leben in Indien<br />
ein Drittel der ärmsten Menschen der Erde,<br />
und ein Viertel der Bevölkerung sind Analphabeten.<br />
Eine Belastung stellt auch die unzureichende<br />
Verkehrsinfrastruktur dar. Der<br />
Staat unternimmt zwar große Anstrengungen,<br />
die Metropolen Dehli, Mumbai, Chennai<br />
und Kolkata durch vier- und sechsspurige<br />
Autobahnen miteinander zu verbinden. Zudem<br />
plant er, 170.000 ländliche Siedlungen<br />
an öffentliche Straßen anzuschließen. Doch<br />
unterm Strich ist das Fernstraßennetz mehr<br />
schlecht als recht. Und in den Metropolen<br />
prägen meist Dauerstaus und abgasgeschwängerte<br />
Luft das Bild der Straßen.<br />
Traditionelles Kastenwesen Zu den Unwägbarkeiten<br />
für Indiens künftige Entwicklung<br />
gehört auch das Kastenwesen. Offiziell<br />
ist es seit der Unabhängigkeit verboten.<br />
„Doch das 3.500 Jahre alte System ist noch<br />
immer – vor allem in den ländlichen Landesteilen<br />
– in der Gesellschaft verankert; rund<br />
200 Millionen zählen nach wie vor zu den<br />
Dalits, den Unberührbaren und Ausgestoße-<br />
<br />
GESELLSCHAFT UND TECHNIK<br />
Die Märkte im Blick<br />
Die 1978 gegründete <strong>Daimler</strong>-Forschungsgruppe<br />
„Gesellschaft und Technik“ arbeitet<br />
in Berlin (Deutschland), Palo Alto (Kalifornien)<br />
und Kyoto (Japan). <strong>Das</strong> von Eckard Minx geleitete<br />
Team befasst sich mit Fragen, die man<br />
weitgehend in die Rubriken Zukunft, Mobilität<br />
und Innovationen einordnen kann.<br />
Dabei analysieren die Wissenschaftler zunächst<br />
den derzeitigen Zustand von Staaten<br />
und ihren Gesellschaften. Nach dieser Bestandsaufnahme<br />
untersuchen sie die Entwicklungen<br />
und Trends, die die Märkte von<br />
morgen bestimmen.<br />
Die zukunftsgerichtete Vorgehensweise der<br />
Psychologen, Ingenieure, Historiker, Sozialund<br />
Wirtschaftswissenschaftler ist umfeldorientiert<br />
und interdisziplinär. In zahlreichen<br />
Projekten haben die rund 30 Mitarbeiter gezeigt,<br />
dass sich auch für eine ungewisse Zukunft<br />
erfolgs- und handlungsorientierte Strategien<br />
entwickeln lassen. Zum Erfolgsprinzip<br />
wurde dabei eine anwendungsorientierte und<br />
produktnahe Forschung, in der untersucht<br />
wird, wie sich bestimmte Entwicklungen im<br />
Marktumfeld auf die Produkte und Projekte<br />
von <strong>Daimler</strong> auswirken können.
40 <strong>Daimler</strong><br />
<br />
GEBALLTE SOFTWARE-POWER<br />
IT-TIGER INDIEN<br />
In der Computertechnologie zählt Indien nicht umsonst<br />
zu den führenden Nationen. <strong>Das</strong> aufstrebende<br />
Schwellenland ist bereits ein globaler IT-Player.<br />
100 Millionen Menschen sprechen fließend Englisch<br />
– das sind zehn Prozent der Bevölkerung.<br />
360.000 Ingenieure und 50.000 Computerspezialisten<br />
verlassen jährlich die Hochschulen.<br />
250 Universitäten und rund 930 Managementinstitute<br />
bilden die Keimzellen des IT-Booms.<br />
1.000 weitere Institute beschäftigen sich ebenfalls<br />
mit Computeranwendungen – von der Softwareentwicklung<br />
bis zu Online-Dienstleistungen.<br />
Top-500-Unternehmen setzen zunehmend auf<br />
Indien. Schon über die Hälfte betreiben von dort<br />
aus weltweite IT- und Backoffice-Aktivitäten.
HTR 02/2007 Umfeldforschung<br />
41<br />
Sinnbild des Aufschwungs: Autos auf ver-<br />
stopften Straßen, geschäftige Passanten auf<br />
der Fahrbahn und aktuelle Börsenkurse auf<br />
dem Display an der Hauswand.<br />
„Dynamische Dienstleistungen und<br />
eine träge Industrie kennzeichnen die<br />
Branchenentwicklung in Indien“<br />
Stefan Carsten<br />
nen“, berichtet Carsten. Unter all diesen Bedingungen<br />
sind Aussagen über den kulturellen<br />
Wandel Indiens, die künftige Sozialstruktur<br />
und das Marktumfeld nur schwer zu<br />
treffen. „Klassische Marktforschungsmethoden<br />
helfen hier nicht weiter, um zukünftiges<br />
Kundenverhalten zu ermitteln“, sagen die<br />
Berliner Umfeldforscher.<br />
Plausible Annahmen Um trotzdem zu verlässlichen<br />
Abschätzungen zu kommen, hat<br />
das Team mithilfe von Szenario- und Trendmethoden<br />
unterschiedliche Szenarien identifiziert,<br />
die nach einer genauen Analyse des<br />
derzeitigen Zustands von realistischen und<br />
plausiblen Zukunftsannahmen ausgehen. Dabei<br />
betrachten die Wissenschaftler einzelne<br />
Bereiche der Gesellschaft zunächst getrennt<br />
und führen dann – deren unterschiedliche<br />
Bedeutung berücksichtigend – die Erkenntnisse<br />
in einer Gesamtanalyse zusammen.<br />
Für Indien entwarf Carsten zusammen mit internen<br />
und externen Experten in Deutschland<br />
und Indien zwei Szenarien, die zeigen, wie<br />
sich das Land beziehungsweise sein Verkehrsbereich<br />
unter bestimmten Bedingungen<br />
entwickeln könnten. In der breit angelegten<br />
Studie „Macro Environment Scenarios 2015“<br />
analysierte der Indienkenner zunächst<br />
21 Themenfelder, die vom Bevölkerungswachstum<br />
und der Arbeitslosenquote über<br />
die Verfügbarkeit der Ressourcen bis hin zum<br />
Umweltbewusstsein der Bevölkerung und zur<br />
außenpolitischen Rolle Indiens reichen.<br />
Differenzierte Szenarien Für jedes Themenfeld<br />
wurden die treibenden Kräfte bestimmt<br />
und die daraus resultierenden Entwicklungen<br />
bis zum Jahr 2015 in je zwei bis<br />
drei unterschiedlich starken Ausprägungen<br />
gewichtet. Damit ergaben sich insgesamt 60<br />
Einzelpunkte, aus denen Stefan Carsten zwei<br />
Szenarien geknüpft hat, die eine mögliche<br />
Entwicklung Indiens beschreiben. <strong>Das</strong> Szenario<br />
„The Indian Tiger: Powerful but Hungry“<br />
geht davon aus, dass bei politischer Stabilität<br />
und sozialer Ausgewogenheit die Wirtschaft<br />
weiterhin stark wächst, wobei der IT- und<br />
Dienstleistungsbereich eine tragende Rolle<br />
spielt. Doch selbst unter dieser optimistischen<br />
Annahme bleiben einzelne Bereiche<br />
kritisch: die unzureichende Infrastruktur, die<br />
Abhängigkeit von ausländischen Energiequellen<br />
und die Schulbildung auf dem Land.<br />
<strong>Das</strong> zweite Szenario „Visions dreamt for<br />
good“ unterstellt, dass Regierung und Wirtschaft<br />
bei verringertem Wachstum nicht genügend<br />
Arbeitsplätze schaffen können. Unter<br />
dem Druck von Globalisierung und<br />
wirtschaftlicher Liberalisierung kommt es zu<br />
sozialen Verwerfungen. Wenn auch noch der<br />
Transport- und Energiesektor stagnieren und<br />
zugleich der Nachbar China erstarkt, wird es<br />
nicht gelingen, ausländische Investoren von<br />
der Zukunftsfähigkeit Indiens zu überzeugen.<br />
Günstige Prognose Beide Szenarien sind<br />
denkbar, weil sie beide auf realistischen Annahmen<br />
beruhen. Kritisch ist für Indien auf<br />
jeden Fall die schlechte Infrastruktur. Auf der<br />
anderen Seite kann das Land mit der gut ausgebildeten<br />
Mittelschicht, der blühenden IT-<br />
Branche und dem Streben nach politischer<br />
und sozialer Ausgewogenheit reüssieren. Unterm<br />
Strich zieht Stefan Carsten deshalb eine<br />
positive Bilanz. Gegenüber China sieht er<br />
für Indien langfristig „sowohl das größere als<br />
auch das risikoärmere Potenzial“. Mit anderen<br />
Worten: Der kraftvoll gestartete indische<br />
Tiger wird kaum als Bettvorleger landen.<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
www.igidr.ac.in<br />
Indira Gandhi Institute of<br />
Development Research<br />
www.morth.nic.in<br />
Ministry of Shipping,<br />
Road Transport and Highways<br />
www.mmrdamumbai.org<br />
Mumbai Metropolitan Region<br />
Development Authority
42 <strong>Daimler</strong><br />
ABGASREINIGUNG PKW
HTR 02/2007 Abgasreinigung Pkw<br />
43<br />
Die „Blue(tec)-Brothers“: Forscher Bernd Krutzsch<br />
(links) und Entwickler Bernd Lindemann haben<br />
entscheidend mitgeholfen, diese Technologie bis<br />
zur Serienreife zu bringen.<br />
ZEIT<br />
FÜR DIE BLAUE STUNDE<br />
Dieselantriebe mit BLUETEC machen eine saubere Karriere
44 <strong>Daimler</strong><br />
<br />
WAS IST BLUETEC?<br />
<strong>Das</strong> BLUETEC-Paket<br />
BLUETEC ist ein modulares Paket zur Abgasnachbehandlung,<br />
das sich je nach Fahrzeugtyp,<br />
Motorisierung und gesetzlichen Anforderungen<br />
so schnüren lässt, dass es den<br />
jeweils höchsten Anforderungen an das<br />
Emissionsverhalten entspricht. Der erste<br />
Baustein umfasst die Optimierung der Motoren<br />
und der Verbrennung. Ziel ist es, möglichst<br />
geringe Rohemissionen bei der Verbrennung<br />
im Zylinder entstehen zu lassen.<br />
Dies war eine der entscheidenden Voraussetzungen<br />
für beide BLUETEC-Varianten, die<br />
eingesetzt werden, um die Stickoxide im Abgas<br />
auf ein Minimum zu reduzieren.<br />
<strong>Das</strong> zweite BLUETEC-Modul ist der Oxidationskatalysator,<br />
mit dem die Dieselmodelle<br />
von Mercedes-Benz ausgestattet sind. Ein<br />
Oxi-Kat vermindert den Ausstoß von Kohlenmonoxid<br />
(CO) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen<br />
(HC). Baustein drei ist der wartungsfreie<br />
Partikelfilter, der seit Sommer<br />
2005 in allen Mercedes-Benz-Pkw mit Dieselantrieb<br />
in vielen Ländern serienmäßig ist.<br />
Er reduziert die Emissionen an Rußpartikeln<br />
um bis zu 98 Prozent. Er erfüllt die geltenden<br />
US-Normen und unterbietet deutlich die aktuellen<br />
Partikelgrenzwerte (Euro 4) auf dem<br />
Niveau der zukünftigen Limits von Euro 5.<br />
Aufgabe des vierten und jüngsten BLUETEC-<br />
Bausteins ist der Stickoxidabbau. Hier setzen<br />
die Fahrzeugentwickler von Mercedes-Benz<br />
Cars je nach Fahrzeugmodell und Marktanforderung<br />
auf zwei alternative technische Lösungen<br />
unter der Motorhaube – entweder<br />
den SCR-Kat mit AdBlue-Einspritzung (siehe<br />
Grafik S. 47) oder den verbesserten Stickstoffspeicherkat<br />
mit passivem SCR (siehe<br />
Grafik S. 48).<br />
In den Labors der <strong>Daimler</strong>-Forschung ...<br />
Bernd Lindemann überlegt nur kurz für<br />
die Antwort: „Am besten ist BLUETEC<br />
mit dem Drei-Wege-Katalysator für den<br />
Benziner vergleichbar, und zwar sowohl, was<br />
die Komplexität anbelangt, als auch hinsichtlich<br />
des Emissionsrückgangs.“ Beide Facetten<br />
der BLUETEC-Technologie zur Reinigung<br />
von Dieselabgasen kennen nur wenige<br />
besser als der Diplom-Ingenieur: Von Beginn<br />
an leitete er das abteilungsübergreifende<br />
Projekt BLUETEC 1 in der Serienentwicklung<br />
von Mercedes-Benz Cars und erlebte hautnah,<br />
wie viele technische Hürden die Ingenieure<br />
aus dem Weg räumen mussten, aber<br />
auch welch enormes Potenzial die von ihnen<br />
verfolgten Technologien erschließen.<br />
Die Aufgabe des Projektteams war es, basierend<br />
auf den Forschungsprojekten der Abteilung<br />
von Bernd Krutzsch, dessen Team<br />
2006 zusammen mit zwei Kollegen aus der<br />
Pkw-Entwicklung dafür den <strong>Daimler</strong>-Forschungspreis<br />
erhalten hat, in nur zweieinhalb<br />
Jahren ein Dieselfahrzeug zur Serienreife zu<br />
entwickeln. Dieses Fahrzeug zeichnet etwas<br />
aus, was bis dato als Quadratur des Kreises<br />
galt: den Dieselantrieb hinsichtlich aller<br />
Schadstoffe so sauber wie einen Benzinmotor<br />
zu machen, ohne dafür die Effizienz des<br />
Selbstzünderprinzips und dessen Spritsparqualitäten<br />
zu opfern.
