VIRTUAL VEHICLE Geschäftsbericht 2009

CREATE ■ SIMULATE ■ INNOVATE 

Geschäftsbericht 

2011

Co-Simulation 

Fahrer-Mensch- 

Modellierung 

Validierung 

Fahrer-Fahrzeug- 

Umwelt 

NVH & Reibung 

Das umfassende Know-How und Potential des VIRTUAL VEHICLE in zahlreichen Bereichen 

der Fahrzeugtechnologie sowie das übergreifende Verständnis vom System Gesamtfahrzeug 

bilden die Kernkompetenz des Forschungszentrums. Somit ist das VIRTUAL VEHICLE in der 

Lage, neue Wege der virtuellen Fahrzeugentwicklung zu beschreiten. 

Quelle: VIRTUAL VEHICLE 

Impressum: 

Medieninhaber, Herausgeber, Verleger: 

Kompetenzzentrum 

Das Virtuelle Fahrzeug 

Forschungsgesellschaft mbH 

A-8010 Graz, Inffeldgasse 21/A 

Tel.: +43 (0)316-873-9001 

E-Mail: office@v2c2.at 

Web: www.v2c2.at 

Fotos: VIRTUAL VEHICLE, Industrie- und Forschungspartner, TU-Graz 

© 2012 VIRTUAL VEHICLE - Kompetenzzentrum Das Virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH, Graz, Austria 

Alle Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung vorbehalten. 

2 

Informations- 

Management 

Abbildung Umschlagseite hinten: 

Fahrzeug, Rad-/Schiene-Interaktion sowie Fahrweg 

bilden die Bereiche der Gruppe Rail Applications. 

Quelle: Siemens (Foto), VIRTUAL VEHICLE 

Energie-Management 

E-Mobility 

Batterie 

Integrale Sicherheit

Inhalt 

Vorworte 

Vorwort des Vorsitzenden der Generalversammlung und des Aufsichtsrates 4 

Vorwort des Vorsitzenden des Boards 5 

Vorwort des Wissenschaftlichen Leiters und des Geschäftsführers 6 

Fakten 

VIRTUAL VEHICLE im Überblick 8 

Personalentwicklung 9 

Organisationsstruktur 10 

Ausblick 2012/2013 / Corporate Governance 11 

Highlights 2011 12 

EU-Projekte - Übersicht 16 

Vision - Mission - Ziele 18 

Arbeitsbereiche im Überblick 19 

Arbeitsbereiche 

Area A - Information & Process Management 20 

Area B - Thermo- & Fluid Dynamics 26 

Area C - NVH & Friction 34 

Area D - Mechanics & Materials 42 

Area E - Electrics/Electronics & Software 50 

Finanzbericht 

Bilanz 2011 60 

Gewinn- und Verlustrechnung 2011 61 

Lagebericht 62 

Umsatzentwicklung 63 

Publikationen 

Beiträge in Fachzeitschriften und Konferenzberichten 64 

Buchbeiträge und Vorträge 66 

Bakkalaureatsarbeiten, Diplomarbeiten, Masterarbeiten und Dissertationen 67 

Organe und Partner 

Aufsichtsrat & Generalversammlung 68 

Strategy Board & Programmkomitee 69 

Wissenschaftlicher Beirat & Gesellschafter 70 

Fördergeber & Mitgliedschaften 71 

Unternehmenspartner 72 

Wissenschaftliche Partner 74 

Bei allen personenbezogenen Bezeichnungen gilt die gewählte Bezeichnung für beide Geschlechter. 

Inhaltsverzeichnis 

3

Spitzenforschung 

4 

Der Vorsitzende der Generalversammlung 

und des Aufsichtsrates 

Harald Kainz 

Die Anforderungen der Kunden an ein 

Fahrzeug steigen laufend. Mit einem 

breiten Wissensspektrum und Spitzenforschung 

in den Bereichen Mechanik, 

Mechatronik, Thermodynamik, Elektronik 

und Software sowie der gesamtheitlichen 

Sicht auf den Simulations- und 

Entwicklungsprozess nähern sich die 

Expertinnen und Experten des VIRTUAL 

VEHICLE dem sicheren, wirtschaftlichen 

und umweltfreundlichen Auto der Zukunft 

mit großen Schritten. 

Das VIRTUAL VEHICLE konnte auch im 

abgelaufenen Geschäftsjahr 2011 seine 

Position als führendes Forschungszentrum 

im Bereich innovativer Simulationstechnologien 

und virtueller Fahrzeugentwicklung 

weiter ausbauen. 

Weltweites Netzwerk 

Die am VIRTUAL VEHICLE exemplarisch 

vorexerzierte, breite Einbindung 

unterschiedlichster Universitäten und 

Fachhochschulen sowie führender Industrieunternehmen 

in Verbindung mit 

interdisziplinärem Know-How sowie 

einem umfangreichen Partnernetzwerk 

sucht in Europa ihresgleichen. In meiner 

Funktion als Rektor der TU Graz kann ich 

voller Überzeugung sagen: Die TU Graz 

ist stolz, Teil und Treiber dieser Erfolgsgeschichte 

zu sein! Denn das VIRTUAL 

VEHICLE bildet eine Symbiose, von der 

alle beteiligten Universitäts- und Unternehmenspartner 

profitieren: Neben 

universitärer Spitzenforschung und technischem 

Know-how bringt die TU Graz 

hochqualifizierte Arbeitskräfte und wissenschaftliche 

Infrastruktur wie Prüfstände, 

Labors und Werkstätten ein. Weltweit 

führende Industriepartner wiederum kennen 

die Ansprüche und Bedürfnisse ihrer 

Kundinnen und Kunden – Wissen, das in 

eine moderne Lehre einfließt und so den 

Studierenden zugute kommt. Gemeinsam 

produzieren wir Wissen „am Puls der Zeit“ 

mit gleichzeitigem Fokus auf den Markt. 

Die TU Graz als wichtiger 

Partner 

Die ausgezeichnete Kooperation mit der 

TU Graz und ihren Instituten spannt sich 

von der Betreuung der Diplomarbeiten 

und Dissertationen über die wissenschaftliche 

Bereichsleitung bis hin zur 

Entsendung von Mitgliedern in das Programmkomitee, 

Board, den Aufsichtsrat 

und die Generalversammlung des VIR- 

TUAL VEHICLE. 

Aus der engen Zusammenarbeit mit den 

Unternehmenspartnern am Standort 

Graz wie AVL, MAGNA Steyr Fahrzeugtechnik 

oder SIEMENS resultierten auch 

im Jahr 2011 hervorragende Forschungsleistungen 

sowohl in der Grundlagenforschung 

als auch in der Technologieentwicklung. 

Die ersten fünf Jahre als COMET Exzellenzzentrum 

sind eine Erfolgsstory. 

Neben den erbrachten Forschungsleistungen 

ist die höchst erfolgreiche 

Evaluierung des VIRTUAL VEHICLE im 

Frühjahr 2012 ein wesentlicher Indikator 

dieser Erfolgsstory – in deren Umfeld 

konnten Projektbudgets in der Höhe von 

100 Mio. EUR für die kommenden fünf 

Jahre gesichert werden. Die Nachfrage 

nach dem Know-How des VIRTUAL VE- 

HICLE ist also so groß wie nie. 

Als Vorsitzender des Aufsichtsrates gratuliere 

ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern 

sowie der Geschäftsführung zu 

den herausragenden Leistungen im Geschäftsjahr 

2011 sowie zur erfolgreichen 

Evaluierung der ersten K2-Förderperiode 

und bin vom weiteren Erfolg des eingeschlagenen 

Weges überzeugt! 

Univ.-Prof. Dr.techn. Harald Kainz 

Rektor der TU-Graz 

Vorsitzender der Generalversammlung 

Vorsitzender des Aufsichtsrates

Forschungskraftwerk 

Das VIRTUAL VEHICLE agiert an der 

Hauptschlagader des steirischen Stärkefeldes 

Mobilität „Auto-Schiene-Luftfahrt“ 

und hat sich zu einem wesentlichen 

Vordenker für die Mobilität der Zukunft 

entwickelt. Denn ein neues Zeitalter der 

Gesamtfahrzeugentwicklung erfordert 

die intelligente Kombination von numerischer 

und experimenteller Simulation 

- ein Kernbereich der Forschung, in dem 

sich das VIRTUAL VEHICLE durch eine 

fünfjährige Aufbauphase mittlerweile eine 

führende Position erarbeiten konnte. 

Die Fahrzeugindustrie ist eine der innovationsträchtigsten 

Sparten der Wirtschaft. 

In der Entwicklung waren Hersteller und 

Zulieferer von Fahrzeugen auch im vergangenen 

Jahr mehr denn je gefordert, 

intelligente und vor allem nachhaltige 

Lösungen zu entwickeln und damit den 

technologischen Vorsprung am Markt zu 

sichern. Eine herausfordernde Aufgabe, 

bei der das VIRTUAL VEHICLE auch 2011 

als High-Tech Partner in der Entwicklung 

von vielen Topfirmen nachgefragt wurde. 

COMET K2: Turbo für 

Wirtschaft und Forschung 

Das VIRTUAL VEHICLE hat sich mittlerweile 

zu einem veritablen Wirtschaftsfaktor 

entwickelt. Der große Zuwachs an 

Kooperationen zeigt sich auch im stetigen 

Interesse an der Zusammenarbeit und 

Der Vorsitzende des Boards 

der Forschungsleistung des VIRTUAL 

VEHICLE. 

Hochkarätige Kooperationen mit internationalen 

Big Playern der Automobilindustrie 

wie Audi, AVL, Bosch, BMW, Magna 

Steyr, MAN, Porsche, Renault, Siemens, 

Volkswagen und vielen anderen sowie 

führenden Universitäten, darunter das 

renommierte Massachusetts Institute of 

Technology (MIT), das Karlsruher Institut 

für Technologie (KIT) oder die Universidad 

Politécnica de Valencia festigen die 

ausgezeichnete Reputation des VIRTUAL 

VEHICLE als leistungsfähiges COMET 

K2 Exzellenzzentrum und wichtiger Innovationsmotor 

dieses Landes. 

Anwendungsforschung im internationalen 

Spitzenfeld gibt der gesamten Wirtschaft 

wichtige Impulse und liefert die Grundlagen 

und Ideen der Produkte von morgen. 

Dieser „Turbo“ für F&E und die Wirtschaft 

in der Steiermark und Österreich schafft 

und erhält Arbeitsplätze, Wissens- und 

Kompetenzzuwachs und damit einen 

nachhaltigen Standortvorteil im internationalen 

Wettbewerb. 

Ein erfolgreicher Kurs 

Die Überprüfung des COMET K2-Zentrums 

durch ein internationales Evaluatorenteam 

im Frühjahr 2012 verlief überaus 

positiv. Besonders beeindruckend 

war dabei die umfassende Unterstützung 

der Industrie- und Forschungspartner des 

Franz Wressnigg 

VIRTUAL VEHICLE, um die bisher so erfolgreiche 

Arbeit auch in Zukunft weiter 

fortführen zu können. 

Ich gratuliere dem Team von Geschäftsführer 

Jost Bernasch und dem Wissenschaftlichen 

Leiter Prof. Hermann Steffan 

zu den hervorragenden Forschungsleistungen 

und der glänzenden wirtschaftlichen 

Entwicklung, die das VIRTUAL 

VEHICLE im vergangenen Jahr erneut 

gezeigt hat und die Sie auf den folgenden 

Seiten im Detail dargelegt finden! Namens 

des Strategy Boards sichere ich der 

Geschäftsführung die volle Unterstützung 

der Boardmitglieder auch für die kommende 

Förderperiode zu und freue mich 

auf eine weitere, so erfolgreiche Zusammenarbeit! 

Dr.techn. Franz Wressnigg 

Vorsitzender des Board 

5

Kontinuierliches 

Wachstum 

Das Jahr 2011 war für das Kompetenzzentrum 

VIRTUAL VEHICLE sehr erfolgreich. 

Mit 21 Millionen Euro konnte ein 

Rekord beim Auftragseingang seit Bestehen 

des Zentrums verzeichnet werden. 

Seit der Gründung 2002 wurden über 100 

internationale Forschungsprojekte abgearbeitet. 

Der Mitarbeiterstand hat sich 

zum Jahreswechsel 2012 auf 200 Mitarbeiterinnen 

und Mitarbeiter erhöht. Durch 

die Zusagen seitens der Forschungspartner 

aus Industrie und Wissenschaft kann 

in den kommenden Jahren 2013-2017 ein 

Projektvolumen in der Höhe von rund 100 

Millionen Euro realisiert werden. 

Erfolgreiche Forschungsbilanz 

Der Weg zum sicheren, umweltfreundlichen 

und leistbaren Fahrzeug der Zukunft 

stellt eine große Herausforderung 

dar. Das VIRTUAL VEHICLE stellt dafür 

hoch vernetzte Fachbereiche zu aktuellen 

Forschungsthemen wie Elektronik 

und Energie-Management, Fahrzeugsicherheit 

oder Gesamtfahrzeug-Simulation 

sowie ein umfangreiches Spektrum 

an Technologien wie Co-Simulation oder 

hybride Absicherung bereit. 