HTR 02/2007 Abgasreinigung Pkw<br />
45<br />
... untersuchte man die Reaktionen an den Katalysatoroberflächen bis ins kleinste Detail, ... ... um die Reinigungswirkung zu optimieren.<br />
Der technologische Schlüssel hierzu liegt<br />
in einem Paket aus innermotorischen Optimierungen<br />
sowie einem modularen System<br />
zur Abgasnachbehandlung mit vier Bausteinen<br />
und einer ausgeklügelten Betriebsstrategie<br />
(siehe Kasten S. 44). Entscheidend für<br />
den Erfolg war es, Abgasnachbehandlungssystem,<br />
Motor und Getriebe bestmöglich aufeinander<br />
abzustimmen. Obwohl es auf den<br />
Erklärungsfolien der Forscher und Entwickler<br />
von Mercedes-Benz zugeht, als stellten sie<br />
die verschachtelten Prozesse einer kompletten<br />
Chemiefabrik dar, in der gleichzeitig eine<br />
Vielzahl von Substanzen auf-, ab- und umgebaut<br />
werden, und die Diagramme der Motorsteuerung<br />
die unterschiedlichsten Verbrennungszustände<br />
von einer Millisekunde zur<br />
nächsten zeigen, merkt der Fahrer eines<br />
BLUETEC-Fahrzeugs davon eigentlich nur eines:<br />
nämlich gar nichts.<br />
Beeindruckend effektiv Die hochkomplexe<br />
Technik arbeitet still und unsichtbar, dafür<br />
aber beeindruckend effektiv, vor allem beim<br />
Ausstoß von Stickoxiden, dem letzten noch<br />
verbliebenen Emissionsmanko des Diesels<br />
gegenüber dem Benzinmotor. Hier brachte<br />
BLUETEC die Entwickler einen Riesenschritt<br />
nach vorn. Konkret lässt sich dies an ihrem<br />
jüngsten Coup festmachen, dem E 300<br />
BLUETEC, der im September 2007 sein Eu-<br />
ropadebüt feiern konnte. Gegenüber dem in<br />
Fahrleistungen und Verbrauch vergleichbaren<br />
E 320 CDI ist der Stickoxidausstoß der<br />
BLUETEC-Variante deutlich reduziert. Auch<br />
bei allen anderen Schadgasemissionen und<br />
beim CO 2-Ausstoß ist der E 300 BLUETEC<br />
vorbildlich unterwegs und erreicht tendenziell<br />
niedrigere Werte als der E 320 CDI.<br />
Damit qualifiziert sich der E 300 BLUETEC als<br />
erster am europäischen Markt erhältlicher<br />
Seriendiesel für eine Euro-5-Einstufung – ein<br />
Standard, der erst ab Herbst 2009 für Neufahrzeuge<br />
verbindlich in Europa gelten wird.<br />
Mit der frühen Markteinführung sind die Entwickler<br />
von Mercedes-Benz Cars allerdings<br />
dem europäischen Gesetzgeber einen Schritt<br />
vorausgeeilt: <strong>Das</strong> Gesetz, das die Euro-5-<br />
Grenzwerte und die erst ab Herbst 2014 geltende<br />
Verschärfungsstufe Euro 6 festschreibt,<br />
ist derzeit noch nicht in Kraft.<br />
Rudolf Thom, der in der Pkw-Entwicklung für<br />
die Fahrzeugzertifizierung zuständig ist, erläutert,<br />
was der Vorsprung vor der Legislative<br />
bedeutet: „Keine Behörde in Europa kann<br />
unser Fahrzeug nach der Euro-5-Norm zertifizieren,<br />
solange das Gesetz nicht formell verabschiedet<br />
ist.“ Im Klartext bedeutet das: In<br />
den Fahrzeugpapieren wird der E 300 BLUE-<br />
TEC zunächst als Euro-4-Fahrzeug ausgewie-<br />
„BLUETEC ist mit<br />
dem Drei-Wege-Kat<br />
für den Benziner<br />
vergleichbar“<br />
Bernd Lindemann, Entwicklung Mercedes-Benz Cars<br />
sen, Mercedes-Benz garantiert indes jedem<br />
Kunden den Wechsel auf Euro 5 mit einer<br />
herstellerspezifischen Bescheinigung, sobald<br />
der Gesetzgeber seine Hausaufgaben erledigt<br />
haben wird.<br />
Erfolg in den USA Der E 320 BLUETEC ist<br />
seit Oktober 2006 in 45 Bundesstaaten der<br />
USA und seit Oktober dieses Jahres in allen<br />
50 auf dem Markt. Der Grund, weshalb beide<br />
Saubermänner nicht als Zwillinge zur Welt<br />
kommen konnten, liegt an unterschiedlichen<br />
Dieselqualitäten und der durchschnittlichen<br />
Belastung des Antriebsstrangs dies- und jenseits<br />
des Atlantiks.<br />
Die gerade ein Jahr junge Verkaufsgeschichte<br />
des E 320 BLUETEC in den USA ist ausgesprochen<br />
bemerkenswert: 20 Prozent aller
46 <strong>Daimler</strong><br />
Dank einer speziellen Sonde im Brennraum gelingt es den Fahrzeugentwicklern, die wichtigsten<br />
Verbrennungsparameter während der Fahrt und damit unter Realbedingungen zu ...<br />
„Wir arbeiten mit<br />
Hochdruck daran,<br />
beide Technologien in<br />
die Breite zu tragen“<br />
Bernd Lindemann, Entwicklung Mercedes-Benz Cars<br />
Käufer einer E-Klassen-Limousine mit 6-Zylinder-Motor<br />
(ohne Allrad-Variante) entschieden<br />
sich vom Fleck weg für BLUETEC. <strong>Das</strong><br />
mag aus europäischer Sicht nicht spektakulär<br />
klingen. Doch 20 Prozent Dieselanteil signalisieren<br />
ein Erdbeben hinsichtlich des Käuferverhaltens<br />
in den USA.<br />
Anders als in Europa, wo sich mittlerweile<br />
fast 80 Prozent der Käufer von Mittelklasselimousinen<br />
wie der E-Klasse vor allem aus<br />
Wirtschaftlichkeitsgründen für einen Dieselmotor<br />
entscheiden und wo niemand über die<br />
Sportlichkeit und Agilität der Dieselvarianten<br />
erstaunt ist, sind auf Amerikas Straßen Pkw<br />
und SUVs mit einem Diesel unter der Haube<br />
angesichts eines Marktanteils von drei Prozent<br />
geradezu Exoten. Hinzu kommt: <strong>Das</strong><br />
Image des Diesels ist in den USA von lange<br />
zurückliegenden Erfahrungen geprägt. Viele<br />
erinnern sich zwar noch an die Wirtschaftlichkeit<br />
der Aggregate, verbinden mit ihnen<br />
aber auch laut nagelnde, behäbige Vehikel,<br />
die schwarze, penetrant riechende Rußwolken<br />
hinter sich ließen. Die enormen Fortschritte,<br />
die vor allem dank Dieseldirekteinspritzung<br />
(Common-Rail) und hinsichtlich der<br />
Emissionsminderung (Oxi-Kat und Partikelfilter)<br />
für die breite Akzeptanz und Beliebtheit<br />
des Selbstzünders in Europa gesorgt haben,<br />
haben viele Autofahrer in den USA bislang<br />
noch gar nicht wahrgenommen. Vor diesem<br />
Hintergrund ist ein Verkaufsanteil „aus dem<br />
Stand“ von 20 Prozent für die BLUETEC-Variante<br />
des E 320 ein Riesenerfolg.<br />
Nachwuchs bei Familie BLUETEC Angespornt<br />
von diesem deutlichen Käuferzuspruch,<br />
so verrät Rudolf Thom, bereitet Mercedes-Benz<br />
Cars unterdessen die zweite<br />
„blaue Welle“ vor. Im nächsten Jahr wird die<br />
BLUETEC-Limousine E 320 nämlich mit der<br />
ML-, der GL- und der R-Klasse gleich drei große<br />
BLUETEC-Brüder bekommen. Erstmals<br />
wird damit das sauberste Konzept der Abgasnachbehandlung<br />
für Dieselmotoren auch<br />
im Fahrzeugsegment der SUVs verfügbar<br />
sein. Mehr noch, die Pkw-Entwickler haben<br />
mit diesem Fahrzeug-Trio sogar eine besonders<br />
hohe Hürde übersprungen: Während der<br />
... erfassen. <strong>Das</strong> ergibt ein genaueres Bild<br />
als Messungen unter Laborbedingungen.<br />
E 320 BLUETEC die zurzeit gültige US-Abgasnorm<br />
BIN 8 beziehungsweise LEV 2 erfüllt,<br />
werden die BLUETEC-Diesel der ML-, Rund<br />
GL-Klasse sogar die schärfsten Limits<br />
auch für schwere Fahrzeugtypen erfüllen.<br />
<br />
Möglich wurde dieser erneut deutlich abgesenkte<br />
NOx-Ausstoß, weil im Abgasstrang<br />
der drei <strong>neue</strong>n BLUETEC-Modelle ein aktives<br />
SCR-Katalysatorsystem mithilfe des Additivs<br />
AdBlue den Stickoxiden den Garaus macht<br />
(siehe Kasten S. 47). Hier wählten die Entwickler<br />
dasselbe Entstickungskonzept, das<br />
auch in den Nutzfahrzeugen von Mercedes-<br />
Benz erfolgreich zum Einsatz kommt. Der<br />
Umstieg auf die zumindest auf Dauer noch<br />
effektivere SCR-Reinigung mittels AdBlue<br />
wurde möglich, weil bis zum Verkaufsstart<br />
der <strong>neue</strong>n BLUETEC-Modelle das Additiv flächendeckend<br />
am nordamerikanischen Markt<br />
verfügbar sein wird, erläutert Rudolf Thom.<br />
Fünf Herausforderungen Die Ausdehnung<br />
des BLUETEC-Angebots auf weitere Märkte,<br />
Baureihen und Motorisierungsvarianten hat,<br />
so macht Bernd Lindemann deutlich, für die<br />
Pkw-Entwickler von Mercedes-Benz Cars<br />
oberste Priorität: „Wir arbeiten mit Hochdruck<br />
daran, beide Technologien, also NSK<br />
Advanced und SCR sinnvoll in die Breite unserer<br />
Produktpalette zu tragen, und das gilt
HTR 02/2007 Abgasreinigung Pkw<br />
47<br />
<br />
DER AKTIVE SCR-KATALYSATOR<br />
NO<br />
O 2<br />
SCR mit AdBlue<br />
NO<br />
Oxi-Kat<br />
NO 2<br />
NO2<br />
NO NO<br />
<strong>Das</strong> SCR-Verfahren (Selective Catalytic Reduction)<br />
basiert auf der Zugabe eines wässrigen<br />
Reduktionsmittels in den Abgasstrom.<br />
So lassen sich Stickoxide um bis zu 80 Prozent<br />
mindern – die leistungsfähigste Art der<br />
Abgasnachbehandlung bei Dieselantrieben.<br />
Es war Frank Duvenage, damals Leiter der<br />
Vorentwicklung Dieselantriebe, der auf die<br />
Idee kam, dieses bei Nutzfahrzeugen so erfolgreiche<br />
Verfahren auf die Gegebenheiten<br />
von Pkw-Dieselaggregaten anzupassen.<br />
Wie bei der BLUETEC-Variante des NSK Advanced<br />
strömt das Abgas vom Motor zunächst<br />
durch einen Oxidationskatalysator,<br />
der den Gehalt an Kohlenwasserstoffen (HC)<br />
und Kohlenmonoxid (CO) verringert. Der<br />
nachfolgende Partikelfilter hält Rußteilchen<br />
zurück. Anschließend beginnt der Abbau von<br />
Stickoxiden: Durch ein Dosierventil wird das<br />
Reduktionsmittel AdBlue in den vorgereinigten<br />
Abgasstrom eingedüst.<br />
AdBlue ist eine wässrige Harnstofflösung, die<br />
sich im Abgasrohr zu Ammoniak (NH 3) umwandelt.<br />
<strong>Das</strong> geschieht in einem zweistufigen<br />
Prozess: Die Hitze im Abgasrohr lässt<br />
das Wasser im Additiv verdampfen, und<br />
durch Thermolyse entsteht das erste von<br />
HARN-<br />
STOFF<br />
CO(NH 2)2<br />
NH 3<br />
NH 3<br />
NH 3<br />
NO 2<br />
NH 3<br />
Partikelfilter AdBlue-Ventil SCR-Kat<br />
BLUETEC mit Additiv und selektiver katalytischer Reduktion<br />
NO<br />
zwei Ammoniakmolekülen aus einem Molekül<br />
Harnstoff. Außer Ammoniak bildet sich<br />
Isocyansäure. Diese verbindet sich mit einem<br />
Molekül Wasser, und es entsteht das zweite<br />
Ammoniakmolekül. Im nachgeschalteten<br />
SCR-Katalysator reduziert der Ammoniak die<br />
Stickoxide (NO x) zu unschädlichem Luftstickstoff<br />
(N 2) und zu Wasser. Entscheidend<br />
für den hohen Wirkungsgrad des Verfahrens<br />
ist die exakte Dosierung von AdBlue je nach<br />
Betriebszustand des Motors. Dafür sorgt ein<br />
Stickoxidsensor am Ende des Abgasstrangs.<br />
AdBlue befindet sich in einem Zusatztank.<br />
Der Verbrauch beträgt bei Pkw ein bis zwei<br />
Prozent des Dieselkonsums, sodass man mit<br />
einer AdBlue-Füllung sehr große Distanzen<br />
zurücklegen kann. Die <strong>Daimler</strong>-Entwickler haben<br />
den Tank so dimensioniert, dass er nur<br />
zu den regelmäßigen Wartungsintervallen<br />
vom Servicepersonal aufgefüllt werden<br />
muss. Für den Kunden ist es also sehr komfortabel,<br />
da AdBlue prinzipiell beim regelmäßigen<br />
Ölwechsel nachgefüllt wird. Auch an<br />
die Gefahr des Einfrierens der AdBlue-Lösung<br />
haben die Ingenieure gedacht. Eine elektrische<br />
Heizung des Zusatztanks und der Leitungen<br />
sorgt dafür, dass das System auch bei<br />
Minusgraden zuverlässig arbeitet.<br />
N 2<br />
N 2<br />
H2O
48 <strong>Daimler</strong><br />
<br />
NSK ADVANCED<br />
NO NO NO NO NO<br />
NO<br />
O 2<br />
H 2<br />
H 2<br />
Oxi-Kat<br />
NO2<br />
Prinzipbedingt herrscht im Abgas von Dieselmotoren<br />
ein Sauerstoffüberschuss; Fachleute<br />
sprechen vom Magerbetrieb. In dieser<br />
oxidierenden Umgebung ist es sehr schwierig,<br />
unerwünschte Stickoxide (NO x) chemisch<br />
zu reduzieren, sie also in harmlosen Luftstickstoff<br />
(N 2) umzuwandeln. Eine elegante<br />
Lösung bietet hierfür NSK Advanced, der verbesserte<br />
Stickstoffspeicherkat. Erst, als es<br />
den Verbrennungsspezialisten im Team gelungen<br />
war, einen Dieselmotor fett zu betreiben,<br />
war der Weg zur Systemanwendung frei.<br />
Bereits 1996 begannen die Abgasnachbehandlungsspezialisten<br />
der Forschung von<br />
<strong>Daimler</strong> in Untertürkheim damit, die Grundlagen<br />
für diese Technik zu erarbeiten. Der<br />
entscheidende Ansatz ist, zwei Katalysatoren,<br />
nämlich den NSK und den SCR-Kat sinnvoll<br />
miteinander zu einem autarken Abgasnachbehandlungssystem<br />
zu kombinieren. Die<br />
Stickoxide werden dabei sowohl im NSK als<br />
auch im SCR-Kat abgebaut. Michel Weibel,<br />
NO 3 -<br />
N I T R A T<br />
Vom Stickstoffspeicherkat zum NSK Advanced<br />
H 2<br />
NO 2<br />
Teamleiter Katalysatorsysteme, erklärt, wie<br />
sich die katalytischen Reaktionen effizient<br />
und synergetisch verknüpfen lassen. „Der<br />
Kern besteht darin, an Bord des Fahrzeugs,<br />
und zwar im NSK, gezielt Ammoniak zu erzeugen,<br />
das im nachfolgenden SCR-Kat die<br />
aus dem NSK durchgebrochenen Stickoxidmoleküle<br />
weiter zu Luftstickstoff reduziert.<br />
Deshalb arbeitet NSK Advanced auch ohne<br />
zusätzliches AdBlue-Additiv sehr effizient.“<br />
Dazu bedarf es einer ausgeklügelten Motorsteuerung.<br />
Bei dem nun serienreifen System<br />
läuft der Dieselmotor fast immer im Magerbetrieb.<br />
Dabei wird der Löwenanteil der<br />
Stickoxide als Nitrat im NSK gespeichert. Der<br />
Rest der Stickoxide wandert zum SCR-Kat.<br />
Dort wird NO x mithilfe von gespeichertem<br />
Ammoniak (NH 3) zu unschädlichem Luftstickstoff<br />
N 2 reduziert.<br />
Nach einer solchen Magerphase sorgt die<br />
Motorsteuerung während einiger Sekunden<br />
NH 3<br />
A M M O N I A K<br />
DeNO x -Kat Partikelfilter SCR-Kat<br />
N I T R A T<br />
H NH<br />
2 N2 3<br />
N2<br />
NO 3 -<br />
NO 3 -<br />
A M M O N I A K<br />
N 2<br />
H 2O<br />
Magerphase<br />
Fettphase<br />
für einen „fetten“ also kraftstoffangereicherten<br />
Betrieb. Nun gelangen Reduktionsmittel<br />
wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H 2)<br />
und Kohlenwasserstoffe (HC) in den Abgasstrom.<br />
Sie reduzieren einen Teil der im NSK<br />
gespeicherten Nitrate zu Luftstickstoff (N 2).<br />
Dank einer speziell darauf angepassten Betriebsstrategie<br />
werden zugleich die restlichen<br />
Nitrate in Ammoniak (NH 3) umgewandelt.<br />
<strong>Das</strong> so erzeugte NH 3 passiert zunächst den<br />
anschließenden Partikelfilter und bildet im<br />
SCR-Katalysator das Ammoniakdepot für den<br />
nächsten Magerzyklus.<br />
Erst der detaillierte Blick auf jeden einzelnen<br />
Katalysatorbaustein ermöglichte es den Forschern,<br />
die chemischen Vorgänge im Katalysator<br />
hinreichend genau zu verstehen. „Die<br />
Vielfalt der Parameterabhängigkeiten und die<br />
Komplexität der katalytischen Reaktionen<br />
waren eine enorme Herausforderung“, erinnert<br />
sich Michel Weibel an die diffizile Arbeit<br />
der vergangenen Jahre.