Die erfolgreiche Forschung an den 

Schwerpunkten E-Mobilität, Optimierung 

von Motoren (z.B. CO2-Reduzierung) und 

6 

Wissenschaftlicher Leiter und 

Geschäftsführer 

Hermann Steffan / Jost Bernasch 

Leichtbau/Sicherheit wurde kontinuierlich 

vorangetrieben. Die Kombination von 

numerischer Simulation und experimenteller 

Simulation (Versuch) führte zu Forschungsergebnissen, 

die Kunden in die 

Lage versetzen, neue Wege der virtuellen 

Fahrzeugentwicklung zu beschreiten. 

Die Entwicklung innovativer Simulationsmethoden, 

spezielle Kompetenzen in 

einzelnen CAE-Themen wie auch das 

übergreifende Verständnis vom System 

Gesamtfahrzeug bilden die Kernkompetenz 

des VIRTUAL VEHICLE. In den unterschiedlichsten 

Bereichen konnte das 

VIRTUAL VEHICLE auch 2011 wieder 

beeindruckende Forschungsleistungen 

erbringen. Einen detaillierten Überblick 

bieten die Berichte aus den einzelnen 

Forschungsbereichen. 

Innovative Forschungsthemen 

Aus der intensiven Erforschung der Themenbereiche 

Modellbibliothek und Co- 

Simulation resultiert eine umfangreiche 

Verbesserung der am VIRTUAL VEHICLE 

entwickelten Co-Simulationsplattform 

ICOS. ICOS integriert, koppelt und synchronisiert 

verschiedene gängige Simulationswerkzeuge. 

Der erfolgreiche Einsatz 

reicht von der Optimierung der Lebensdauer 

von Batterien in Hybrid-Fahrzeugen 

bis zur Analyse von integralen Sicherheitssystemen. 

Dieses intelligente 

Verknüpfen und Verstehen verschiedener 

Simulationen hat sich zur „Königsklasse“ 

der virtuellen Entwicklung herausgestellt, 

und ermöglicht es, teure Hardware-Prototypen 

zu reduzieren. 

ICOS war auch zentrales Werkzeug bei 

dem Projekt in enger Zusammenarbeit 

mit der Porsche AG, der AVL List GmbH, 

dem Magna Powertrain ECS Engineering 

Center Steyr sowie dem Institut für Verbrennungskraftmaschinen 

und Thermodynamik 

der TU Graz. Das Projektteam 

erstellte ein Gesamtfahrzeugmodell zur 

Beurteilung von Thermomanagement- 

Maßnahmen in der frühen Phase der 

Entwicklung von Verbrennungskraftmaschinen 

und Antriebssträngen. Durch 

die Nutzung der Co-Simulation kann ein 

umfassendes Gesamtfahrzeugmodell 

die Auswirkungen von Thermomanagement-Maßnahmen 

in frühen Phasen der 

Entwicklung beschreiben. Damit können 

Prüfstandsversuche reduziert, die Entwicklungszeit 

verkürzt und Entwicklungskosten 

reduziert werden. 

Im Rahmen des EU-Projekts E-VEC- 

TOORC („Electric-Vehcile Control of 

individual wheel Torque for On- and Off- 

Road Conditions“) wiederum arbeitet das 

VIRTUAL VEHICLE im Bereich Elektromobilität 

gemeinsam mit europäischen 

Autoherstellern wie Jaguar, Land Rover 

und Skoda und Universitäten aus fünf 

Ländern an der Erhöhung von Sicherheit, 

Komfort und Fahrspaß von E-Autos.

Einen vielbeachteten Erfolg stellt die Entwicklung 

eines völlig neuen Crashtest- 

Dummies in Kooperation mit dem Frank- 

Stronach-Institut für Fahrzeugsicherheit 

der TU Graz dar. Der Dummy wurde 

virtuell am Computer mit Muskeln und 

menschlichen Reaktionsmustern ausgestattet. 

So konnten völlig neue Erkenntnisse 

über Unfälle und deren Folgen bzw. 

Vermeidung gewonnen werden. Diese 

herausragenden Einsichten werden sich 

in Zukunft auf Sicherheitssysteme wie 

Airbag und Gurtstraffer auswirken. 

Auf der Internationalen Automobil-Ausstellung 

(IAA) präsentierte das VIRTUAL 

VEHICLE eine hoch innovative Neuentwicklung 

auf dem Gebiet der Messdatenerfassung. 

Das autonome, mobile und 

drahtlose Erfassungssystem „ViFDAQ“ 

eignet sich hervorragend für den Einsatz 

bei komplexen Messaufgaben. Die Anwendungsgebiete 

des ViFDAQ sind nicht 

auf den Automotive-Bereich beschränkt 

sondern reichen von Windkraftanlagen 

und Kraftwerken über Industrieanwendungen 

und Prozesse bis in den Medizinbereich, 

z.B. Hüftgelenke, die auf ihre 

Funktionalität hin überprüft werden können. 

Dies sind nur einige der aktuellen Forschungserfolge 

am VIRTUAL VEHICLE. 

Internationale Sichtbarkeit 

Neben anspruchsvollen Forschungsleistungen 

konnten im vergangenen 

Geschäftsjahr auch eine Reihe neuer 

Kooperationen mit Industrie- und Forschungspartnern 

abgeschlossen werden. 

Deren Liste liest sich wie ein Who is Who 

der Branche und umfasst mittlerweile 

über 100 Partner. 

Mit mehr als 15 internationalen EU-Projekten 

(drei davon als Projektkoordinator) 

hat sich das VIRTUAL VEHCILE auch auf 

EU-Ebene als stark nachgefragte Forschungseinrichtung 

etabliert. 

Die wachsende Anzahl intensiver Partnerschaften 

bestätigt das nachhaltige Interesse 

an der Zusammenarbeit und der 

herausragenden Forschungsleistung des 

VIRTUAL VEHICLE. 

Bereits zum vierten Mal veranstaltete das 

VIRTUAL VEHICLE gemeinsam mit der 

TU Graz das „Grazer Symposium Virtuelles 

Fahrzeug“ (GSVF): Führende Fahrzeughersteller 

und hochrangige Experten, 

Entwickler und Softwarespezialisten 

präsentierten neueste Forschungsergebnisse 

und widmeten sich der Frage, wie 

effiziente Konzeptentwicklung von Fahrzeugen 

heute und zukünftig aussieht. Das 

GSVF verzeichnete im Jahr 2011 einen 

Teilnehmerzuwachs von über 25 Prozent 

und stellte damit seine wichtige Rolle bei 

Themen der virtuellen Fahrzeugentwicklung 

eindrucksvoll unter Beweis. 

Ohne die hervorragenden Leistungen 

und den motivierten Einsatz aller Mitarbeiterinnen 

und Mitarbeiter des VIRTUAL 

VEHICLE hätten wir diese Erfolge im vergangenen 

Geschäftsjahr nicht erreichen 

können - Ihnen gilt unser herzlicher Dank! 

In das neue Geschäftsjahr blicken wir 

hochmotiviert und freuen uns darauf, 

neue Ideen zu entwickeln, um die ambitioniert 

gesteckten Ziele für die kommenden 

Jahre zu erreichen. 

Dr. rer. nat. Jost Bernasch 

Geschäftsführer 

Univ.-Prof. 

Dr.techn. Hermann Steffan 

Wissenschaftlicher Leiter 

7

VIRTUAL VEHICLE im Überblick 

VIRTUAL VEHICLE 

im Überblick 

Das VIRTUAL VEHICLE am Standort 

Graz/Österreich arbeitet als international 

etabliertes Forschungs- und Entwicklungszentrum 

an den Fahrzeugkonzepten 

der Zukunft. 

Basierend auf der langfristig geförderten 

Spitzenforschung durch das COMET K2 

Programm ist eine international anerkannte 

Forschungseinrichtung am Standort 

Graz entstanden, welche die Entwicklung 

der Fahrzeugkonzepte von morgen 

vorantreibt. 

Rund 200 Experten bieten fundiertes und 

weitreichendes Know-how im Bereich virtuelle 

Entwicklung, übergreifende Simulation 

und funktionale Prototypenerprobung 

bis hin zur Validierung neuer Konzepte 

und Methoden. Die Expertise umfasst 

aufbauend auf der Entwicklung der Komponenten 

und dem Leichtbau bei neuen 

8 

und innovativen Fahrzeugkonzepten besonders 

die effiziente Gesamtfahrzeugentwicklung. 

In Kooperation mit der TU 

Graz steht dafür eine umfassende Test- 

und Prüfstands-Infrastruktur konzentriert 

an einem Standort zur Verfügung. 

Das VIRTUAL VEHICLE schafft eine effiziente 

Brücke zwischen universitärer 

Forschung und industrieller Entwicklung. 

Durch die enge Kooperation mit renommierten 

Universitäten (allen voran mit 

der TU Graz als bedeutendsten wissenschaftlichen 

Partner) und führenden Industrieunternehmen 

wird eine neue Form 

der Kooperation realisiert. 

Das hochkarätige internationale Netzwerk 

des VIRTUAL VEHICLE umfasst mittlerweile 

mehr als 80 Industriepartner (u.a. 

Audi, AVL, Bosch, BMW, Daimler, Doppelmayr, 

Liebherr, Magna Steyr, MAN, 

Porsche, Siemens, Volkswagen) sowie 

über 30 universitäre Forschungsinstitute 

weltweit. Die starke internationale Veran- 

kerung des VIRTUAL VEHICLE auf dem 

wissenschaftlichen Parkett einerseits und 

die Kooperation mit Premium-Partnern 

der Automobil- und Rail-Industrie andererseits 

ist eine der wichtigsten Voraussetzungen 

für eine zukunftsweisende 

und anwendungsorientierte Forschung. 

Dieser Brückenschlag des österreichischen 

Forschungszentrums gestaltet 

sich besonders erfolgreich, da die fachliche 

Ausweitung der Zusammenarbeit 

mit internationalen Forschungspartnern 

als Ergänzung zum wissenschaftlichen 

Fundament der Institute der TU Graz erfolgreich 

gelingt. Zu den internationalen 

wissenschaftlichen Partnern zählen klingende 

Namen: Massachusetts Institute of 

Technology (MIT), Universidad Politécnica 

de Valencia, KU Leuven, TU München, 

KIT Karlsruhe, University of Sheffield 

sowie das Centre de Recherche Informatique 

de Montreal. 

Die Kernaufgaben werden in den fünf 

Forschungsbereichen Information & 

Process Management, Thermo- & Fluid 

Dynamics, NVH & Friction, Mechanics & 

Materials, sowie E/E & Software bearbeitet. 

Durch zentrale Leadthemen wie z.B. 

Integrale Entwicklungsthemen (Sicherheit, 

Komfort, Energie, Leichtbau, Batterie, 

Antriebsstrang), Co-Simulation oder 

Methoden in der Konzeptphase werden 

übergreifende Aspekte umgesetzt. 

Die Aufgabenstellung der Projekte in der 

industrienahen Forschung für die Automotive- 

und Rail-Industrie adressiert damit 

sowohl Einzelkomponenten als auch 

komplexe integrierte Systeme. 

Weitere Informationen: 

www.v2c2.at

Entwicklung der 

Human Ressourcen 

Infolge des guten Verlaufs der Geschäftstätigkeit 

im Berichtsjahr 2011 erhöhte sich 

der Personalstand von Ende 2010 bis 

Ende 2011 um rund 14% auf 184 Mitarbeiter 

und Mitarbeiterinnen und steigerte 

sich im dritten Quartal 2012 auf 211. Die 

internationale Ausrichtung des VIRTUAL 

VEHICLE spiegelt sich auch in der Belegschaft 

wider. Rund 20% der Mitarbeitenden 

haben eine nicht-österreichische 

Herkunft. 

Seit drei Jahren engagiert sich das VIR- 

TUAL VEHICLE auch in der Lehrlingsausbildung. 

Zurzeit beschäftigt das VIRTUAL 

VEHICLE fünf Lehrlinge, die im kaufmännischen 

und im IT-Bereich tätig sind. 

Karriereoptionen 

In Orientierung am K2-Antrag des VIR- 

TUAL VEHICLE wurde im Jahr 2010 ein 

Karrierekonzept mit dualen Karrierewegen 

im Unternehmen etabliert, das in 

gleicher Weise neben einer technischwissenschaftlichen 

auch eine organisatorisch-führungstechnische 

Karriere am 

Zentrum ermöglicht. 

In diesen flexiblen, den Bedürfnissen der 

Forscher und Forscherinnen angepassten 

Karrierewegen besteht die Möglichkeit, 

ab dem Level „Senior Researcher“ eine 

fachliche Vertiefung über den „Lead Researcher“ 

bis zum „Key Researcher“ zu 

wählen oder sich für die Übernahme von 

Führungsverantwortung und organisatorischen 

Aufgaben zu entscheiden. 

Um die Mitarbeiter bei Ihrer Karriereentwicklung 

bestmöglich zu fördern und 

zu fordern, wurde ein den Herausforde- 

rungen jedes Karrierelevels entsprechendes 

Schulungs- und Weiterbildungskonzept 

entwickelt. 