HTR 02/2007 Abgasreinigung Pkw<br />
49<br />
Am Anfang steht das Konzept, das sich in ... ... harten Erprobungen bewähren muss.<br />
nicht nur für das Segment der Sechszylindermotoren.“<br />
Sein Team hat mit dem C 250<br />
BLUETEC auch den „4-Zylinder-BLUETEC“ auf<br />
der Agenda. Dabei handelt es sich keineswegs<br />
um eine simple Anpassung der Technik,<br />
denn es gilt, die jeweils am besten geeignete<br />
Reinigungstechnologie für Fahrzeuge zu<br />
konzipieren, die sich hinsichtlich Gewichtsklasse,<br />
Motorisierung und Package-Situation<br />
deutlich voneinander unterscheiden. In jeder<br />
BLUETEC-Variante müssen die Module also<br />
anders verbaut werden, die Volumina aller<br />
Katalysatoren wollen optimiert sein und auch<br />
die Algorithmen für die Motorsteuerung müssen<br />
maßgeschneidert für jedes Modell passen.<br />
Last, but not least: Die zwangsläufigen<br />
Mehrkosten für ein BLUETEC-System müssen<br />
für die Kunden akzeptabel bleiben.<br />
Anspruchsvolle Selbstdiagnose Als zweites<br />
Aufgabenfeld benennt Bernd Lindemann<br />
die Weiterentwicklung der BLUETEC-Selbstdiagnose<br />
im Fahrzeug. „Schon von Gesetzes<br />
wegen müssen die Systeme onboard überwacht<br />
werden. Die Anforderungen hierfür<br />
werden in den kommenden Jahren sowohl in<br />
den USA als auch innerhalb der EU deutlich<br />
steigen.“ Auch hier geht es vor allem darum,<br />
dass der Fahrer von der „Hintergrundarbeit“<br />
des Systems gar nichts merkt. Die Überwachungseinheit<br />
im Fahrzeug muss möglichst<br />
jede Fehlfunktion schnell erkennen, ohne<br />
aber Falschmeldungen auf dem Display anzuzeigen.<br />
„In diesem Spagat müssen wir uns<br />
zuverlässig und mit hoher Genauigkeit bewegen“,<br />
so Bernd Lindemann. Dafür bedarf es<br />
<strong>neue</strong>r Algorithmen für die Motorsteuergeräte<br />
sowie für die Auswertung der Temperaturund<br />
der Lambdaverläufe. Daran arbeiten momentan<br />
die Ingenieure mit den Elektronikspezialisten<br />
der Fahrzeugentwicklung.<br />
Vereinfachungen gesucht Herausforderung<br />
Nummer drei betrifft die BLUETEC-Module<br />
selbst: Die Entstickung mittels SCR plus<br />
AdBlue hält Bernd Lindemann bereits heute<br />
für eine stabile Technik. Ihre Achillesferse ist<br />
die hohe Komplexität des Gesamtsystems.<br />
Daher arbeiten die Ingenieure an einer „Vereinfachung“<br />
des SCR-Moduls. Es geht etwa<br />
darum, Teile und damit Kosten einzusparen.<br />
Beim Stickstoffspeicherkat steht dessen<br />
Langzeitstabilität auf der Agenda.<br />
<br />
Im Neuzustand bringt es ein NSK (siehe<br />
Kasten S. 48) auf Stickoxidumwandlungsraten,<br />
die denen eines aktiven SCR-Systems<br />
ebenbürtig sind. Doch mit zunehmender<br />
Laufleistung sinkt diese Rate im NSK langsam<br />
ab und pendelt sich auf einem niedrigeren<br />
Niveau ein. Daher sucht man nach besser<br />
geeigneten Materialen und Katalysatortypen.
50 <strong>Daimler</strong><br />
Besonders wertvolle Einblicke – im übertragenen wie im wörtlichen Sinn – erhalten die Entwickler<br />
bei der sogenannten Indizierung: Während der Versuchsfahrt misst eine Sonde im Zylinder ständig<br />
den Druck. So lässt sich online im Fahrzeug die Wärmefreisetzung während aller Takte verfolgen.<br />
Im September 2007 konnten die Besucher<br />
der Internationalen Automobilausstellung IAA<br />
in Frankfurt bei einigen der 19 dort von Mercedes-Benz<br />
vorgestellten Exponaten erkennen,<br />
welche vierte Herausforderung auf die<br />
Entwickler zukommen wird, nämlich die Verzahnung<br />
von BLUETEC mit anderen Technologiebausteinen,<br />
etwa der Hybridisierung des<br />
Dieselantriebs oder auch der Start-Stopp-<br />
Funktion. Beide Konzepte senken den Verbrauch<br />
und damit die CO 2 -Emissionen. Aber<br />
beide wirken sich auch auf den Temperaturverlauf<br />
im Abgasstrom aus und damit natürlich<br />
auf die Effektivität der Reinigung.<br />
Hürde und Potenzial zugleich In diesen Herausforderungen<br />
sieht Bernd Lindemann allerdings<br />
nicht nur eine Hürde, die es zu meistern<br />
gilt, sondern auch ein zusätzliches<br />
technologisches Potenzial. Er nennt es die<br />
Verblockung von Konzepten zur CO 2-Minderung<br />
mit solchen zur Reduktion des Schadstoffausstoßes.<br />
„Beide Ansätze können sich<br />
gegenseitig helfen. So lässt sich etwa dank<br />
effektiver Abgasnachbehandlung eine Motorauslegung<br />
wählen, die konsequent CO 2optimiert<br />
ist. Umgekehrt erlaubt der Einsatz<br />
in einem Hybridantrieb Maßnahmen zum<br />
Temperaturmanagement, welche die Leistungsfähigkeit<br />
der Abgasnachbehandlung<br />
weiter steigern.“<br />
Der klassische Trade-off im Motorenbau, also<br />
die Notwendigkeit, den zwangsläufig mit jeder<br />
Stufe der Emissionsminderung ansteigenden<br />
Kraftstoffverbrauch zu kompensieren<br />
oder, wenn möglich, sogar mehr als wettzumachen,<br />
geht in eine <strong>neue</strong> Runde. Für diese<br />
zeigt sich Bernd Lindemann gerüstet: „Dank<br />
BLUETEC können wir diesen Trade-off neu<br />
ausbalancieren, und zwar auf einem extrem<br />
niedrigen Emissionsniveau.“<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
In HTR-online finden Sie zum Thema<br />
BLUETEC bei Pkw und Lkw vertiefende<br />
Informationen, etwa:<br />
Erfolgsfaktor Kooperation<br />
EU und USA: Verschiedene Wege<br />
BLUETEC 5 - Eine wirtschaftliche<br />
Lösung bei Nutzfahrzeugen<br />
BLUETEC 5 + Partikelfilter<br />
= Citaro EEV<br />
BLUETEC-Webspecial<br />
Animation:<br />
Die Chemie beim NSK Advanced<br />
www.daimler.com/innovation<br />
www.mercedes-benz.de
HTR 02/2007 Abgasreinigung Pkw<br />
51<br />
<br />
DIE BASIS LEGTE DIE DAIMLER-FORSCHUNG<br />
Blick ins BLUETEC-Labor<br />
Bernd Krutzsch merkt man die Begeisterung<br />
für die Arbeit sofort an. Schon beim Abholen<br />
des Besuchers erzählt der Leiter der Abteilung<br />
„Combustion & Emission Control“ in der<br />
<strong>Daimler</strong>-Forschung noch auf dem Gang von<br />
all den Projekten, die sein Forschungsteam<br />
in den letzten Jahren angepackt hat, um die<br />
technischen Grundlagen dafür zu legen, dass<br />
BLUETEC 1 in den Diesel-Pkw von Mercedes-<br />
Benz Einzug in die Serie halten konnte. Drei<br />
Meilensteine hält der Chemiker für entscheidend,<br />
um dieses Projekt angehen zu können:<br />
die sehr frühe Entscheidung der Forschung,<br />
1992 ein DENOX-Projekt für Dieselmotoren<br />
zu starten, dadurch ließen sich die<br />
notwendigen Fachkompetenzen aufbauen,<br />
der Beschluss der Pkw-Entwicklung, das<br />
Common-Rail-Einspritzsystem für Diesel zur<br />
Serienreife zu bringen, dies schuf Freiräume<br />
für die Abgasnachbehandlung, und<br />
das Konzept, auch den Dieselmotor zeitweise<br />
fett zu betreiben, erst diese Betriebsstrategie<br />
ebnete der Entstickung mittels NSK<br />
beim Diesel den Weg.<br />
Zum damaligen Zeitpunkt war das Konzept,<br />
einen Dieselmotor „fett“, also mit Kraftstoffüberschuss<br />
zu betreiben, eine revolutionäre<br />
Idee. Sie zu verfolgen war wiederum nur<br />
möglich, weil bereits damals Chemiker und<br />
Motorenfachleute aus Forschung und Vorentwicklung<br />
auf das Engste zusammenarbeiteten.<br />
Der Lohn dafür waren Basispatente,<br />
mit denen sich das Unternehmen bereits<br />
sehr früh das geistige Schutzrecht für diese<br />
<strong>neue</strong> Abgasreinigungstechnologie sichern<br />
konnte. Ein wenig Stolz mischt sich in seine<br />
Stimme, wenn er bekennt: „Ja, das ist schon<br />
ein tolles Gefühl, als Chemiker in einem Au-<br />
Bernd Krutzsch (Mitte) mit seinem Team.<br />
tomobilunternehmen an einer so zentralen<br />
Technologie mitwirken zu können.“<br />
Beim Gang durch die Labore berichtet er mit<br />
einem Leuchten in den Augen, dass hier alles<br />
seinen Anfang genommen hat. Neben einem<br />
Katalysatorteststand erklärt er, wie das Team<br />
Schritt für Schritt die experimentelle Basis<br />
gelegt hat. Insbesondere die Untersuchungen<br />
zur Schwefelproblematik der Katalysa -<br />
toren lieferten Ergebnisse, anhand derer sich<br />
immer bessere Regenerations- und Betriebsstrategien<br />
entwickeln ließen.<br />
<strong>Das</strong> Serienprojekt unter der Leitung von<br />
Bernd Lindemann hat die <strong>Daimler</strong>-Forschung<br />
lange begleitet; hierbei konnten die Entwicklungsingenieure<br />
auf die hohe Kompetenz ihrer<br />
Kolleginnen und Kollegen in Sachen Katalyse<br />
zurückgreifen. Heute konzentriert sich<br />
das Forscherteam auf die Weiterentwicklung<br />
von BLUETEC-Systemen für Nutzfahrzeuge<br />