Führungskräfte und Nachwuchsführungskräfte 

können z.B. am VIRTUAL VEHI- 

CLE Leadership-Network teilnehmen, um 

auch in ihrem Arbeitsalltag immer wieder 

Impulse zum Thema Führung und soziale 

Kompetenz zu erhalten. Regelmäßige 

Veranstaltungen rund ums Thema „Führung“ 

laden zum Netzwerken sowie Erfahrungsaustausch 

ein und regen neue 

Ideen an. 

Förderung von Frauen im 

technisch-wissenschaftlichen 

Bereich 

Die im Rahmen des FEMtech-Projektes 

GEOS bereits implementierten Maßnahmen 

(Newsletter, Netzwerktreffen, 

PE-Maßnahmen etc.) werden weiterhin 

umgesetzt, wobei der Schwerpunkt 

im ersten Halbjahr 2011 vor allem darauf 

gelegt wurde, das Interesse von 

Schülerinnen und Studentinnen an der 

technisch-wissenschaftlichen Arbeit zu 

Personalentwicklung 

Stand: August 2012 

Personalentwicklung 

wecken. Ein spezielles Augenmerk wurde 

auf das Gewinnen von Praktikantinnen 

und Diplomandinnen gelegt. Die Maßnahmen 

waren sehr erfolgreich, denn das 

VIRTUAL VEHICLE konnte im Sommer 

2011 sechs Praktikantinnen im technischwissenschaftlichen 

Bereich anstellen. 

Diese Anzahl konnte im Jahr 2012 sogar 

verdoppelt werden. 

Im Rahmen eines EU-Pilot-Projektes mit 

dem Titel „good NEWSS“ wurde ein Mentoring-Konzept 

unter Berücksichtigung 

von Gender Mainstreaming-Aspekten 

am VIRTUAL VEHICLE umgesetzt. Jeder 

neue Mitarbeiter und jede neue Mitarbeiterin 

bekommt einen Mentor/eine 

Mentorin zur Seite gestellt, um so ein 

reibungsloses Einleben am VIRTUAL VE- 

HICLE in den ersten sechs Monaten zu 

unterstützen. Für diese Aufgabe wurden 

die MentorInnen unter Berücksichtigung 

von Gender- und Diversity-Aspekten ausgebildet. 

Ziel ist es, die Anzahl der Frauen am VIR- 

TUAL VEHICLE im technischen Bereich 

in den nächsten 5 Jahren zu verdoppeln. 

9

Organisationsstruktur 

Organisationsstruktur des VIRTUAL VEHICLE 

Fünf Forschungsbereiche 

Schwerpunkt des ambitionierten Forschungsprogramms K2- 

Mobility ist die Entwicklung neuer wissenschaftlicher Methoden 

und Technologien, um die “Optimierung des Gesamtfahrzeugs 

als System” zu realisieren. 

Das Ziel des VIRTUAL VEHICLE - die Kombination von multidisziplinärer 

Optimierung mit einem integrierten virtuellen Entwicklungsansatz 

- wird in fünf Forschungsbereichen erarbeitet: 

Area A - Information & Process Management, Area B - Thermo- & 

Fluid Dynamics, Area C - NVH & Friction, Area D - Mechanics & 

Materials, sowie Area E - E/E & Software. 

Das starke Wachstum des VIRTUAL VEHICLE in 2010 bis 2011 

stellte neue Anforderungen an das Zentrums-Management und 

die -administration. Der Bereich Organisation und Business 

Development wie auch das Finanzwesen wurden diesen geänderten 

Anforderungen angepasst. 

RAIL 

OOrganisation i ti 

Interddepartmental 

Fuunction 

Dr. Micchael 

Scchmeja 

RAIL 

Head of Area 

Scientific Head of Area 

Interrdepartm 

mental Function F n MI 

Dr. Berrnd 

Facchbach 

MI 

Multidisciplinary 

Integration g 

General Assembly 

Rector Prof. Harald Kainz 

Strategy Board 

Managing Director 

Dr Dr. Fran Franz Wressnigg Dr Dr. Jost Bernasch 

Controlling & Reporting 

DI Gerhard Zrim, ppa 

SSupervisory i BBoard d IInternational t ti l Scientific S i tifi 

Rector Prof. Harald Kainz 

Advisory Council 

Scientific Director 

Prof. Hermann Steffan 

Program Committee 

Organisation & Business Dev. 

Dr. Aldo Ofenheimer, ppa 

Area A 

Area B 

Area C 

Area D 

Area E 

INFORMATION & 

PROCESS 

MANAGEMENT 

Dr. Michael Schmeja 

Dr Dr. Bernd Fachbach 

K2 non-K 

THERMO- & 

FLUID 

DYNAMICS 

DI Günter Lang 

Dr Dr. Michael Nöst 

K2 non-K 

NVH & MECHANICS & E/E & 

FRICTION MATERIALS SOFTWARE 

Dr. Anton Fuchs 

Eugène Nijman, MSc 

K2 non-K 

Dr. Andreas Rieser 

Dr Dr. Wolfgang Sinz 

K2 non-K 

Dr. Daniel Watzenig 

Dr Dr. Daniel Watzenig 

K2 non-K 

July 2012 Virtual Vehicle © disclosure or duplication without consent prohibited 

1 

10 

Querschnittsfunktionen MI 

Die Querschnittsfunktion MI (Multidisziplinäre Integration) widmet 

sich der organisatorischen, methodischen und systemorientierten 

Vernetzung am VIRTUAL VEHICLE. Ziel ist es, 

gesamtheitliche Zusammenhänge der Fahrzeugentwicklung in 

die Forschung zu integrieren sowie die methodische und systemtechnische 

Zusammenführung und Integration der Forschungsthemen 

am VIRTUAL VEHICLE sicherzustellen. 

Querschnittsfunktion Rail 

Graz darf sich getrost als Hochburg der Eisenbahnforschung 

bezeichnen. Das VIRTUAL VEHICLE trägt dem durch eine eigene 

Querschnittsfunktion „Rail“ Rechnung, wo in nahezu allen 

Forschungsbereichen Projekte mit „Rail“-Bezug laufen. Das 

Herzstück bildet dabei die Area D, in der ein rund 20-köpfiges 

Team auf dem Gebiet der Vehicle Dynamics arbeitet. Erklärte 

Kernkompetenz ist die Rad/Schiene-Interaktion. 

Stand: August 2012

Ausblick auf die Forschungsjahre 2012/2013 

Der Kurs für die kommenden Forschungsjahre des VIRTUAL 

VEHICLE wird geprägt sein durch die weitere Vertiefung von 

disziplin-übergreifenden Themenstellungen auf dem Weg zum 

Gesamtziel, eine Spitzenstellung im Bereich Gesamtfahrzeugsimulation 

und CAE-Integration zu erlangen. Schritte in diese 

Richtung bilden die Schärfung der Kompetenzen in den technischen 

Teildisziplinen sowie eine inhaltliche Fundierung der 

Systemsimulation mit Blick auf Gesamtfahrzeugaspekte. 

Internationale Ausrichtung 

Die stärkere internationale Ausrichtung und Verankerung des 

VIRTUAL VEHICLE auf dem wissenschaftlichen Parkett stellt 

ebenfalls einen wichtigen Aspekt auf dem Weg zum international 

anerkannten Forschungszentrum für Fahrzeugsimulation dar. 

Dazu gehört auch die fachliche Ausweitung der Zusammenarbeit 

mit internationalen Forschungspartnern als Ergänzung zu 

unserem wissenschaftlichen Fundament durch die Institute der 

TU Graz. Die Verstärkung der Aktivitäten in Süddeutschland als 

auch in Kanada (Montreal) verhelfen dem Standort Graz zu mehr 

Sichtbarkeit und neuen Möglichkeiten. 

Zukunftssicherung 

Mit einer Größe von mehr als 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern 

gewinnen effiziente interne Abläufe, etabliertes Pro- 

Compliance am VIRTUAL VEHICLE 

Der Begriff Compliance (Regelüberwachung) bezeichnet die Gesamtheit 

aller zumutbaren Maßnahmen, die das regelkonforme 

Verhalten einer Organisation und seiner Mitarbeiterinnen und 

Mitarbeiter im Hinblick auf alle gesetzlichen Ge- und Verbote 

begründen. 

Darüber hinaus soll die Übereinstimmung des unternehmerischen 

Geschäftsgebarens auch mit allen gesellschaftlichen 

Richtlinien und Wertvorstellungen, mit Moral und Ethik gewährleistet 

werden. 

Ausblick 2012/2013 

Corporate Governance 

jektmanagement und Sicherung der Ergebnisqualität weiter an 

Relevanz. Abgestimmt auf diese Unternehmensgröße sind entsprechende 

Maßnahmen eingeleitet und werden Schritt für Schritt 

umgesetzt. Der interne Aufbau von Nachwuchsführungskräften, 

die Rekrutierung von einzelnen, erfahrenen Personen sowie die 

Etablierung einer zweistufigen Aufbauorganisation durch Gruppenstrukturierung 

in den Areas sind dabei wichtige Bausteine, 

um ein schlankes aber dennoch effizientes Forschungsunternehmen 

zu etablieren. Mit Anfang 2012 stand schließlich die Evaluierung 

des Zentrums an. Die erfolgreiche Absolvierung bildete die 

Voraussetzung für die Förderung in den folgenden fünf Jahren 

bis Ende 2017. Die Vorbereitungen erfolgten intensiv 2011, darin 

eingebunden war eine abgestimmte Strategieentwicklung. 

Innovationstreiber 

Als Innovationstreiber für die Automotive- und Rail-Industrie 

befasst sich das VIRTUAL VEHICLE mit den Fahrzeugen von 

morgen. Wir liefern Konzepte und Methoden für neue Spitzentechnologie. 

Die umfangreiche und langfristig gesicherte, unbürokratische 

Förderung ermöglicht es, neue Technologiethemen 

bei zugleich kalkulierbarem Risiko anzugehen und innovative 

Wege beherrschbar zu machen. Das VIRTUAL VEHICLE wird 

seine Kunden hierbei auch in den nächsten Jahren zuverlässig 

unterstützen. 

Die Einführung der Thematik Compliance am VIRTUAL VEHICLE 

erfolgte über einen Compliance Officer der Siemens AG Österreich, 

eine Schulung der Führungskräfte wurde durchgeführt. 

Zur organisatorischen Verankerung wurde in weiterer Folge ein 

Compliance Officer am VIRTUAL VEHICLE ernannt und mit der 

Erstellung eines adäquaten Compliance-Konzeptes beauftragt. 

Ein dem Unternehmen angepasstes Kommunikations- und Kontrollsystem 

wird etabliert. 

11

Highlights 2011 

Highlights des 

Forschungsjahres 2011 

Stärkung des hochkarätigen K2-Partnernetzwerks 

Im Forschungsjahr 2011 konnten weitere starke Partner für das 

K2-Forschungsvorhaben gewonnen werden, darunter das AIT 

Austrian Institute of Technology, die Johannes Kepler Universität 

Linz, die TU Clausthal, die TU Darmstadt oder die Auto Mobil 

Forschung Dresden (AMFD) aus dem deutschsprachigen Raum, 

die internationalen Forschungsinstitutionen wie die Loughborough 

University (GB), die Universidad Politécnica de Valencia 

(E), das Centre de Recherché Informatique de Montréal CRIM 

(CDN), die Université de Sherbrooke (CDN) als auch die St. Petersburg 

State Polytechnical University (RUS) forschen seit 2011 

gemeinsam mit dem VIRTUAL VEHICLE. 

Das Netzwerk des VIRTUAL VEHICLE umfasst damit nun über 

100 Partner, die das ambitionierte K2-Mobility-Forschungsprogramm 

mitgestalten. 

Auch die Universidad Politécnica de Valencia zählt seit 2011 zu 

den wissenschaftlichen Partnern des Unternehmens. Mit dem Institut 

„CMT - Motores Térmicos“ konnte VIRTUAL VEHICLE ein 

weltweit renommiertes Forschungsteam im Bereich der nichtintrusiven 

Lasermesstechniken für eine Kooperation gewinnen. 

12 

Zur Validierung der im Projekt entstehenden und weiterentwickelten 

Simulationsmodelle werden neue Methoden zur komponentenselektiven 

Auswertung der Spraycharakeristik erforscht. 

Weitere Projektpartner sind die AVL List GmbH, die OMV Refining 

& Marketing GmbH sowie das IVT/ TU-Graz. 

Die Neuzugänge an Industriepartner sind die deutsche Bundesanstalt 

für Straßenwesen (BASt), die Continental Reifen Deutschland 

GmbH, die IAT Ingenieurgesellschaft für Automobiltechnik, 

die Schweizerischen Bundesbahnen SBB, Peugeot Citroen Automobiles 

SA sowie die ESI Engineering System International. 