wie für Pkw. Die Zielgrößen der Forscher orientieren<br />
sich nicht nur an den folgenden<br />
Grenzwertnormen wie BIN 5 oder US 2010,<br />
sondern gehen auch darüber hinaus.<br />
So sicher sich Bernd Krutzsch ist, dass die<br />
beiden heute genutzten Entstickungstechno-<br />
logien, nämlich NSK und SCR, noch Raum für<br />
Verbesserungen bieten, so sicher ist er auch,<br />
dass so schnell keine dritte, völlig neuartige<br />
Technologie auftauchen wird. „Aber es wird<br />
im zukünftigen Wettbewerb sehr wichtig sein,<br />
die beiden Basisverfahren im Detail weiterzu<br />
entwickeln. Hierbei stehen die Robustheit<br />
des Gesamtsystems – Motor und Abgasanlage<br />
– sowie die Kosten im Fokus der Arbeit“,<br />
erläutert er.<br />
Einer der Pfade, die das Team verfolgt, führt<br />
zu Katalysatoren, bei denen mehrere Funktionalitäten<br />
in einem Modul integriert sind.<br />
Als deren Vorteile gelten geringere Kosten,<br />
ein geringerer Bedarf an Bauraum und vor allem<br />
eine günstigere Einbauposition des Moduls<br />
in Motornähe. Im Labor prüft das Team<br />
momentan etliche neuartige Kat-Muster auf<br />
Herz und Nieren, wobei Bernd Krutzsch auch<br />
auf die möglichen Schwachstellen hinweist.<br />
„Knackpunkte der integrierten Systeme werden<br />
deren Dauerhaltbarkeit und Performance<br />
hinsichtlich der Reinigungswirkung sein.“<br />
Ein wichtiges Zukunftsthema der Forscher ist<br />
die Modellierung von Katalysatoren und die<br />
Simulation der Emissionskette vom Motor bis<br />
zum letzten Katalysatormodul einschließlich<br />
einer angepassten Gesamtbetriebsstrategie.<br />
Da ist es für Bernd Krutzsch gut zu wissen,<br />
dass „das Unternehmen auch auf dem Gebiet<br />
der Simulation seit Mitte der 1990er-Jahre<br />
Pionierarbeit geleistet hat und heute im<br />
Wettbewerb auf diesem Feld die Messlatte<br />
setzt“. Die zentrale Rolle der Simulation sieht<br />
er in der heute erforderlichen Komplexität<br />
und Flexibilität des Gesamtsystems. „Ohne<br />
Simulation ist die Applikation in den unterschiedlichsten<br />
Fahrzeugtypen und Motorkombinationen<br />
für die verschiedenen Märkte<br />
gar nicht mehr möglich.“
52 <strong>Daimler</strong><br />
LAUFKULTUR<br />
SERIENNUMMER<br />
Herausgeber<br />
<strong>Daimler</strong> AG<br />
Communications<br />
Corporate Media & Marketing<br />
External Publications<br />
70546 Stuttgart<br />
Verantwortlich für den<br />
Herausgeber<br />
Mirjam Bendak<br />
Objektleitung<br />
Matthias Steybe<br />
smart<br />
in the City<br />
IMPRESSUM KONTAKT<br />
Konzept<br />
design hoch drei, Stuttgart<br />
Redaktion<br />
Roland Bischoff, Klartext, Stuttgart<br />
Rolf Andreas Zell, Klartext, Stuttgart<br />
Gestaltung<br />
Horst Schüler, teamkom, Stuttgart<br />
Fotografie und Illustration<br />
Kurt Henseler, Tübingen<br />
<strong>Daimler</strong> AG, Stuttgart<br />
Jörg Winkler, Berlin<br />
Gernot Walter, Aichwald<br />
Bernd Schifferdecker, Stuttgart<br />
Reprografie<br />
Dr. Cantz’sche Druckerei, Ostfildern<br />
Druck<br />
J. Fink Druckerei, Ostfildern<br />
Vertrieb<br />
Uwe Haspel<br />
London gilt als Finanz- und Modedrehscheibe. Kreativ und<br />
geschäftstüchtig zu sein schließt sich bekanntlich nicht aus. So überraschte<br />
Oberbürgermeister Ken Livingstone seine Bürger 2003 mit merkantiler<br />
Kreativität. Er brauchte Geld für das teuerste Nahverkehrssystem<br />
der Welt.<br />
Dabei fordert die merkantile Logik: Je knapper das Gut, desto teurer<br />
wird es. Ergo muss man die Autos aus der Innenstadt heraushalten. Weniger Autos –<br />
weniger Staus, und zwar minus 20 Prozent, so die Statistik des Lord Mayors Livingstone. Die Lösung<br />
lautete cc: „congestion charge“ oder „Staugebühr“ – also ein täglicher Obolus von acht<br />
Pfund für die Einfahrt in die City. <strong>Das</strong> wirkt. Inzwischen gibt es Berichte, wonach das Verkehrsaufkommen<br />
auf einigen Straßenabschnitten nicht mehr zu jeder Tageszeit für einen Stau ausreicht.<br />
Übers Jahr betrachtet ist cc indes kostspielig. 100 Londonerinnen und Londoner<br />
versagen sich diesen Luxus, smart wie sie sind. Statt auf cc setzen sie auf ed: nämlich auf einen<br />
smart fortwo electric drive, der abgasfrei ist und staugebührenfrei unterwegs sein darf. Seinen<br />
30-kW-/41-PS-Elektromotor hält eine Zebra-Batterie bei Laune – und zwar bis zu 115 Kilometer<br />
lang mit einer Ladung von einer normalen Steckdose. Seine Besitzer halten die Spurtqualitäten<br />
bei Laune – von null auf 60 km/h in 5,7 Sekunden. <strong>Das</strong> reicht Big Ben noch nicht einmal für eine<br />
Melodie. Shocking.<br />
Chefredaktion<br />
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Redaktionsschluss dieser Ausgabe:<br />
15. November 2007.<br />
Der Hightech Report erscheint zwei<br />
Mal jährlich in einer Auflage von<br />
185.000 Exemplaren in den Sprachfassungen<br />
Deutsch und Englisch.<br />
Gedruckt auf Papier aus chlorfrei<br />
gebleichtem Zellstoff unter Verwendung<br />
von 33 Prozent Altpapier,<br />
ohne optische Aufheller.<br />
Nachdruck, auch auszugsweise, nur<br />
mit schriftlicher Genehmigung des<br />
Herausgebers sowie dem Bild- und<br />
Texthinweis „<strong>Daimler</strong> AG“.<br />
ISSN 1865-6072
Alles dreht sich um Umweltschutz.<br />
Auch unsere Reifen.<br />
Ganz gleich, wie die Mobilität der Zukunft aussieht – ob Hybrid-Motor, Elektroantrieb oder Brennstoffzelle<br />
– das Bindeglied zwischen Fahrzeug und Straße bleibt immer der Reifen. Michelin sieht seine Herausforderung<br />
für die Zukunft darin, diesen Berührungspunkt zu optimieren. <strong>Das</strong> bedeutet: Reibungsverluste zu<br />
reduzieren, ohne an Fahrkomfort oder Sicherheit einzubüßen.<br />
Darum lautet unser Beitrag für eine saubere Zukunft: rollwiderstandsoptimierte Reifen. Mit ihnen gelingt es,<br />
Kraftstoffverbrauch und Abgasausstoß signifikant zu senken. So schonen wir nicht nur unsere Umwelt,<br />
sondern auch das Portemonnaie unserer Kunden.<br />
www.michelin.de
54 <strong>Daimler</strong><br />
HYBRIDKONZEPTE<br />
<br />
ROAD TO THE FUTURE<br />
HYBRIDE NEWCOMER<br />
<strong>Das</strong> Ziel einer nachhaltigen Mobilität dokumentiert<br />
Mercedes-Benz Cars mit der „Road to the<br />
Future“. Die treibenden Kräfte auf der ersten<br />
Etappe sind hybride Antriebskonzepte mit einem<br />
Duo aus Verbrennungs- und Elektromotor, das in<br />
drei verschiedenen Varianten verwirklicht wird.<br />
2007 <strong>Forschungsfahrzeug</strong> F 700<br />
smart mhd<br />
smart cdi mhd<br />
2009 S 400 HYBRID<br />
2009 ML 450 HYBRID<br />
2010 E 300 BLUETEC HYBRID<br />
S 300 BLUETEC HYBRID<br />
2011 C 300 BLUETEC HYBRID<br />
nach 2010 S 400 BLUETEC HYBRID
HTR 02/2007 Hybridkonzepte<br />
55<br />
DUALES<br />
SYSTEM<br />
Mercedes-Benz Cars schickt auf der IAA drei<br />
zukunftsträchtige Hybridkonzepte an den Start
56 <strong>Daimler</strong><br />
Schlauer Starter-Generator im<br />
smart mhd<br />
Der Kleinste durfte als Erster an den<br />
Start: Seit Oktober 2007 rollt der<br />
„smart fortwo mhd“ über die Straßen.<br />
Der sparsame Dreizylinder-Benziner mit einer<br />
Leistung von 52 kW/71 PS verkörpert<br />
eines von drei Hybridkonzepten, die Mercedes-Benz<br />
Cars auf der IAA Frankfurt zeigte.<br />
<strong>Das</strong> Kürzel „mhd“ steht für „micro hybrid<br />
drive“. Dahinter verbirgt sich eine intelligente<br />
Start-Stopp-Funktion, die vor allem im<br />
Stadtverkehr beim Spritsparen hilft – in der<br />
City kommt der kleine Flitzer mit bis zu<br />
19 Prozent weniger Kraftstoff aus.<br />
Möglich wird dies durch die micro-hybriddrive-Technologie.<br />
Beim Herunterbremsen<br />
schaltet der Motor bei einer Geschwindigkeit<br />
von acht Stundenkilometern automatisch ab.<br />
Dies führt zu einer mittleren Kraftstoffersparnis<br />
von acht Prozent im Neuen Europäischen<br />
Fahrzyklus. Der Normverbrauch verringert<br />
sich von 4,7 Litern/100 Kilometer um<br />
0,4 Liter/100 Kilometer. Entsprechend reduziert<br />
sich der CO 2-Ausstoß von 112 Gramm<br />
auf rund 103 Gramm pro Kilometer.<br />
Starter-Generator Der smart mhd schaltet<br />
sein Triebwerk jedes Mal vollständig ab,<br />
wenn es im Leerlauf – etwa an der roten Ampel<br />
– unnütz Kraftstoff verbrennen würde.<br />
Nimmt der Fahrer den Fuß vom Bremspedal,<br />
startet der Motor automatisch wieder, und<br />
die Fahrt kann weitergehen. Technologischer<br />
Kern des Start-Stopp-Systems ist ein riemengetriebener<br />
Starter-Generator. Er ersetzt<br />
sowohl den konventionellen Anlasser als<br />
auch die Lichtmaschine und übernimmt die<br />