4. Grazer Symposium Virtuelles Fahrzeug (GSVF) 

Das von VIRTUAL VEHICLE und der TU Graz zum nunmehr 

vierten Mal veranstaltete Expertentreffen konnte im Jahr 2011 

einen beeindruckenden Teilnehmerzuwachs von über 25 Prozent 

verzeichnen. Das GSVF stand ganz im Zeichen neuer Ansätze 

für eine effiziente Konzeptdefinition von Fahrzeugen. 

Keynotes von arrivierten Experten wie Detlef Helm (BMW), Prof. 

Stefan Hiermaier (EMI Freiburg), Daniel Armbruster (Porsche) 

oder Gotthard Rainer (AVL) sowie eine Reihe von weiteren hochkarätigen 

Fachvorträgen beleuchteten innovative Lösungsansätze, 

Anwendungsmethoden und Werkzeuge der zukünftigen Konzeptentwicklungsphase 

für Fahrzeuge von morgen.

Ein absolutes Highlight der begleitenden Fachausstellung war 

ein skaliertes Modellfahrzeug des VIRTUAL VEHICLE als Ansatz 

zur verifizierten Gesamtfahrzeug-Simulation, an dem sich 

die virtuelle Co-Simulation von wesentlichen Fahrzeugkomponenten 

wie Batterie, Kühlsystem, Energieverwaltung, Antriebsstrang 

und Leistungselektronik in einem realen Versuchsaufbau 

(Maßstab 1:5) beobachten lässt. 

SAE International Präsident in Graz 

Der Präsident der Society of Automotive Engineers (SAE), 

Richard Kleine besuchte Ende Mai 2011 das VIRTUAL VEHICLE, 

um eine Kooperationsvereinbarung zwischen SAE International 

und VIRTUAL VEHICLE zu unterzeichnen. 

Durch diese Vereinbarung wird die seit 2006 laufende, erfolgreiche 

Zusammenarbeit für den Grazer ISNVH Congress (International 

Styrian Noise, Vibration & Harshness Congress) für die 

Zukunft gefestigt und ausgebaut. 

Safety Update Graz 

Bereits zum sechsten Mal veranstaltete die deutsche carhs. 

training in Kooperation mit dem Vehicle Safety Institute der TU 

Graz (VSI) und VIRTUAL VEHICLE das Grazer SafetyUpdate 

im Frank Stronach Institut auf den Inffeldgründen. Hochkarätige 

Referenten, darunter der Präsident Euro NCAP, Professor Andre 

Seeck, Professor Norbert Schaub von der Daimler AG und Dr. 

Axel Hänschke von Ford diskutierten über alle wichtigen Neuerungen 

zum Thema Fahrzeugsicherheit - von neuesten Anforderungen 

und Methoden bis hin zu Entwicklungsstrategien. 


Das VIRTUAL VEHICLE lud die Teilnehmerinnen und Teilnehmer 

des Safety Update zur festlichen Abendveranstaltung in der Aula 

der Technischen Universität Graz. 

Wissenschaftliche Verankerung 

Eine Reihe von Kongressen und Fachtagungen wurden auch 

2011 wieder durch Forscherinnen und Forscher des VIRTUAL 

VEHICLE als Publication Reviewer, Conference Chair, Scientific 

bzw. Program Committee beschickt, u.a.: 

• SAE Noise & Vibration 2011 (H. Priebsch) 

• 8 th International Conference and Workshop on Numerical 

Simulation of 3D Sheet Metal Forming Processes 

(A. Ofenheimer) 

• 14 th International ESAFORM Conference on Material Forming 

(A. Ofenheimer) 

• 40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“ (M. Schmeja) 

• 2011 IEEE International Conference on Virtual Environment, 

Human-Computer Interface and Measurement 

Systems (A. Fuchs) 

• 5 th International Conference on Sensing Technology 2011 

(D. Watzenig) 

Lehrtätigkeiten 

Die Einbindung der Forscherinnen und Forscher des VIRTUAL 

VEHICLE in verschiedene Lehrtätigkeiten stärkte im Jahr 2011 

die wissenschaftliche Verankerung des Unternehmens. Zahlreiche 

Vorlesungen und Übungen an der TU Graz, der FH Joanneum 

und am FH CAMPUS02 behandelten Themengebiete 

wie Virtuelle Produktentwicklung, Prozessmesstechnik und 

13


Prozessinstrumentierung, Kunst- und Verbundwerkstoffe, Motor- 

und Fahrzeugakustik, Digitale Regelungstechnik, Embedded Automotive 

Software oder auch das Management von Kooperation 

im Lehrgang für Innovationsmanagement. 

Die Lehrveranstaltung „Virtual Product Development“ an der TU 

Graz mit den Vortragenden Prof. Hermann Steffan, Dr. Mario Hirz 

und Dr. Jost Bernasch ging in die zweite Auflage. 

Mit ihrer Vorlesung zur Fahrzeug-Fahrweg-Interaktion bei Schienenfahrzeugen 

konnten Dr. Arno Eichberger, Dr. Klaus Six, Dr. 

Martin Rosenberger und Dr. Bernd Luber diesen Forschungsschwerpunkt 

des VIRTUAL VEHICLE ebenfalls prominent an der 

TU Graz verankern. 

EU-Projekt SOMABAT (Projektstart Februar 2011) 

Umweltfreundlichere, sichere und leistungsfähigere Hochleistungs-Lithiumpolymer 

Akku-Technologie speziell für E-Fahrzeuge 

zu entwickeln – dieses Ziel verfolgen die insgesamt 13 

Partner des europäischen Forschungs-Konsortium im EU-Projekt 

SOMABAT (Solid Materials for high power Li polymer Batteries). 

Schwerpunkte liegen vor allem im Durchbruch bei wiederverwertbaren 

festen Materialen wie Anode, Kathode und Polymerelektrolyt, 

in der Entwicklung von Alternativen für das Recycling 

dieser Komponenten sowie in einer kompletten Lebenszyklus- 

Analyse der Batterie. Das VIRTUAL VEHICLE übernimmt die 

Modellierung und Optimierung der im Rahmen des Projektes neu 

zu entwickelnden Zellen. 

An SOMABAT beteiligt sind neben dem VIRTUAL VEHICLE die 

Projektpartner Energy Technology Institute (ITE), University of 

Liège, Kiev National University of Technology & Design (KNUTD), 

14 

Institute of Chemistry Timisoara of the Romanian Academy (ICT), 

Cleancarb, CSIC, RECUPYL Ltd, ACCUREC Recycling GmbH, 

Lithium Balance, CEGASA, Umicore und Atos Research & Innovation 

(ARI). 

EU-Projekt E-VECTOORC (Projektstart Februar 2011) 

Das Projekt E-VECTOORC vereint europäische Fahrzeughersteller 

und Universitäten, um Elektrofahrzeuge sicherer und komfortabler 

zu machen und ganz nebenbei auch gleich den Fahrspaß 

zu erhöhen. VIRTUAL VEHICLE steuert seine umfassende Expertise 

im Bereich Simulation und Modellierung bei und mit Jaguar 

/ Land Rover und Škoda bringen zwei renommierte europäische 

Automobilhersteller ein weites Spektrum an verschiedenen 

Fahrzeugtypen in dieses Forschungsprojekt ein. 

Im Brennpunkt stehen u.a. die Reduktion von Energieverbrauch 

und Bremsweg sowie eine bessere Beschleunigung. Die Entwicklungsansätze 

zielen auf eine Regelung der Fahrzeugdynamik 

durch Kombination von Längs- und Quer-Torque-Vectoring 

sowie eine verbesserte Regelung des Rekuperationsverhaltens 

(Energierückgewinnung beim Bremsen), des Antiblockiersystems 

(ABS) und der Traktionskontrolle (TC) mittels einer neuartigen, 

hochfrequenten Modulation der Radmomente. 

EU-Projekt ENFASS (Projektstart Juli 2011) 

Das auf drei Jahre angesetzte EU-Forschungsvorhaben EN- 

FASS (Enhanced Formality Assessment of AHSS Sheets) wird 

durch den „Research Fund for Coal and Steel“ (RFCS) gefördert 

und vom VIRTUAL VEHICLE geleitet.

In Zusammenarbeit mit voestalpine Stahl, Tata Steel Nederland 

Technology, Daimler und DYNAmore sowie der Universität 

Twente (NL) soll die Anwendung von modernen, höchstfesten 

Stahlblechen in der Automobilindustrie untersucht werden. Ziel 

des Projektes ist eine zuverlässigere Bewertung des Umformvermögens 

dieser Stahlbleche beim Tiefziehen komplexer Karosseriebauteile. 

EU-Projekt GRESIMO (Projektstart November 2011) 

Am 16. November 2011 fand das Kick-Off des von VIRTUAL VE- 

HICLE koordinierten EU Projekts GRESIMO (Best Training for 

Green and Silent Mobility) statt. GRESIMO ist ein Initial Training 

Network (ITN) bestehend aus 9 Partnern (3 Universitäten, 2 Forschungsinstitute, 

4 Unternehmen) und wird durch das Marie Curie 

Programm der Europäischen Kommission gefördert. 

Ziel dieses vierjährigen Projektes ist es, Nachwuchswissenschaftler 

(Early Stage Researchers) sowie Experten und Expertinnen 

aus ganz Europa zusammenzuführen, übergeordnete und 

vernetzte F&E Fragestellungen zum Thema nachhaltiger Mobilität 

zu finden, Trainingsmöglichkeiten und technische Unterstützung 

anzubieten und hochwertige Dissertationen zu realisieren. 

VIRTUAL VEHICLE Bilanz 2011 – 

Eine Erfolgsgeschichte 

Große Resonanz und mediale Aufmerksamkeit erzielte die Bilanz-Pressekonferenz 

2011 des VIRTUAL VEHICLE: Landesrat 

Christian Buchmann, FFG-Geschäftsführerin Henrietta Egerth 

und TUG Rektor Harald Kainz unterstrichen in Ihren Statements 

die Bedeutung des K2-Forschungszentrums für die Wirtschafts- 

und Forschungslandschaft: 


Vordenker für die Mobilität der Zukunft 

Wirtschaftslandesrat Dr. Christian Buchmann: „Das Kompetenzzentrum 

VIRTUAL VEHICLE hat für die Steiermark eine herausragende 

Bedeutung, weil es an der Hauptschlagader des steirischen 

Stärkefeldes Mobilität (Auto, Schiene, Luftfahrt) agiert 

und ein wesentlicher Vordenker für die Mobilität der Zukunft ist.“ 

Perfekter Merger mit dem ACC 

FFG-Geschäftsführerin Henrietta Egerth: „Das K2 Kompetenzzentrum 

VIRTUAL VEHICLE in Graz ist eines der hervorragendsten 

Beispiele in Österreich und liefert wertvolle Beiträge in der 

Entwicklung von Fahrzeugkonzepten der Zukunft. Der Merger mit 

dem ACC (Akustik Kompetenzzentrum) ist sehr gut gelungen und 

als Best Practice zu sehen.“ 

Internationale Sichtbarkeit 

Harald Kainz, Rektor der TU Graz: „Gemeinsam zur internationalen 

Spitze“ ist das neue Leitmotiv der TU Graz. Das VIRTUAL 

VEHICLE als größtes Kompetenzzentrum in Österreich zeigt das 

in idealer Weise, strahlt bereits nach Europa, Amerika und Asien 

und nimmt gemeinsam mit der TU Graz, den internationalen Forschungspartnern 

und den global agierenden Wirtschaftspartnern 

eine führende Rolle im Bereich innovativer Fahrzeugforschung 

und Mobilität ein.“ 

Die fast 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter konnten die Veranstaltung 

an verschiedenen Schauplätzen via Live-Stream 

mitverfolgen. Die umfangreiche Berichterstattung in den Medien 

ermöglichte es, die Forschungsthemen und Strategien des VIR- 

TUAL VEHICLE auch einem breiten Publikum abseits der Fachkreise 

näherzubringen. 

15

EU Projekte - Übersicht 

Laufende EU-Projekte: 

CESAR www.cesarproject.eu 

Cost-efficient methods and processes for safety relevant 

embedded systems 

Die Komplexität von sicherheitsrelevanten „Embedded Systems“ 

wächst exponentiell. Zur Beherrschung dieser Komplexität wird 

eine Muliti-Kriterien Entwicklungsmethode erarbeitet, die bereits 

im Design Stadium eine genauere Abschätzung z.B. bzgl. 

Kosten, Robustheit etc. ermöglicht. 

E-VECTOORC www.e-vectoorc.eu 

Electric-Vehicle Control of Individual Wheel Torque for On- and 

Off-Road Conditions 

Projektbeschreibung - siehe Seite 14 

ENFASS 

Enhanced Formality Assessment of AHSS Sheets 

Projektleitung: VIRTUAL VEHICLE. 


GRESIMO www.gresimo.at 

Best Training for Green and Silent Mobility 

Projektleitung: VIRTUAL VEHICLE. 