Aufgaben beider Aggregate.<br />
Wenn das Dreizylinder-Triebwerk läuft, wirkt<br />
der Starter-Generator als Lichtmaschine und<br />
erzeugt Strom für das elektrische Bordnetz<br />
beziehungsweise die Batterie. Ist der Benzinmotor,<br />
der ein Drehmoment von bis zu<br />
92 Newtonmeter entwickelt, ausgeschaltet<br />
und soll gestartet werden, arbeitet der Starter-Generator<br />
als Anlasser, der seinen Job in<br />
Sekundenbruchteilen unauffällig erledigt.<br />
<br />
Der smart fortwo micro hybrid drive stellt in<br />
Leerlaufphasen den Motor ab und spart so im<br />
Normverbrauch acht Prozent Kraftstoff.<br />
Motor:<br />
INTELLIGENTES START-STOPP-SYSTEM<br />
Ottomotor 3-Zylinder-Reihe<br />
Nennleistung 52 kW / 71 PS<br />
Max. Drehmoment 92 Nm<br />
Hybridmodul:<br />
Bautyp riemengetriebener<br />
Starter-Generator<br />
Max. Drehmoment 42 Nm<br />
Gesamtverbrauch:<br />
SMART MHD<br />
NEFZ-Verbrauch 4,3 l/100 km<br />
CO 2-Emissionen 103 g/km
HTR 02/2007 Hybridkonzepte<br />
57<br />
Integrierte Elektromaschine im<br />
S 400 HYBRID<br />
Akzente setzte Mercedes-Benz Cars<br />
auf der IAA in Frankfurt auch mit dem<br />
S 400 HYBRID. <strong>Das</strong> Fahrzeug, das<br />
Mitte 2009 zuerst in Europa auf den Markt<br />
kommt, zeichnet sich durch drei Hybridfunktionen<br />
aus: die Start-Stopp-Automatik, die<br />
zum Spritsparen und Komfort beiträgt; die<br />
Rekuperation, die Energie zurückgewinnt und<br />
so Sprit spart; und die Boost-Funktion, die<br />
für hohe Fahrdynamik sorgt.<br />
Unter der Motorhaube ist ein 205 kW/279<br />
PS starker V6-Ottomotor mit einem Hybridmodul<br />
verbunden, das maximal 160 Newtonmeter<br />
und 15 kW/20 PS leistet. Die kombinierte<br />
Leistung liegt bei 220 kW/299 PS, das<br />
maximale Drehmoment beträgt 375 Newtonmeter.<br />
Damit beschleunigt das Fahrzeug in<br />
7,3 Sekunden von null auf 100 km/h und erreicht<br />
eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit<br />
von 250 km/h.<br />
„In der laufenden S-Klasse ist es gelungen,<br />
alle relevanten Hybridkomponenten von der<br />
Elektromaschine bis zum Hochvoltbatteriespeicher<br />
in den Fahrzeugvorbau zu integrieren“,<br />
berichtet Projektleiter Oliver Vollrath<br />
von der Fahrzeugentwicklung im Mercedes<br />
Technology Center (MTC) Sindelfingen.<br />
Neben dem „Packaging“ kümmerten sich die<br />
Ingenieure vor allem um die Entwicklung <strong>neue</strong>r<br />
Komponenten für den Hybridantrieb. So<br />
sitzt im S 400 HYBRID ein ringförmiger, nur<br />
wenige Zentimeter dicker Elektromotor direkt<br />
auf der Kurbelwelle zwischen Motorblock und<br />
7G-TRONIC-Auto matik getriebe. Technisch<br />
gesehen ist diese Elektromaschine ein sogenannter<br />
Außenläufer. Sie erbringt ihre hohe<br />
Motorleistung von 15 kW durch zusätzliche<br />
Magnete im Rotor. Nutzt man sie als Generator,<br />
beträgt die Leistung bis zu 20 kW.<br />
Lithiumionenbatterie Je nach Fahrzustand<br />
arbeitet die Elektromaschine entweder als<br />
Motor, der als Anlasser und zusätzliches Antriebsaggregat<br />
dient, oder als Generator zur<br />
Stromerzeugung. <strong>Das</strong> ist vor allem im dichten<br />
Innenstadtverkehr von Vorteil, weil sich<br />
so eine kraftstoffsparende Stop-and-go-<br />
Automatik entwickeln lässt. Zugleich steuert<br />
das Elektroaggregat beim Start kurzfristig<br />
sein maximales Drehmoment zur Antriebsleistung<br />
bei.<br />
Eine komplexe Leistungselektronik steuert<br />
den Elektromotor, mit dem sie durch eine<br />
Stromschiene verbunden ist. Ein technologisches<br />
Highlight ist die Hochvoltbatterie, die<br />
als Energiespeicher für den E-Motor dient.<br />
Bei ihr handelt es sich um einen Lithium–<br />
ionenakku, der zur Kühlung mit dem Kältemittelkreislauf<br />
der Klimaanlage verbunden ist<br />
und so auch bei hohen Temperaturen zuverlässig<br />
funktioniert. Weil der leistungsstarke<br />
120-Volt-Akku nicht größer ausfällt als eine<br />
herkömmliche Autobatterie, passt er anstelle<br />
der 12-Volt-Batterie in den Motorraum.<br />
Elektrische Nebenaggregate Ein DC/DC-<br />
Wandler verbindet das 12-Volt-Bordnetz mit<br />
der 120-Volt-Welt des Hybridsystems. Er<br />
kann die Energie von einem Bereich in den<br />
anderen transformieren und bietet so zwei<br />
Vorteile: Bei Motorstillstand versorgt die<br />
Hochvoltbatterie das 12-Volt-Bordnetz. Umgekehrt<br />
lässt sich die 120-Volt-Batterie über<br />
ein normales 12-Volt-Ladegerät aufladen.<br />
Mit der elektrischen Unterdruckpumpe<br />
haben die Mercedes-Benz-Ingenieure ein weiteres<br />
Hybridelement in den Motorraum gepackt.<br />
Sie erzeugt den sonst vom Verbrennungsmotor<br />
aufgebauten Unterdruck für den<br />
Bremskraftverstärker. Für die Lenkung steht<br />
ein elektrohydraulisches Aggregat zur Verfügung.<br />
Auch die Klimaanlage arbeitet elektrisch<br />
und kann deshalb sogar bei abgestelltem<br />
Motor betrieben werden. Schließlich hat<br />
auch das 7G-TRONIC-Automatikgetriebe<br />
eine elektrische Ölpumpe, die dem Abfall des<br />
Öldrucks beim Abschalten des Motors entgegenwirkt.<br />
Mit dem rekuperativen Bremssystem<br />
spielt der S 400 ein weiteres Hybrid-<br />
Ass aus und gewinnt Energie zurück. Dabei<br />
wird während des Bremsens die Elektro -<br />
maschine von der Hinterachse angetrieben<br />
und erzeugt Strom, den sie in die Hochvoltbatterie<br />
einspeist.<br />
<br />
Der S 400 HYBRID überzeugt durch Start-<br />
Stopp-Funktion, Rekuperation, Boost-Effekt<br />
und eine starke Lithiumionenbatterie.<br />
Motor:<br />
SPARSAME LUXUSKLASSE<br />
Ottomotor V6<br />
Nennleistung 205 kW / 279 PS<br />
max. Drehmoment 338 Nm<br />
Hybridmodul:<br />
Bautyp Scheibenförmiger<br />
Elektromotor<br />
max. Drehmoment 160 Nm<br />
Gesamtantrieb:<br />
Kombiniertes<br />
max. Drehmoment 375 Nm<br />
Gesamtverbrauch:<br />
S 400 HYBRID<br />
NEFZ-Verbrauch 7,9 l/100 km<br />
CO 2-Emissionen 190 g/km
58 <strong>Daimler</strong><br />
Two-Mode-Konzept im<br />
ML 450 HYBRID<br />
<br />
Der ML 450 HYBRID bietet als Vollhybrid<br />
Start-Stopp-Funktion, Rekuperation, Boost-<br />
Effekt und rein elektrisches Fahren.<br />
Motor:<br />
FÜR STADT- UND ÜBERLANDBETRIEB<br />
Ottomotor V6<br />
Nennleistung 205 kW / 279 PS<br />
max. Drehmoment 338 Nm<br />
Hybridmodul:<br />
Bautyp Two-Mode<br />
mit 2 E-Motoren<br />
max. Drehmoment 260/270 Nm<br />
Gesamtantrieb:<br />
Kombiniertes<br />
max. Drehmoment 480 Nm<br />
Gesamtverbrauch:<br />
ML 450 HYBRID<br />
NEFZ-Verbrauch 7,7 l/100 km<br />
CO 2-Emissionen 185 g/km<br />
Ein weiterer CO 2-Weltmeister auf dem<br />
Mercedes-Benz-Messestand war der<br />
ML 450 HYBRID. Er wird 2009 als weltweit<br />
sparsamster Benzinhybrid in der SUV-<br />
Klasse auf den Markt kommen. Sein innovatives<br />
Two-Mode-System ermöglicht auch bei<br />
unterschiedlichen Fahrsituationen ein rein<br />
elektrisches Fortkommen und genügt dabei<br />
höchsten Komfortansprüchen.<br />
Beim Two-Mode-System arbeiten ein Verbrennungsmotor<br />
und ein Getriebe mit zwei<br />
Elektromotoren so zusammen, dass die Antriebseinheit<br />
immer im Verbrauchsoptimum<br />
läuft. Sie benötigt also wenig Kraftstoff –<br />
egal, ob im innerstädtischen Stop-and-go-<br />
Verkehr oder bei langen Überlandfahrten.<br />
<strong>Das</strong> Two-Mode-Konzept des ML 450 HYBRID<br />
erlaubt den Einsatz von zwei kompakten Permanentmagnet-Elektromotoren,<br />
die deutlich<br />
weniger Bauraum als vergleichbare Systeme<br />
beanspruchen. Die beiden gekühlten Motoren<br />
befinden sich innerhalb des Getriebes.<br />
Dessen kompakte Bauweise lässt erst ein<br />
Röntgenblick erkennen. So stecken außer<br />
den beiden Elektroaggregaten auch drei Planetengetriebesätze<br />
und vier Nasskupplungen<br />
sowie ein Hydraulikmodul und eine elektrische<br />
Ölpumpe in dem Getriebe, das direkt an<br />
das Kurbelgehäuse angeflanscht ist.<br />
Ein Getriebe für alle Fälle Durch das ausgeklügelte<br />
Zusammenspiel der Getriebekomponenten<br />
mit der elektronischen Motor- und<br />
Getriebesteuerung ergeben sich neben den<br />
beiden elektrischen stufenlosen Fahrmodi für<br />
Stadt- und Überlandverkehr auch vier feste<br />
Gänge sowie eine stufenlose Getriebeübersetzung.<br />
Dieses weltweit einzigartige System<br />
vereint die Vorteile eines herkömmlichen<br />
Automatikgetriebes mit denen eines stufenlosen<br />
Getriebes.<br />
Im Ergebnis ist dieser Antrieb in der Lage, einerseits<br />
wie ein konventionelles CVT sehr<br />
komfortabel zu arbeiten, dabei volle Hybridfunktionalität<br />
zu ermöglichen und andererseits<br />
je nach Fahrzustand feste Gänge aus-<br />
zuwählen, um Verbrauch und Leistung zusätzlich<br />
zu optimieren. Die Kraftübertragung<br />
des Systems auf die Straße erfolgt dabei<br />
über einen konventionellen mechanischen<br />
Allradantrieb.<br />
SUV mit allen Hybridfunktionen Eine 288-<br />
Volt-Batterie, die größere Energiemengen<br />
speichern kann, stellt die Stromversorgung<br />
der beiden Elektromotoren sicher. Im Zusammenspiel<br />
mit dem intelligenten Energiemanagement<br />
bietet der ML 450 HYBRID<br />
sämtliche Eigenschaften, die ein Vollhybridfahrzeug<br />
auszeichnen: rein elektrisches Fahren,<br />
Start-Stopp-Funktion, Boost-Effekt durch<br />
Unterstützung des Verbrennungsmotors<br />
durch die Elektromaschinen sowie Rückgewinnung<br />
und Speicherung der Bremsenergie<br />
(Rekuperation).<br />
Andreas Truckenbrodt, Leiter Projekthaus<br />
Hybrid, beschreibt die Vorzüge der Two-<br />
Mode-Technologie so: „Durch das innovative<br />
Gesamtkonzept des ML 450 HYBRID erreichen<br />
wir eine <strong>neue</strong> Qualität der Hybridisierung<br />
von Fahrzeugen dieser Klasse. Mercedes-Benz<br />
bietet damit eine Hybridtechnik, die<br />
geringen Kraftstoffverbrauch, höchsten Komfort<br />
und ein voll nutzbares Kofferraumvolumen<br />
gewährleistet. Zusätzlich verbessert der<br />
Two-Mode-Hybrid den Kraftstoffverbrauch<br />
insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten,<br />
ein weiterer Vorteil gegenüber am Markt<br />
befindlichen Hybridkonzepten.”<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
Folgende Zusatzinformationen<br />
zu Hybridfahrzeugen von Mercedes-<br />
Benz finden Sie in HTR-online:<br />
Video BLUETEC-Hybride<br />
Animation zum Two-Mode-Modus<br />
Daten und Fakten zu den auf der<br />
IAA gezeigten Hybridfahrzeugen<br />
www.daimler.com/innovation
HTR 02/2007 Hybridkonzepte<br />
59
60 <strong>Daimler</strong><br />
BRENNSTOFFZELLENBUSSE<br />
ABGASFREI UND LEISE<br />
BUSLINIE<br />
Im Projekt HyFLEET:CUTE arbeiten<br />
<strong>Daimler</strong>-Ingenieure am Brennstoffzellenbus<br />
der zweiten Generation<br />
H 2
HTR 02/2007 Brennstoffzellenbusse<br />
61<br />
Wie seine Vorgänger wird er völlig abgasfrei<br />
und zugleich sehr leise sein.<br />
Darüber hinaus wird er die eingesetzte<br />
Energie noch effizienter nutzen. Mit<br />
diesen Worten fasst Monika Kentzler von der<br />
<strong>Daimler</strong>-Forschung den entscheidenden Vorteil<br />
der nächsten Generation des Citaro-<br />
Brennstoffzellenbusses zusammen.<br />
Der <strong>neue</strong> Stadtbus entsteht im Rahmen des<br />
EU-Projekts HyFLEET:CUTE derzeit in dem<br />
von Christian Mohrdieck geleiteten Kompetenzzentrum<br />
Brennstoffzelle in Nabern. <strong>Das</strong><br />
Vorhaben startete im Januar 2006 und soll<br />
bis September 2009 laufen. <strong>Das</strong> auf 43 Millionen<br />
Euro veranschlagte Paket setzt zwei<br />
frühere EU-Projekte fort, bei denen in zehn<br />
europäischen Städten insgesamt 30 mit Wasserstoff<br />
betriebene Brennstoffzellenbusse<br />
von Mercedes-Benz zwei Jahre lang im täglichen<br />
Liniendienst getestet wurden.<br />
Aufbauend auf diesem reichen Erfahrungsschatz<br />
findet nun mit HyFLEET:CUTE die Dauererprobung<br />
der bisherigen Busse und Wasserstofftankstellen<br />
ihre Fortsetzung, um die<br />
Langzeithaltbarkeit des Brennstoffzellen-<br />
Stacks zu testen. Rund um den Globus sind<br />
weiterhin 33 Citaro-Brennstoffzellenbusse in<br />
neun Städten unterwegs: in Amsterdam, Barcelona,<br />
Hamburg, London, Luxemburg, Madrid<br />
und Reykjavik sowie in Peking und im<br />
australischen Perth. Dabei hat die alternative<br />
Busflotte bis heute mehr als 127.000 Betriebsstunden<br />
absolviert und rund 1,9 Millionen<br />
Kilometer erfolgreich zurückgelegt.<br />
Lithiumionenbatterie Schwerpunkt des von<br />
Monika Kentzler koordinierten EU-<br />
Projekts ist die Entwicklung der nächsten Generation<br />
von Wasserstoff-Brennstoffzellenbussen.<br />
Der Prototyp, den die Diplom-<br />
Ingenieurin und ihre Kollegen aus der <strong>Daimler</strong>-Forschung<br />
derzeit in Nabern auf die Räder<br />
stellen, wird sich von den Citaro-Bussen<br />
der aktuellen Versuchsflotte in wesentlichen<br />
Punkten unterscheiden: Die beiden Hinterräder<br />
erhalten je einen Radnabenmotor, die<br />
den zwölf Meter langen Stadtbus leise und<br />
abgasfrei antreiben. Gute Erfahrungen mit<br />
diesem Konzept machten <strong>Daimler</strong>-Ingenieure<br />
schon 1997 beim NEBUS, dem weltweit<br />
ersten Bus mit Brennstoffzellenantrieb.<br />
Der <strong>neue</strong> Bus bekommt eine Lithumionenhochvoltbatterie,<br />
die neben den Wasserstofftanks<br />
als zusätzlicher Energiespeicher<br />
dient. Die Batterie kann den Spitzenbedarf<br />
der Elektromotoren beim Anfahren am Berg<br />
oder starker Beschleunigung abdecken. Zudem<br />
hilft sie beim Energiesparen: Bergab<br />
und beim Bremsen fungieren die E-Motoren<br />
als Generator, der die Batterie auflädt.<br />
Gewichtsersparnis Nebenaggregate wie die<br />
Lenkhilfpumpe oder die Kompressoren für<br />
die Klimaanlage und Druckluft werden elektrisch<br />
und nicht mehr mechanisch betrieben.<br />
Unterm Strich ergibt sich so eine Gewichtseinsparung<br />
von mehreren hundert Kilogramm<br />
für das Gesamtfahrzeug, was positive<br />
Auswirkungen auf den Verbrauch hat.<br />
„Dieses Innovationspaket führt dazu, dass<br />
die eingesetzte Energie im <strong>neue</strong>n Citaro-<br />
Brennstoffzellenbus gegenüber dem Vorgänger<br />
um zehn bis zwanzig Prozent effizienter<br />
genutzt wird“, erläutert Monika Kentzler. Sie<br />
und ihre Kollegen wollen ab Mitte 2009 diesen<br />
Demonstrator der zweiten Generation in<br />
drei europäischen Großstädten zeigen. Um<br />
dieses Ziel zu erreichen, hat die Abteilung unter<br />
der Leitung von Jürgen Friedrich im Kompetenzzentrum<br />
Nabern einen Teststand aufgebaut.<br />
Dort werden einzelne Komponenten<br />
des alternativen Antriebssystems geprüft<br />
und optimiert. Danach erfolgt der Einbau des<br />
gesamten Systems in ein Rohbaufahrzeug,<br />
das vom Buswerk Mannheim kommt.<br />
Die nächsten Schritte werden dann erste<br />
Praxistests sowie Fahrerprobungen und<br />
schließlich die Zulassung für den Straßenbetrieb<br />
sein. Läuft alles wie geplant, dürfte der<br />
<strong>neue</strong> Citaro ebenso viel Zustimmung wie sein<br />
Vorgänger finden.<br />
<br />
B-KLASSE F-CELL<br />
Ab auf die Straße<br />
Der Startschuss fällt im Sommer 2010. Dann<br />
bringt Mercedes-Benz mit der B-Klasse F-Cell<br />
das erste Serienauto mit Brennstoffzellenantrieb<br />
auf den Markt. Als Antrieb für das innovative<br />
Fahrzeug dient ein neu konzipiertes<br />
Brennstoffzellensystem. Dieses basiert auf<br />
Modulen, die <strong>Daimler</strong> 2005 im <strong>Forschungsfahrzeug</strong><br />
F 600 HYGENIUS vorgestellt hat.<br />
Dessen „Brennstoffzellen-Stack“ ist 40 Prozent<br />
kleiner und entwickelt 30 Prozent mehr<br />
Leistung bei 16 Prozent geringerem Verbrauch<br />
als die Vorgängergeneration in der<br />
A-Klasse F-Cell. Zudem zeichnet er sich<br />
durch hervorragende Kaltstartfähigkeit aus.<br />
In der B-Klasse F-Cell kommt ein noch kompakteres<br />
und leistungsfähigeres System mit<br />
einer doppelt so hohen Reichweite zum Einsatz<br />
wie in der heutigen A-Klasse F-Cell. Der<br />
Elektromotor bringt eine Spitzenleistung von<br />
100 kW/136 PS und ein maximales Drehmoment<br />
von 320 Nm. Dennoch verbraucht<br />
der emissionsfreie Brennstoffzellenantrieb<br />
des familiengerechten Kompaktwagens umgerechnet<br />
nur 2,9 Liter Kraftstoff (Dieseläquivalent)<br />
je 100 Kilometer.
62 <strong>Daimler</strong><br />
QUALITÄTSSICHERUNG
HTR 02/2007 Qualitätssicherung<br />
63<br />
Montagehalle 38 im Sindelfinger Mercedes-<br />
Benz-Werk: An der Einstellstation werden die<br />
Fahrwerke der C-Klasse justiert und en<br />
passant auch die Telematikeinbauten gecheckt.<br />
FEHLERFREI –<br />
SO GANZ NEBENBEI<br />
Automatisch und hochpräzise<br />
die Montagequalität von Telematikgeräten prüfen
64 <strong>Daimler</strong><br />
„Die Messungen im KPS sind hochpräzise,<br />
laufen automatisch ab, erfordern keine Extraprüfzeit<br />
und die Anlage funktioniert robust“<br />
Johann-Friedrich Luy, Quality Analysis der <strong>Daimler</strong>-Forschung<br />
Im Forschungszentrum Ulm entwickelte das Team<br />
das KPS und prüfte dessen Messpräzision – etwa<br />
den Soundcheck der Einbaulautsprecher per Mikro<br />
in der Lenkradwaage.