MBAT www.mbat-artemis.eu 

Combined Model Based Analysis and Testing 

of Embedded Systems 

Das ARTEMIS-Förderprojekt MBAT wird eine innovative Technologie 

in Form einer Reference Technology Platform (MBAT 

16 

RTP) bereitstellen, die die Effektivität und Effizienz herkömmlicher 

Ansätze für die Prüfung von eingebetteten Systemen um 

ein Vielfaches übersteigen wird. Diese Technologie wird speziell 

auf den Transportbereich (d.h. Automotive, Aerospace und Rail) 

zugeschnitten und in diesen Bereichen hochqualitative Produkte 

bei gleichzeitig reduzierten Entwicklungskosten ermöglichen. 

Die grundlegende Idee ist es, vorhandene Prüftechniken, die 

bisher isoliert betrachtet wurden, wie z.B. die Analyse und den 

Test, in einer Weise zu kombinieren, die zu einem signifikanten 

Mehrwert führt. 

MIDFREQ www.midfrequency.org/ 

CAE Methodologies for Mid-Frequency Analysis in Vibration 

and Acoustics 

Verlässliche Werkzeuge für vibro-akustische Analysen würden 

auf den gesamten Hörbereich anwendbar sein. Aber gerade 

für den mittleren Frequenzbereich existiert noch drängender 

Bedarf bessere Methoden zu entwickeln. Dieses ITN Projekt 

bündelt dazu Erfahrungen und Fähigkeiten von 12 Forschungseinrichtungen, 

die gemeinsam junge Forscher aufnehmen 

und betreuen werden, um diese herausfordernde 

Aufgabe zu lösen. 

MIDMOD 

Mid-frequency Vibro-acoustic Modelling Tools / 

Innovative CAE Methodologies to Strengthen 

European Competitiveness 

Das vibro-akustische Verhalten moderner Fahrzeuge 

hat enorm hohen Einfluss auf seine Konkurrenzfähigkeit. 

Methoden des „virtual prototyping“ 

müssen zur Effizienzsteigerung in der 

Entwicklung eingesetzt und Komfortansprüche 

der Konsumenten in kürzerer Zeit befriedigt 

werden. Deshalb zielt das EU Projekt 

MID-MOD auf Prüfung und Verbesserung 

von Simulationsverfahren (CAE Methoden), 

insbesondere im mittleren und höheren 

Frequenzbereich. 

Der Schwerpunkt ist der praktische 

Einsatz von Methoden für Aufgaben 

der Fahrzeugentwicklung. Dies wird

durch das Zusammenwirken von 13 

Partnern aus Industrie und von Universitäten 

sicher gestellt. 

POLLUX www.artemis-pollux.eu 

Process Oriented Electrical Control Units 

for Electrical Vehicles Developed on a Multi- 

System Real-Time Embedded Platform 

Im Rahmen von Pollux wird eine verteilte Embedded 

Systems Plattform für die nächste Generation 

von Elektrofahrzeugen aufbauend auf 

Komponenten-basierenden Designmethoden entwickelt. 

Dafür werden Referenzdesigns und Mixed 

System Architekturen für innovative mechatronische 

Systeme genutzt. 

REFORM 

Residual Formability of Preformed and Subsequently 

Welded Advanced High Strength Steels 

In diesem Projekt wird die Herstellung von Bauteilen aus 

hochfesten Stählen untersucht. Dabei soll der Einfluss des 

Umform- und Schweißprozesses auf die Betriebs- und Crashfestigkeit 

von Fahrzeugbauteilen bestimmt, und dieser mit numerischen 

Methoden beschrieben werden. 

Das Forschungsvorhaben wird durch den „Research Fund for 

Coal and Steel“ (RFCS) gefördert und durch die Fraunhofer Gesellschaft 

koordiniert. 

SAFECER www.safecer.eu 

Safety Certification of Software Intensice Systems 

with Reusable Components 

Das ARTEMIS Projekt SafeCer zielt auf eine Effizienzsteigerung 

bei der Zertifizierung sicherheitsrelevanter Embedded Systems 

ab. Die im SafeCer behandelten Industriedomänen sind Automotive 

& Construction Equipment, Aerospace sowie Railway. 

Zusätzlich werden für allgemeine Industriedomänen Guidelines 

entwickelt, die den Einsatz der SafeCer Ergebnisse verallgemeinern 

sollen. 

SafeCer verbindet führende Unternehmen und KMUs mit ausgewählten 

Universitäten und Forschungsinstituten in ganz Europa 

EU Projekte - Übersicht 

und greift auf ein Konsortium von insgesamt 29 Projektpartnern 

zurück. Das Projekt wird von Volvo Technology Corporation in 

Göteborg, Schweden, koordiniert. 

SOMABAT www.somabat.eu 

Solid Materials for high power Li polymer Batteries. 

Recyclability of components. 


VeTeSS www.vetess.eu 

Verification and Testing to Support Functional Safety Standards 

Im Rahmen des ARTEMIS Projektes „VeTeSS“ werden standardisierte 

Tools und Methoden zur Verifikation von Sicherheitssystemen 

und im Speziellen für generische Komponenten und 

Subsysteme entwickelt, die in sicherheitsrelevanten Automotive 

Embedded Systems Anwendung finden. 

17

Vision - Mission - Ziele 

Vision 

Das VIRTUAL VEHICLE ist ein international bedeutsames und 

gefragtes Forschungszentrum für virtuelle Fahrzeugentwicklung, 

das Simulation und Test in angemessener Weise verbindet. 

Mission 

Innovation: Forschung an neuesten Technologien, Zusammenarbeit 

mit den innovativsten Unternehmen und anerkannten 

Wissenschaftlern schafft ein Klima, in dem Ideen, anwendbare 

Technologie und schließlich Innovationen zusammen mit den Industriepartnern 

geschaffen werden. 

Ausbildung: Nachwuchs ausbilden und bei Diplomarbeiten, 

Master Thesis, Dissertationen und anderen Veröffentlichungen 

unterstützen - im anwendungsorientierten Umfeld sichert dies 

hochqualifizierte Nachwuchskräfte für die Anforderungen der 

Zukunft. 

Verbinden: Durch die tragfähige, dauerhafte Verbindung 

von universitärer Forschung und industrieller Entwicklung wird 

eine wertvolle Brücke zur Verbindung dieser zwei Welten realisiert. 

Internationalisierung: Ausprägen eines international 

bekannten, attraktiven Standortes für internationale Forscher 

und Techniker und weitere Stärkung von Graz als zukunftsorientierten 

internationalen Forschungsstandort. 

18 

Technologie 2020: Das VIRTUAL VEHICLE beschäftigt 

sich mit dem Fahrzeug von morgen. Dieses muss sicher, umweltfreundlich 

und erschwinglich sein. Dafür schaffen wir neue 

Technologien, Konzepte und Innovationen. 

Ziele 

Spitzenstellung erreichen in dem Themenfeld Gesamtfahrzeugsimulation 

und CAE-Integration. Diese Spitzenstellung 

fußt auf führendem Know-How in den Forschungsbereichen 

Thermo- & Fluid Dynamics, NVH & Friction, Mechanics & Materials 

(Integrated Safety, Vehicle Dynamics, Material Modelling) 

und Electrics/Electronics & Software. 

Systemsicht statt Einzelsichten. Die funktionale Sicht auf 

das Gesamtsystem soll durch die Integration von Maschinenbau 

und Elektronik zu einem multi-disziplinär entworfenen System 

realisiert werden. Die Anforderungen Echtzeit, Integration von 

Hardware sowie System-Optimierung werden dabei berücksichtigt. 

Für dieses zentrale Ziel wird ein Alleinstellungsmerkmal angestrebt. 

Spitzenforscher gewinnen sowie internes Schlüsselpersonal 

mit umfangreichem Know-How aufbauen, um die hohen 

wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen erfolgreich 

zu meistern. 

Langfristige Partnerschaft mit Industriepartnern 

und enge Kooperation mit Universitäten etablieren, um anspruchsvolle 

Auftragsforschung und strategische Entwicklungen 

durchführen zu können.


Der Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten 

liegt auf der Entwicklung neuer 

Technologien, Methoden und Werkzeuge 

für die Systemauslegung und Systemoptimierung 

von Straßen- und Schienenfahrzeugen. 

Die Aktivitäten sind in fünf 

Forschungsbereichen zusammengefasst: 

Area A - Information & 

Process Management 

Die Forschungsaktivitäten der Area A - 

„Information & Process Management“ 

unterstützen und ermöglichen virtuelle 

Fahrzeugentwicklung und disziplinübergreifende 

Gesamtsystementwicklung. 

Die Schwerpunkte der Forschungsaktivitäten 

sind der Zugriff auf Information, die 

Ermöglichung von Informationsdurchgängigkeit, 

die Abbildung von Zusammenhängen 

und Wirkketten sowie der Umgang 

mit Komplexität. In diesem Zusammenhang 

entwickelt die Area A Methoden, 

Technologien, Konzepte, Demonstratoren 

und prototypische Umsetzungen und 

verifiziert diese anhand industrienaher 

UseCases unter Berücksichtigung der 

Haupteinflussfaktoren Mensch, Prozess 

und Organisation. 

Area B - Thermo- & Fluid 

Dynamics 

Die Area B – „Thermo- & Fluid Dynamics“ 

untersucht die thermischen und 

strömungstechnischen Fragestellungen 

im und um das System „Fahrzeug“, wobei 

im Besonderen die Themen Aerodynamik, 

Thermisches Management, 

Fahrzeugklimatisierung und automotive 

Antriebskonzepte im Vordergrund stehen. 

Simulationstechnik und der Abgleich der 

Modelle mit experimentellen Versuchen 

bilden den Kern der Forschung in dieser 

Area. 

Area C - NVH & Friction 

Die Area C – „NVH & Friction“ behandelt 

die Fachgebiete Noise, Vibration und 

Harshness (NVH) und Reibungsverluste 

und erforscht Methoden und Technologien 

zur Verringerung von Schwingungen, 

Geräusch und Verlustreibung 

in Bauteilkontakten. Im Rahmen des 

K2-Förderprogramms werden neue Simulationsmethoden 

und –modelle entwickelt 

und messtechnische Analysen und 

Validierungen an eigenen Prüfständen 

durchgeführt. 

Area D - Mechanics & 

Materials 

Die Area D – „Mechanics & Materials“ 

entwickelt neue Simulations- und Versuchsmethoden 

im Bereich der Mechanik, 

um Werkzeuge für einen durchgängigen 

Entwicklungsprozess zu schaffen. 

In den Forschungsprojekten werden 

einzelne Werkzeuge zu vernetztenEntwicklungsmethodenkombiniert. 

Die 


Area gliedert sich in vier Gruppen, die 

in Forschungsprojekten eng kooperieren: 

Vehicle Safety, Materials & Forming 

Technologies, Vehicle Dynamics Rail Applications 

sowie Vehicle Dynamics Automotive 

Applications. 

Area E - E/E & Software 

Die Area E – „Electrics/Electronics (E/E) 

& Software“ beschäftigt sich mit der Entwicklung 

von Methoden, Tools und Prozessen 

für ein umfassendes Design, die 

Optimierung, Evaluierung und Validierung 

von E/E Architekturen sowie der domänenübergreifenden, 

funktionalen Co- 

Simulation für konventionelle Fahrzeuge 

und Hybrid-Technologien. 

Horizontale Vernetzung 

Durch Leadthemen wie z.B. Integrale 

Entwicklungsthemen (Sicherheit, Komfort, 

Energie, Leichtbau, Batterie, Antriebsstrang), 

gekoppelte Simulation, 

Methoden in der Konzeptphase, Mensch 

Modellierung oder Fahrer-Fahrzeug- 

Umwelt-Kommunikation werden 

übergreifende Aspekte 

adressiert und neue 

Lösungen entwickelt. 

19

20 

Information Area X - Cross & Process Domain Mgmt. 

Industriepartner 

• AUDI AG 

• AVL List GmbH 

• BMW AG 

• Contact Software GmbH 

• CSC Computer Sciences 

Consulting Austria GmbH 

• MAGNA STEYR 

Fahrzeugtechnik AG & Co KG 

• Siemens AG Österreich 

Wissenschaftliche Partner 

• TU Graz 

- Institut für Grundlagen und 

Theorie der Elektrotechnik 

- Institut für Wissensmanagement 

- Institut für Technische Logistik 

• Karl-Franzens-Universität Graz 

- Institut für Produktion und Logistik 

• Karlsruher Institut für Technologie 

(KIT) 

- Institut für Produktentwicklung 

• TU Wien 

- Forschungsbereich für Maschinenbauinformatik 

u. Virtuelle 

Produktentwicklung; 

Institut für Konstruktionswissen- 

schaften und Technische Logistik 

• TU Kaiserslautern 

- Lehrstuhl für Virtuelle 

Produktentwicklung 

• TU München 

- Lehrstuhl für Produktentwicklung

Einführung 

Die äußeren Rahmenbedingungen wie 

Termin- und Kostendruck sowie die zunehmende 

Variantenvielfalt der Fahrzeughersteller 

beeinflussen die Vorgehensweise 

in der Entwicklung. Der 

Einsatz virtueller Methoden nimmt dabei 

kontinuierlich zu. Vor diesem Hintergrund 

erarbeitet das VIRTUAL VEHICLE Lösungsansätze 

und Methoden für eine effiziente 

und interdisziplinäre Fahrzeugentwicklung 

und bezieht dabei das Umfeld, 

die Prozesse, die Organisation und den 

Einfluss der Unternehmenskultur mit ein. 