HTR 02/2007 Qualitätssicherung<br />
65<br />
Mit Multimediasystem COMMAND<br />
APS, Mobiltelefoneinrichtung und<br />
Surround-Sound-Paket verfügt der<br />
Mercedes-Benz C 220 CDI in der Montagehalle<br />
38 des Mercedes-Benz-Werks Sindelfingen<br />
über ein ausgewachsenes Telematikpaket.<br />
Der fast schon fertig montierte,<br />
tenoritgrau lackierte Wagen wartet auf die<br />
nächste Arbeitsstation. Ein Werker öffnet die<br />
Fahrertür. Mit einem Handy in der Tasche<br />
und einem Metallkreuz in den Händen steigt<br />
er ein und bringt diese Apparatur, eine sogenannte<br />
Lenkradwaage, an. Noch ein prüfender<br />
Blick, ob alles „im Lot“ ist, und er legt das<br />
Handy in die Docking-Schale ein.<br />
So präpariert rollt er mit dem Fahrzeug zur<br />
nächsten Station: Hier wird das Fahrwerk<br />
des Pkw exakt justiert – dabei hilft die Lenkradwaage.<br />
Keine zwei Minuten dauert dieser<br />
Vorgang, bei dem indes merkwürdige Geräusche<br />
aus dem Wagen dringen. Plötzlich klingelt<br />
das Handy und an dem COMMAND-System<br />
scheint auch jemand herumzuspielen. Es<br />
hört sich an, als hätte eine Geisterhand den<br />
Sendersuchlauf ausprobiert. Und kurz darauf<br />
scheint ein Kobold einen Soundcheck mit<br />
den Lautsprechern vorzunehmen.<br />
Automatische Verbauprüfung Der gar<br />
nicht närrische Hintergrund für das Treiben:<br />
So nebenbei, während der Fahrwerkseinstellung,<br />
checkt eine automatisch agierende<br />
Prüfstation das Telematik-Equipment im<br />
Fahrzeug. Je nach Umfang sind dies bis zu<br />
zehn Testsets. <strong>Das</strong> Herz dieser „Kommunikationsprüfsystem“<br />
(KPS) getauften Anlage<br />
ist ein Elektronikturm mit Display und Steuerrechner,<br />
Antennenweiche und Basissta -<br />
tionssimulator für die Funktelefonie.<br />
Der Turm ist mit diversen Sendeantennen<br />
oben an der der Station verbunden, über die<br />
alle Testsignale ins Fahrzeug abstrahlen. Via<br />
Diagnoseeinheit, den IS-Tester, ist er zudem<br />
dank der On-Board-Diagnoseschnittstelle mit<br />
dem Fahrzeug verbunden. Aufgabe des IS-<br />
Testers ist es, die im Fahrzeug ankommenden<br />
Signale auszulesen. Der Rechner im Prüf-<br />
Rack vergleicht nun ausgesendete und im<br />
Fahrzeug ankommende Signale miteinander<br />
und bewertet daraufhin, ob etwa die GSM-<br />
Antenne funktioniert, das Radio die UKW-<br />
Sender richtig empfängt, ob sich eine Mobilfunkverbindung<br />
zum Handy aufbauen lässt<br />
oder ob die Lautsprecher der Surround-<br />
Sound-Anlage tadellos tönen.<br />
Ausgedacht haben sich diese vollautomatische<br />
Testanlage die Ingenieure aus der Abteilung<br />
Quality Analysis der <strong>Daimler</strong>-Forschung<br />
in Ulm. Johann-Friedrich Luy, Leiter<br />
des KPS-Projekts, erläutert die Vorteile: „Die<br />
Messungen im KPS sind hochpräzise, laufen<br />
vollständig automatisiert ab, erfordern keine<br />
Extraprüfzeit und die Anlage funktioniert sehr<br />
robust.“ Verglichen mit den zuvor genutzten<br />
Tests heißt das konkret: <strong>Das</strong> KPS spürt auch<br />
kleinste Signaldämpfungen von zirka 5 dB<br />
auf, wo zuvor eine Streubreite von bis zu<br />
45 dB akzeptiert werden musste. Und wo früher<br />
im Schnitt eines von hundert Fahrzeugen<br />
mit einem Montagefehler durch die Kontrolle<br />
schlüpfte, ist sich Luy beim KPS sicher:<br />
„Hier finden wir alle Fehler.“ <strong>Das</strong> war für den<br />
Auftraggeber des Systems, nämlich die Produktionsplanung<br />
von Mercedes-Benz Cars,<br />
auch die Zielvorgabe.<br />
Robust und präzise Luys Abteilung hat das<br />
technische Konzept erarbeitet und die Prüf -<br />
einheit so ausgeklügelt entwickelt, dass sie<br />
auch unter den harten Einsatzbedingungen<br />
der Endmontage zuverlässig funktioniert.<br />
Zwei KPS finden sich im südafrikanischen<br />
Werk in East London, wo Hitze und hohe Luftfeuchtigkeit<br />
eine Herausforderung für deren<br />
Elektronik darstellen. Die sehr präzisen<br />
Hochfrequenzmessungen erfolgen zudem<br />
nicht im speziell abgeschirmten Labor, sondern<br />
eben in einer Montagehalle, wo aus der<br />
Sicht des Hochfrequenztechnikers geradezu<br />
ein babylonisches Signalwirrwarr herrscht.<br />
Inzwischen checken insgesamt 15 KPS-Einheiten<br />
in drei Mercedes-Benz-Werken die Telematikausrüstung<br />
der C- und der S-Klasse<br />
sowie das Infotainment-Equipment der bei-<br />
den Roadster SLK und SL. Betrieben werden<br />
die Test-Racks von den jeweiligen E/E-Montageabteilungen.<br />
Für den Support der laufenden<br />
Systeme sorgen die Spezialisten des<br />
Bereichs Technik, Diagnose, Produktion. Sie<br />
sind etwa gefragt, wenn, wie aktuell, der IS-<br />
Tester für die <strong>neue</strong> COMMAND-Telematikgeneration<br />
fit gemacht werden muss.<br />
Zielgerichtete Fehlersuche Die Vorteile des<br />
KPS liegen für Johann-Friedrich Luy nicht nur<br />
in der Wirtschaftlichkeit und hohen Prüfschärfe.<br />
So liefern die Ergebnisse indirekt sogar<br />
Hinweise, wenn Montageabläufe nicht<br />
optimal geplant werden. Und mithilfe seiner<br />
Ulmer Forscherkollegen aus dem Bereich Data<br />
Mining plant Johann-Friedrich Luy schon<br />
den nächsten Coup: „Wir wollen bei Fahrzeugen,<br />
die als fehlerhaft auffallen, aus dem<br />
Muster der Messungen Anhaltspunkte gewinnen,<br />
wo der Fehlerteufel steckt.“ Bislang<br />
ist dies eine langwierige Suche, abhängig<br />
auch von dem „Gespür“ des Prüfers.<br />
Am Beispiel einer Fehlfunktion des Handys<br />
macht Luy klar, wie diffizil die Fehlersuche<br />
ist: „Wo wollen Sie anfangen zu suchen?<br />
Beim Handy, bei der Docking-Station, beim<br />
Kabel oder der Verbindung zur Head Unit.<br />
Oder schauen Sie zuerst nach der Lenkradbedieneinheit,<br />
dem Antennenverstärker oder<br />
nach der Außenantenne und deren Verkabelung.<br />
Sie könnten aber auch den CAN- oder<br />
den MOST-Bus verdächtigen …“<br />
<br />
WEB-TIPP<br />
Als Zusatzinformationen zu diesem<br />
Beitrag finden Sie in HTR-online<br />
folgende Elemente:<br />
Infografik KPS<br />
Immer mehr Kommunikationskanäle<br />
erobern das Auto<br />
Mehrwert dank Data Mining<br />
www.daimler.com/innovation
H 2 H 2 H 2<br />
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H 2 H 2 H 2<br />
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H 2 H 2 H 662<br />
2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H 2 H 2 H 2 H 2<br />
H 2 H 2 H 2<br />
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H 2 H 2 H 2<br />
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H 2 H 2 H 2<br />
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H 2 H 2 H 2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H 2 H 2 H 2 H 2<br />
H 2 H 2 H REFLEKTOR<br />
2<br />
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H 2 H 2 H 2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H 2 H 2 H 2 H 2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H<br />
5 Fragen an ...<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Jeremy Rifkin<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H Wo kommen Ihnen die besten Ideen in den Sinn?<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 An den unmöglichsten Orten und bei allen erdenklichen Gelegen- H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 heiten. Viele Ideen kommen beim Lesen. Aber auch praktische H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Erfahrungen und Erlebnisse sind ergiebig.<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 In welcher Alltagsdisziplin würden Sie sich<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H als „Experten“ bezeichnen?<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H Ich sehe mich ganz und gar nicht als Exper-<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 ten. Ich bin Generalist.<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Welches Mysterium des Alltags bedarf H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 am dringendsten einer Klärung oder H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Lösung?<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H<br />
Es ist das Rätsel, weshalb es in der<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H menschlichen Natur angelegt ist, Empathie<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H für den anderen zu entwickeln. Es stimmt<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 zwar, dass Menschen auch materiell und utilita- H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 ristisch orientiert sind. Aber beide Eigenschaften H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 definieren den Menschen nicht vollständig.<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Warum verbringen wir immer mehr Zeit vor dem<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H Computer, obwohl diese immer schneller werden?<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H Wir haben E-Mails, Laptops, Smartphones und all die anderen<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 tollen Sachen, die nur mit dem Ziel entwickelt wurden, uns<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Zeit sparen zu helfen. Und hat man damit hinterher mehr Zeit? H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Natürlich nicht. Wir sollten uns nicht dem technischen<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Konzept der Maschineneffizienz unterwerfen.<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H<br />
Vertrauen Sie Ihre besten Ideen einer Maschine an,<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H oder notieren Sie Ihre Einfälle auf einem Blatt<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H Papier?<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Ich schreibe alle meine Ideen auf einen kleinen<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 gelben Notizblock. Ich habe gemerkt, dass die Ge- H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 schwindigkeit, mit der ich die Idee im Kopf entwickle, H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 eher mit der Geschwindigkeit zusammenpasst,<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 mit der ich den Gedanken zu Papier bringen kann.<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H<br />
^ JEREMY RIFKIN<br />
WEB-TIPP<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Jeremy Rifkin (geboren 1943 in Denver, und technologischen Fragen. Momentan <strong>Das</strong> vollständige Interview mit Rifkin, da- H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Colorado, USA) ist Gründer und Präsident berät der Autor von Büchern wie „Die H H2 H2 H2 H2 2- rin seine energiepolitischen Visionen für<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 der privatwirtschaftlichen Stiftung Foun- Revolution“ (2002) und „Der europäische Europa, lesen Sie bei HTR-online unter:<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H<br />
dation on Economic Trends in Washing- Traum“ (2004) unter anderem den EU-<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H ton, D.C. Er beschäftigte sich in den letz- Ratspräsidenten José Sócrates und das www.daimler.com/innovation<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H ten Jahrzehnten mit einer Reihe von Europäische Parlament in energiepoliti-<br />
2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 umweltpolitischen, wissenschaftlichen schen Zukunftsfragen.<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H 2 H 2 H 2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H 2 H 2 H 2 H 2<br />
H 2 H 2 H 2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H 2 H 2 H 2 H 2<br />
H 2 H 2 H 2<br />
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H 2 H 2 H 2 H 2
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Antriebs- und Fahrwerktechnik