Die Forschungsaktivitäten der Area A 

- „Information & Process Management“ 

unterstützen und ermöglichen Virtuelle 

Fahrzeugentwicklung und disziplinübergreifende 

Gesamtsystementwicklung. 

Die Schwerpunkte der Forschungsaktivitäten 

sind der Zugriff auf Information, die 

Ermöglichung von Informationsdurchgängigkeit, 

die Abbildung von Zusammenhängen 

und Wirkketten für den Umgang 


mit Komplexität in der Fahrzeugentwicklung. 

In diesem Zusammenhang entwickelt 

die Area A - „Information & Process 

Management“ Methoden, Technologien, 

Konzepte, Demonstratoren und prototypische 

Umsetzungen und verifiziert diese 

anhand industrienaher UseCases unter 

Berücksichtigung der Haupteinflussfaktoren 

Prozess, Organisation, Unternehmenskultur 

und beteiligte Personen. 

Die Entwicklung von modernen Fahrzeugen 

ist heute durch verschiedene Aspekte 

geprägt: gerade europäische Automobilhersteller 

versuchen eine wachsende 

Anzahl an Derivaten mit umfangreichen 

Ausstattungsvarianten im vorgegebenen 

Entwicklungszeitraum auf den Markt zu 

bringen und zugleich die Qualität zu heben, 

die Kosten zu senken und den Bedarf 

an Ressourcen zu reduzieren. Dies 

ist notwendig um international und speziell 

gegenüber dem asiatischen Automobilmarkt 

wettbewerbsfähig zu bleiben. 

Um diese Herausforderungen meistern zu 

können, müssen im Entwicklungsprozess 

die zeit- und kostentreibenden Faktoren 

detektiert, reduziert bzw. eliminiert werden. 

Versuche an Gesamtfahrzeugen 

- als Technikträger und auch als Prototypen 

- verursachen hohe Kosten, sind 

zeitaufwendig zu erstellen, und binden 

viele Ressourcen. 

In einer virtuellen Entwicklung nach gängiger 

Definition entfallen Versuche mit 

Gesamtfahrzeug-Prototypen. Alternativ 

wird dafür eine geeignete Kombination 

von virtuellen Entwicklungsmethoden 

(numerische Simulation, Knowhow) und 

physischen Tests an Komponenten oder 

in Form von Prinzipversuchen herangezogen. 

Gleichzeitig kann dadurch ein Frontloading 

der Reifegradentwicklung in die 

frühe Entwicklungsphase erzielt werden. 

Diese Vorgangsweise hat jedoch neben 

den benötigten virtuellen Simulationsmethoden 

auch weitreichendere Folgen. 

21

Detail und das Ganze 

Gesamtfahrzeugversuche während der Entwicklung 

haben einen hochgradig integrativen Aspekt 

in zwei unterschiedlichen Bereichen: Zum einen 

werden hier Einzelfunktionen im Gesamtkontext 

überprüft, wo sich im Zusammenspiel völlig 

andere und schwer vorhersehbare Effekte auf 

Grund von Wechselwirkungen ergeben, zum anderen 

stellen Gesamtfahrzeugprototypen essentielle 

Synchronisationspunkte in der Entwicklung 

dar. Dies beginnt bei der Freigabe der Daten für 

das Auslösen der Fertigung der Prototyp-Teile 

und geht über die Definition der Versuchsbedingungen, 

bis hin zur Auswertung und Ableitung 

von Entscheidungen. Abgesehen von notwendigen 

virtuellen Methoden muss hier also auch 

ein adäquater Ersatz für die Integrationsleistung 

gefunden werden. 

22 


Der strategische Ansatz einer virtuellen Entwicklung 

hat einen starken Einfluss auf die Fahrzeugentwicklung 

auf mehreren Ebenen. Befragte 

große europäische Fahrzeughersteller sind sich 

relativ einig, wenn es um die Bewertung aktueller 

und zukünftiger Herausforderungen geht: 

Verständnis- bzw. Verständigungsprobleme 

stehen im Vordergrund. Disziplinen und Domänen 

müssen stärker aneinander herangeführt 

werden, die Kommunikation spielt eine zentrale 

Rolle. Die Anzahl der beteiligten Personen an 

einer Fahrzeugentwicklung ist zu groß, um ohne 

organisatorische Maßnahmen, wie etwa die Untergliederung 

in disziplin- oder domänenspezifische 

Abteilungen und Gruppen, auszukommen. 

Abzusehen bleibt dabei, dass zukünftig die Rigidität 

der Gliederung, sowie die Beibehaltung der 

vertikalen fachspezifischen Säulen, nachhaltig 

hinterfragt werden muss. 

Abbildung 1: Ansätze und Technologien für das Informationsmanagement in der Fahrzeugentwicklung 

Unabhängig davon gilt es heute, wie auch zukünftig, 

die beteiligten Partner innerhalb eines 

Unternehmens, sowie über die Unternehmensgrenze 

hinweg, stärker zu vernetzen und gezielt 

in den Kommunikationsfluss zu integrieren. Nur 

wer weiß, woran neben der eigenen Systemgrenze 

in der Entwicklung gerade gearbeitet wird, 

welche Problemstellungen es zu lösen gilt und 

warum es zu bestimmten Lösungsvorschlägen 

kommt, kann die anderen Sichten und Vorgaben 

berücksichtigen und zur Vermeidung von 

Zielkonflikten und damit zu einem stimmigen 

Fahrzeugkonzept beitragen. Die direkte Kommunikation, 

die effiziente Systemunterstützung für 

den Informationsaustausch, sowie angepasste 

Organisationsstrukturen zur Vermeidung großer 

Schnittstellen, müssen die erforderliche Transparenz 

in der Entwicklung gewährleisten.

Die Komplexität der Fahrzeugentwicklung ist 

geprägt durch Märkte, Varianten, Entwicklungspartner 

und durch das enge Zusammenspiel 

vieler Wissensgebiete. Gleichzeitig gilt es in 

allen Phasen der Entwicklung Entscheidungen 

zu treffen. Gerade weil diese Komplexität nur 

teilweise beeinflussbar ist, haben jene Unternehmen 

einen Wettbewerbsvorteil, die erfolgreich 

mit Komplexität umgehen können. Informationssysteme 

haben zukünftig mehr denn je die 

Aufgabe, nicht nur dezentrale Informationen in 

Beziehung zu bringen und den übergreifenden 

Zugriff zu ermöglichen. Sie sollen es auch 

ermöglichen, dass durch den Kontext von 

domänenspezifischen Informationen ein Mehrwert 

- eben kollektives Wissen - entstehen kann. 

Beispiele: 

I. Effiziente Entwicklung durch 

das CAE-Cockpit 

Die Anzahl an Simulationsmethoden und Simulationsmodellen 

nimmt stark zu. Dabei müssen die 

Informationen und Daten sowie ihre Zusammenhänge 

und Abhängigkeiten nicht nur verwaltet, 

sondern vielmehr anwender- und rollenabhängig 

zur Verfügung gestellt werden. Es gilt gerade 

mit der CAE-Vielfalt, die zielgerichtete Handlungsfähigkeit 

in der Entwicklung zu erhalten. 

Eine der zentralen Herausforderungen der virtuellen 

Entwicklung ist es, in naher Zukunft die 

Funktionsüberprüfungs- und Integrationsleistung 

physischer Gesamtfahrzeugprototypen durch 

virtuelle Methoden in geeigneter Kombination 

mit physischen Komponententests zu substituieren 

beziehungsweise deren Integrationseffekt 

bereits in der Konzeptphase vorwegzunehmen. 

Fahrzeughersteller und die großen Entwicklungsdienstleister 

stehen aufgrund der Daten- 

und Informationsflut (Anhängigkeiten, Varianten, 

Anzahl an Simulationen und Versuchsergebnissen) 

vor der Herausforderung, auch in Zukunft 

entsprechend handlungsfähig zu bleiben. Um- 

fassende SPDM-Systemlösungen (Simulation & 

Process Data Management) sind meist schwerfällig, 

sie decken nicht adäquat die individuellen 

Bedürfnisse der einzelnen Fachdisziplinen oder 

Personen ab, die sich in hohem Ausmaß etwa 

durch die Anwendung von CAE-Methoden ergeben, 

die noch neu oder in Entwicklung sind. Daher 

entstehen heute zunehmend Insellösungen 

im Bereich des CAE-Datenmanagement. 

II. Fahrzeugauslegung über alle 

Fachgebiete hinweg 

Die enge Vernetzung und das Zusammenwirken 

von Mechanik, Elektronik, Software und Informationstechnik 

prägen mechatronische Systeme 

und Komponenten sowie das Gesamtfahrzeug. 

Am VIRTUAL VEHICLE werden Methoden und 

Werkzeuge entwickelt, um eine gesamtheitliche, 

interdisziplinäre Auslegung des Fahrzeuges zu 

ermöglichen. 

Die steigende Variantenzahl und das gesamte 

Produktportfolio bedeutet eine zunehmende 

Komplexität in der Planung und Entwicklung. Die 

Ansätze des modellbasierten Systems Engineering 

GGoal haben l of fhier SPDM 

enormes Potential, um mit einer 

hohen Systematik bei gleichzeitiger Flexibilität 

diese Komplexität beherrschbar zu machen. 

Homogenisierung, 

Standardisierung 

Transparenz / 

Digitales g Fahrzeugg 

Strukturieren und 

Managen großer 

CAE-Datenmengen 

SPDM 

Auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen werden 

hierbei in der Area Ansätze entwickelt, die 

die Abbildung von Zusammenhängen und Wirkketten 

ermöglichen. Dabei steht an oberster 

Stelle der Mensch, der mit diesen Werkzeugen 

und Methoden unterstützt werden soll, seine Entwicklungstätigkeit 

gesamtheitlich durchführen zu 

können. 

Beim Requirements Engineering geht es etwa 

darum, strukturierte Produktanforderungen und 

ihre Zusammenhänge mit Produktstrukturen und 

Entwicklungsaktivitäten abzubilden. Damit kann 

für die Entwickler ein deutlicher Mehrwert durch 

die Vernetzung von Informationen geschaffen 

werden. Hier wurden geeignete Methoden entwickelt 

und auch prototypisch umgesetzt. 

Beim Portfoliomanagement soll die Planung und 

Steuerung komplexer Produkte mit einer hohen 

Varianz unterstützt werden. Auf der Basis modellbasierter 

Abbildungen funktionaler Anforderungen 

und Eigenschaften werden Auswirkungen 

und Abhängigkeiten sichtbar gemacht und zugleich 

Produktwissen abgebildet. 

Bei der Durchgängigkeit von Daten, Methoden 

und Tools speziell für die Entwicklung sicherheitskritischer 

Embedded Systems arbeiten die 

Logik von Daten Daten, 

Modellen und 

Absicherung 

SPDM Nachvollziehbarkeit, , 

Entwicklungsqualität 

Interdisziplinarität 

Interdisziplinarität, 

Zusammenarbeit 

April 2011 Bilder SPDM © disclosure or duplication without consent prohibited 1 

Abbildung 2: Zielsetzung von Simulation & Process Data Management (SPDM) 

23

Areas „Information & Process Management“ und 

„Electric / Electronics and Software (E/E)“ eng 

zusammen. Hier sind in mehreren internationalen 

Projekten Methoden, Ansätze und Umsetzungen 

entstanden, die es ermöglichen, in der 

Entwicklung komplexer Elektronikkomponenten 

mit Systemunterstützung Prozessketten nahtlos 

abzubilden und so auf die hohen Anforderungen 

der Nachvollziehbarkeit Rücksicht zu nehmen, 

wie sie etwa in der Norm ISO 26262 (funktionale 

Sicherheit) gefordert werden. 

Die gebildete Software-Infrastruktur hat zwei 

Aufgaben: die Datenintegration, die einen Workflow-gesteuerten 

Datenaustausch zwischen den 

Softwarewerkzeugen über ein XML-basiertes 

Protokoll ermöglicht, und die semantische Integration, 

das Zusammenführen der domänenspezifischen 

Informationselemente, beginnend mit 

dem Anforderungsmanagement über die Funktions- 

und Wirkprinzipmodellierung bis hin zur 

Gestaltmodellierung. Die Integrationsinfrastruktur 

bildet eine flexible Hülle, welche im Idealfall 

ausschließlich Meta- und Verknüpfungsinfor- 

24 


Abbildung 3: Prototypische Umsetzung einer Applikation zur Navigation in Zusammenhängen 

von Anforderungen, Aufgaben, Produktstruktur und Projektteam 

mationen sowie Zusammenhänge von Abläufen 

speichert, jedoch die Nutzdaten der einzelnen 

Systeme nicht repliziert. 

III. FuturePLM - Ansätze für ein 

mitarbeiterzentriertes Product 

Lifecycle Management 

Welche zentrale Rolle der Mensch zukünftig 

im Management von Produkten über deren 

gesamten Lebenszyklus übernimmt, zeigt ein 

besonderes Projekt am VIRTUAL VEHICLE. 

Gemeinsam mit hochrangigen Partnern wird veranschaulicht, 

wie Product Lifecycle Management 

(PLM) erfolgreicher gestaltet und umgesetzt werden 

kann. 

Der Begriff PLM wird heute zum Teil sehr unterschiedlich 

verstanden und nicht selten fälschlicherweise 

auf ein IT-System reduziert. Im eigentlichen 

Sinn stellt Product Lifecycle Management 

ein strategisches Konzept zum Management 

eines Produktes und des geistigen Eigentums 

über den gesamten Produktlebenszyklus dar. 

Alle Bereiche eines Unternehmens, die mit dem 

Produkt und den zugehörigen Prozessen und 

Ressourcen in Verbindung stehen, werden dabei 

mit einbezogen. 

Die Berücksichtigung des „Faktors Mensch“ in 

all diesen Elementen des Unternehmens spielt 

dabei eine zentrale Rolle. Die Zielsetzung ist ein 

perfektes Zusammenspiel aller beteiligten Elemente 

entlang des Produktlebenszyklus, in den 

unterschiedlichen Domänen und über Standorte 

hinweg. 

Das Projekt FuturePLM liefert einen Beitrag, wie 

PLM in der Zukunft erfolgreicher gestaltet und 

umgesetzt werden kann. Im Rahmen des Projektes 

wurden neben einer Ist-Analyse Szenarien 

für das Jahr 2020 entwickelt, um daraus Anforderungen 

an zukünftiges PLM abzuleiten. Die 

sich daraus ergebenden Hypothesen behandeln 

u.a. die Herausforderung, mit Komplexität und 

Verantwortung umzugehen, die Weitergabe von 

Erfahrung und Wissen, das Zusammentreffen 

unterschiedlicher Kulturen und Menschentypen 

an Schnittstellen, der zukünftige Umgang mit 

unscharfen Daten, oder die Notwendigkeit von 

durchgängigen Daten- und Informationsflüssen. 

Im weiteren Projektverlauf wurden Expertenforen 

veranstaltet, um die Hypothesen zu diskutieren 

und Analogien zu branchenfremden Herangehensweisen 

aufzuzeigen. Die Vortragenden 

und Diskutanten kamen einerseits aus Bereichen 

der Soziologie, Philosophie und Theologie, anderseits 

aus verschiedensten technischen Wissensbereichen. 

Sie lieferten wesentlichen Input 

für den Anforderungskatalog FuturePLM 2020, in 

welchem folgende Aussagen getroffen werden: 

PLM muss zukünftig 

• die Gesamtintegration von Einzelthemen 

gewährleisten 

• Auswirkungen des eigenen Handelns 

transparent machen

• neben Daten- und Informationsflüssen die 

Entstehung, Pflege und Sichtbarmachung 

von sozialen Netzen ermöglichen und 

dadurch die Kommunikation signifikant 

verbessern 

• individuelles Handeln ermöglichen und 

dadurch die Identifikation mit dem Produkt 

und dem Unternehmen fördern 

Abbildung 4: Entwickelte Software-Architektur 

für die Integration von Prozessketten in der 

Embedded Systems Entwicklung 

Als Abschluss wurde aus dem Abgleich der 

Ist-Situation 2010 mit den zukünftigen Anforderungen 

eine Roadmap für PLM2020 erstellt 

und ein Vorgehensmodell für eine verbesserte 

Einführungsstrategie abgeleitet. Es konnte eine 

international viel beachtete allgemein gültige 

Herangehensweise für Unternehmen entwickelt, 

wie Einführung und Umsetzung von Product 

Application 1 Application 2 Application 3 

GUI 

Application 

GUI 

Application 

DB DB 

Enterprise Service Bus 

GUI 

Application 

DB 

Semantic Integration Layer 

Lifecycle Management proaktiv, nachhaltig und 

erfolgreich bewältigt werden können. ■ 

User&Role 

Management 

Platform Cockpit 

Product 

Structure 

Workflow 

Engine 

Meta-Database 

Abbildung 5: Vorgehensweise 

Anforderungskatalog 2020 

25

26 

Thermo- Area X & - Cross Fluid Domain Dynamics 


• ABES Austria 

• Anglo Belgian Corporation N.V. 

• AUDI AG 


• Behr GmbH & Co KG 

• Bentley Systems 

• Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG 

• Knorr-Bremse 

• MAGNA POWERTRAIN 

Engineering Center Steyr 

GmbH & Co KG 

• MAN Truck & Bus AG Österreich 

• Obrist Engineering GmbH 

• OMV Refining & Marketing GmbH 

• Wiener Linien GmbH & Co KG 


• TU Graz 

- Institut für Regelungs- und 

Automatisierungstechnik 

- Institut für Strömungslehre 

und Wärmeübertragung 

- Institut für Verbrennungskraft- 

maschinen und Thermodynamik 

- Institut für Wärmetechnik 

- Institut für Thermische Turbo- 

maschinen und Maschinendynamik 

• Alpen-Adria Universität Klagenfurt 

- Institut für Mess- und Regelungstechnik 

• Universidad Politécnica de Valencia 

- CMT Motores Térmicos

Einführung 

Ein gesamtheitlicher Blick auf die thermischen 

und strömungstechnischen 

Fragestellungen im und um das System 

„Fahrzeug“ sind das Kernthema von 

Area „Thermo- & Fluid Dynamics“. Die 

Simulation und Validierung von thermodynamischen 

Prozessen ermöglicht 

eine Reduktion des Energieverbrauchs, 

niedrige Emissionen sowie Kosteneffi- 


zienz in der Fahrzeugentwicklung. Für 

zukünftige Mobilitätskonzepte mit erhöhter 

Elektrifizierung verschiebt sich 

der thermodynamische Schwerpunkt vom 

Verbrennungsmotor auf die thermische 

Konditionierung von Batterie, Elektromotor, 

Leistungselektronik und besonders 

auf den Kabineninnenraum. Simulationstechnik 

und experimenteller Versuch un- 

ter abgestimmtem Datenaustausch bilden 

den Kern der Forschung in dieser Area. 

Die unterschiedlichen Strömungs- und 

Wärmeübergangsmodelle werden miteinander 

gekoppelt, um so die einzelnen 

Teilbereiche zu einem numerischen Gesamtmodell 

zusammenzuführen. 

27

Die vier Themenbereiche 

Die Arbeitsinhalte der Area Thermo- & Fluid Dynamics 

gliedern sich in vier Themenbereiche: 

• Aerodynamics & 3D Simulation. 

• Thermal Management & 1D-Simulation. 

• Mobile Air Conditioning 

• Internal Combustion Concepts 

Die Gruppe „Testing and Validation“ unterstützt 

alle vier genannten Themenfelder übergreifend 

in der Umsetzung. 

Aerodynamics & 3D Simulation 

Der Bereich „Aerodynamics & 3D Simulation“ 

beschäftigt sich hauptsächlich mit der Reduktion 

des Treibstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen, 

die durch den aerodynamischen 

Widerstand von Kraftfahrzeugen verursacht werden. 

Hierzu wird die Strömung um und durch das 

28 


Fahrzeug (Motorraum) untersucht und optimiert. 

Zudem werden die Luftauftriebskräfte und ihre 

Auswirkung auf die Fahrstabilität untersucht. Ein 

wesentliches Ziel dieses Bereiches ist der stetige 

Ausbau der aerodynamischen Kenntnisse, um 

das vielfältige Aufgabenspektrum der Fahrzeugaerodynamik 

bearbeiten zu können. 

Thermal Management & 

1D-Simulation 

Unter dem „thermischen Management“ eines 

Fahrzeuges versteht man die thermodynamische 

Betrachtung der Zur-Verfügung-Stellung von 

Energie sowie die Steuerung und Lenkung der 

Energieflüsse. Die Lösung der Zielkonflikte zwischen 

dem thermischen Komfort im Innenraum 

und den Anforderungen an das Antriebskonzept 

stellen eine große Herausforderung dar. Die Arbeit 

an schnellen Simulationsmodellen für das 

thermische Management ist ein wichtiger Teil der 

Forschung in diesem Bereich. 

Mobile Air Conditioning 

Mit der Modell- und Methodenentwicklung im 

Bereich der Fahrzeugklimatisierung beschäftigt 

sich der Bereich „Mobile Air Conditioning“. Die 

Schwerpunkte sind hierbei einerseits die Simulation 

und Optimierung des Kältekreislaufes, und 

die damit verbundene Reduktion des Kraftstoffverbrauches 

und andererseits die Abbildung des 

Fahrzeuginnenraums zur Beurteilung des thermischen 

Komforts der Insassen. 

Internal Combustion Concepts 

Im Bereich Internal Combustion Concepts (ICC) 

liegt der Fokus auf der Forschung an innovativen 

Verbrennungskonzepten für PKW- und 

LKW-Antriebe durch die Optimierung von verbrennungsbeeinflussenden 

Parametern unter 

verschiedensten Rahmenbedingungen. Dazu 

zählen inner- sowie außermotorische Maßnahmen 

wie z.B. Verbrennungsprozessgestaltung 

oder Abgasnachbehandlungsstrategien.

Die Ansätze dazu beinhalten die Reduktion der 

Motorrohemissionen durch Weiterentwicklung 

des konventionellen und homogenen Diesel- 

Brennverfahrens unter der Randbedingung 

eines leistungsfähigen Luftführungssystems als 

auch Grundsatzentwicklungen zur Abgasnachbehandlung, 

insbesondere von SCR- (Selective 

Catalytic Reduction) basierten Systemen. Der 

Einsatz der Simulation zur Unterstützung der 

Betriebsstrategie-Entwicklung für Airmanagement 

sowie Abgasnachbehandlung und Brennverfahrensentwicklung 

sowie zur integrierten 

multidimensionalen Entwicklung von hybriden 

Antriebssystemen für PKW ergänzt das Arbeitsgebiet. 

In ihren Forschungsaktivitäten kooperiert 

die Arbeitsgruppe ICC insbesondere mit dem 

Institut für Verbrennungskraftmaschinen & Thermodynamik 

der TU Graz. 

Testing & Validation 

Übergreifend über alle Bereiche der Area Thermo- 

& Fluid Dynamics führt die Arbeitsgruppe 

„Testing and Validation“ anspruchsvolle Messaufgaben 

sowohl im Rahmen des K2-Förderprogramms 

als auch als Dienstleister für externe 

Auftraggeber durch. 

Projekte 

Einige Beispiele für Projekte aus den Forschungsbereichen 

sind im Folgenden näher 

dargestellt: 

• Experimentelle Untersuchungen zur 

Wandfilmbildung 

• Verbrennungskonzepte für PKW - 

Verbrennungskonzepte und Antriebstrangoptimierung 

• Enteisungsstrategien für Wärmepumen 

in mobilen Anwendungen 

• Modellierung von Stoff- und Wärmetransportvorgängen 

in Mehrphasen-Systemen 

• Durchströmung im Motorraum 

I. Enteisungsstrategien für 

Wärmepumen in mobilen 

Anwendungen 

Die Verwendung der Klimaanlage als Wärmepumpe 

ist derzeit eine der vielversprechendsten 

Lösungen zur Erhöhung der Reichweite bei 

E-Fahrzeugen. Ein bis jetzt jedoch noch unzureichend 

gelöstes Problem ist die Eisbildung am 

Außenwärmetauscher. Diese verringert die Leistungsfähigkeit 

und Effizienz der Wärmepumpe 

mit fortlaufendem Betrieb, speziell bei Temperaturen 

um den Gefrierpunkt. 

Mit Hilfe von transienten Simulationsmodellen in 

Dymola unter Verwendung der Air-Conditioning 

Library können verschiedene Regelstrategien 

zur Enteisung des Außenwärmetauschers untersucht 

und hinsichtlich von Kriterien wie z.B. 

Effizienz bewertet werden. 

Abbildung 1: Sequenz vom Enteisen des äußeren 

Wärmeübertragers einer Fahrzeug-Wärmepumpe 

(oben) und Simulationsergebnisse (unten) mit 

einem am VIRTUAL VEHICLE weiterentwickelten 

Vereisungsmodell 

29

II. Experimentelle Untersuchung 

zur Wandfilmbildung 

Innermotorische Maßnahmen reichen zur Erfüllung 

der Vorgaben für Abgasemissionen von 

Dieselfahrzeugen (Euro 6) des Gesetzgebers für 

Stickoxide nicht mehr aus. Daher wird vor allem 

für Nutzfahrzeuge auf die aus der Anlagentechnik 

gut bekannte selektive katalytische Reaktion 

zurückgegriffen. Dabei wird in den Abgasstrang 

ein Gemisch aus Wasser und Harnstoff (AdBlue) 

eingebracht, mit dem die NOX-Konzentration 

drastisch reduziert werden kann. Der Harnstoff 

wird unter hohem Druck in das Abgas eingedüst. 

Es ist daher selbst bei optimaler Einstellung 

der Düse unvermeidbar, dass bei gewissen Betriebszuständen 

ein Teil des AdBlues auf das 

Rohr des Abgasstrangs trifft und dieses abkühlt. 

Durch die kühlere Oberfläche kondensiert weiteres 

AdBlue und bildet einen zusammenhängenden 

Wandfilm. 

30 


Im Rahmen dieses Projektes sollten die Eigenschaften 

des Wandfilms untersucht werden. Es 

sollte bestimmt werden, unter welchen Randbedingungen 

ein Wandfilm auftritt. Eine zusätzliche 

Messaufgabe bestand in der Bestimmung der 

Höhe und der Fläche des Wandfilms. Um aus den 

Messdaten zuverlässige Daten zu extrahieren, 

wurden auch alle Umgebungsparameter (Luftfeuchte, 

Strömungsfeld usw.) bestimmt. Sehr 

aufwändige Messungen wurden an einem Rechteckkanal 

durchgeführt, bei dem das AdBlue über 

einen Feeder bzw. über eine Düse eingebracht 

werden konnte. Dieser Prüfstand ist optisch zugänglich, 

sodass die Wandfilmfläche und Wandfilmhöhe 

mit den entwickelten Messmethoden 

bestimmt werden konnte. 

Mittels FTIR-Spektroskopie Konzentration von 

Ammoniak und Isocyansäure und mit kapazitiven 

Luftfeuchtesensoren wurde der Wasserdampfgehalt 

räumlich aufgelöst bestimmt. Mit 

Abbildungen 2 & 3: Versuchsaufbau zur Messung der Wandfilmdicke von AdBlue mit der 

Fluoreszenzmethode (links) sowie Messergebnisse (Darstellung Wandfilmdicke in mm) 

für unterschiedliche Versuchsparameter (rechts) 

einem Quarzglasrohr, dessen Abmessungen 

exakt einer Abgasanlage entsprechen, wurden 

die Strömungsverhältnisse und die Verteilung 

des AdBlues visualisiert, um einen qualitativen 

Eindruck von der Wandfilmbildung zu erhalten. 

Da aufgrund der hohen Temperaturen die Testkammer 

nicht zugänglich ist, und durch ein den 

Wandfilm berührendes Messverfahren die Wandfilmbildung 

massiv beeinflusst wird, konnten nur 

optische Verfahren eingesetzt werden. 

Die Wandfilmhöhe wurde über die Messung der 

Fluoreszenz durchgeführt. Dabei wurde das Ad- 

Blue mit Eosin versetzt und mit ultraviolettem 

Licht (UV-Licht) angeregt. Die Intensität der 

Fluoreszenzstrahlung ist stark von der Eosinkonzentration 

und der Wandfilmhöhe abhängig. 

Nach einer geeigneten Kalibrierung kann die 

Wandfilmdicke mit bestimmt werden. Damit wird 

der Verlauf der Schichtdicke über der Zeit im vorderen 

Bereich des Kanals festgehalten.

III. Verbrennungskonzepte für 

PKW- und Antriebsstrangoptimierung 

Untersuchungen zur Verbrauchs-/CO2-Optimierung, 

den damit verbundenen Verbrennungsprozessen 

unter veränderlichen Bedingungen, sowie 

die integrierte Betrachtung und Verbesserungen 

von Abgasnachbehandlungssystemen unter Berücksichtigung 

des gesamten Verbrennungsmotors 

sind Schwerpunkte dieses Projektes. 

Der Dieselmotor mit seinen prinzip-bedingten 

Vorteilen betreffend Effizienz soll künftig sowohl 

in Europa als auch in Amerika im PKW Segment 

einen entscheidenden Beitrag zur Erreichung 

der CO2 Ziele leisten. Hierzu sind noch viele weitere 

Anstrengungen zur weiteren Reduktion der 

Schadstoffemissionen erforderlich. Einerseits 

stellt der Entwicklungs- und Systemaufwand des 

Verbrennungsmotors und die damit verknüpfte 

Abgasnachbehandlung einen großen Anteil an 

den Gesamtkosten dar, andererseits erfordert 

die Darstellung der strengen Emissionslimits 

unter der Randbedingung eines attraktiven 

Kraftstoffverbrauchs ein hohes Maß an technologischem 

Einsatz. 

Ziel des Projektes ist die Erforschung von 

Technologien einerseits zum Erreichen des Europäischen 

CO2 - Ziels von 95g/km sowie der 

Einhaltung künftiger Emissionsgesetzgebungen 

(EU6+, Tier2Bin2) mit neuem Fahrzyklen- Wärmemanagement 

zur Verbesserung des Emissions-Verbrauchs-Tradeoffs. 

Die Kombination von 

Sensoruntersuchungen, insbesondere Stickoxide, 

Mehrgrößensensoren und des Tradeoffs 

Modellierung & Messung mit der Anpassung des 

Luftsystems und Verbrennungssysteme stellt 

dabei einen wichtigen Beitrag dar. Eine syste- 

mische Betrachtung von Abgasnachbehandlungsanlagen 

mit höchsten Konvertierungsraten, 

dem Grundlagenwissen von Stickoxid-Speicherkatalysatoren 

und der damit erforderlichen 

Fettverbrennung wird sowohl in der Simulation 

betrachtet als auch mit experimentellen Versuchen 

validiert. 

Die Identifikation der Anforderungen an Verbrennungsmotoren 

in konventionellen und hybridisierten 

Antriebssträngen für zukünftige Emissionsgesetzgebungen, 

sowie die physikalische 

Modellierung des Drehmoments zur Vereinfachung 

der Schnittstelle zu anderen Steuergeräten 

schließen den Bogen der Gesamtsystembetrachtung 

Verbrennungsmotor für moderne PKW. 

Abbildung 4: Abgasanlage eines Dieselmotors mit Einbauten zur Untersuchung verschiedener Abgasbehandlungsverfahren 

wie z.B. SCR (selective catalytic reduction) oder LNT (lean NOx trap) 

31

IV. Modellierung von Stoff- und 

Wärmetransportvorgängen in 

Mehrphasen-Systemen 

In einer Vielzahl von technischen Anwendungen 

im Fahrzeugbereich spielen Mehrphasenströmungen 

eine wichtige Rolle. Beispiele hierfür 

sind die Kraftstoffeindüsung im Zylinder, der 

SCR-Katalysator mit Harnstoffeindüsung, Filter 

und Abscheidesysteme und Brennstoffzellen. 

Die Selektive Katalytische Reduktion (SCR) 

ist derzeit eine aussichtsreiche Methode, um 

bei Dieselfahrzeugen Stickoxidemissionen zu 

senken und damit die verschärften Gesetzesbestimmungen 

zu NOX-Emissionen zu erfüllen. 

Fundierte Erfahrung, der Einsatz innovativer 

Entwicklungswerkzeuge und Optimierung durch 

Simulation sind die Schlüssel zum Erfolg. 

32 


Um eine Basis für das aktuelle Verständnis sowie 

zukünftige Entwicklungen von SCR-Systemen zu 

schaffen, ist eine adäquate Modellierung der 

relevanten Prozesse notwendig. Viele verschiedene 

Phänomene spielen eine wichtige Rolle in 

SCR-Systemen: Eindüsung der Harnstoff-Wasser-Lösung, 

Tropfenverdampfung, Thermolyse, 

Hydrolyse der Isocyansäure in der Gasphase 

und Tropfen-Wand-Interaktion mit Wandfilmbildung 

inklusive Wärmetransport zwischen dem 

flüssigen Film und der Wand. Um all diese 

Phänomene miteinander zu kombinieren, wurde 

ein neuer Arbeitsablauf entwickelt, welcher auf 

einer neuen, umfassenden Mehrkomponenten- 

Beschreibung der Prozesse in der Gasphase, im 

Spray und im Wandfilm basiert. 

Die optimale Auslegung von SCR-Systemen erfordert 

neben fundierter Erfahrung den Einsatz 

Abbildung 5: Simulation der Ammoniakverteilung zur Optimierung der Harnstoffeinbringung 

vor einer SCR-Abgasnachbehandlungsanlage 

innovativer Entwicklungswerkzeuge. Am VIRTU- 

AL VEHICLE wurde zusammen mit den Industriepartnern 

an der Entwicklung einer Methodologie 

zur Simulation der relevanten Prozesse gearbeitet. 

Solche Simulationen dienen sowohl dem 

Verständnis involvierter Phänomene in aktuellen 

Problemstellungen als auch der Untersuchung 

zukünftiger Entwicklung im Bereich der SCR- 

Technologie.

V. Durchströmung 

im Motorraum 

Die Um- und Durchströmung eines Fahrzeuges 

hat großen Einfluss auf das gesamte Fahrzeugverhalten. 

Simulationen des thermischen Managements 

helfen, Zeit und Kosten in der Fahrzeugentwicklung 

zu sparen. Großes Augenmerk 

wird auf die Kühlung gelegt, um mögliche Verbesserung 

in der Aerodynamik der Fahrzeuge zu 

erreichen. Das Zusammenspiel von Theorie und 

Experiment ist dabei äußerst wichtig. 

Ständig steigende Ansprüche an Motorleistung, 

Effizienz und Komfort bei immer kleinerem Bauraum 

stellen das thermische Management in der 

Fahrzeugentwicklung vor komplexe Aufgaben. 

Um diese hohen Anforderungen bei gleichzeitig 

verkürzten Entwicklungszeiten erfüllen zu kön- 

nen, gewinnen virtuelle Modelle im Fahrzeugentwicklungsprozess 

immer mehr an Bedeutung. 

Die Simulation ist ein zeit- und kostensparendes 

Tool, um bereits in einer frühen Phase der Entwicklung 

Aussagen über das Systemverhalten 

treffen zu können. Auch bieten Simulationen die 

Möglichkeit, Verbesserungspotential aufzuzeigen 

und Variantenstudien mit vergleichsweise 

geringem Aufwand durchzuführen. 

Das Interesse der Automobilhersteller und -zulieferer 

an einer genauen Bestimmung des Luftdurchsatzes 

über das Kühlpaket ist zudem in 

Hinblick auf die zunehmende Elektromobilität 

sehr groß. ■ 

Abbildung 6: Simulation der Fahrzeugum- sowie Motorraumdurchströmung 

zur Optimierung der Kühlluftführung 

33

34 

NVH & Friction 


• AUDI AG 


• BMW AG 

• ContiTech Vibration Control GmbH 

• Daimler AG 

• ESI Engineering System 

International GmbH 

• Gesellschaft für Industrieforschung 

mbH 

• IAC Group GmbH 

• iwis motorsysteme GmbH & CoKG 

• Liebherr-Hausgeräte Lienz GmbH 

• Liebherr-Werk Telfs GmbH 

• MAN Truck & Bus AG 



• Miba 

• Microflown Technologies 

• OMV 

• Renault 


• voestalpine Schienen GmbH 

• Volkswagen AG 


• TU Graz 

- Institut für Verbrennungskraftmaschinen 

und Thermodynamik 

- Institut für Eisenbahnwesen 

und Verkehrswirtschaft 

• KU Leuven 

- Department of Mechanical 

Engineering 

• Karl Franzens Universität Graz 

- Institut für Mathematik und 

Wissenschaftliches Rechnen 

• KTH Stockholm 

- Royal Institute of Technology 

• Loughborough University 

- Wolfson School of Mechanical 

and Manufacturing Engineering 

• Ruhr-Universität Bochum 

- Institut für Maschinenelemente 

und Fördertechnik 

• Université de Sherbrooke 

- Département de Génie 

Méchanique 

• Universität Konstanz 

- Fachbereich Mathematik und 

Statistik

Einführung 

Die Area NVH & Friction beschäftigt sich 

mit den Fachgebieten Noise, Vibration 

und Harshness (NVH) sowie mit Reibungsverlusten. 

Sie bewegt sich dabei 

im Spannungsfeld von verbrauchs- und 

emissionsarmen Antriebstechnologien, 

zunehmender Systemkomplexität und der 


Forderung nach Gewichtsreduktion. Fokussiert 

werden die Forschung und Entwicklung 

in den Themenbereichen: 

• NVH Material & Technology 

• Vehicle Noise Reduction 

• Friction Loss & Vibration Reduction 

• Flow Acoustics 

• Testing & Measurement 

35

Die Themenbereiche 

NVH Material & Technology 

Neue Materialien mit verbesserten Dämpfungseigenschaften 

ermöglichen eine Verbesserung 

der NVH-Eigenschaften von zukünftigen Fahrzeugkonzepten. 

Derzeit wird in Forschung und 

Entwicklung starker Fokus auf Materialien für 

Leichtbaukarosserien in Hybridtechnik wie Aluminium, 

Magnesium, hochfeste Stähle, CFK und 

Organobleche gelegt. Damit können zukünftige 

Anforderungen nach weniger Masse, mehr Sicherheit, 

erhöhter Festigkeit und verbessertem 

Komfort realisiert werden. Für die virtuelle Auslegung 

von Leichtbaukarosserien hinsichtlich 

Betriebsfestigkeit und Schwingungsverhalten 

(Biegung, Torsion) sind neue Simulationsmethoden 

notwendig. Zukünftige themenbezogene 

Forschungsarbeiten konzentrieren sich auch auf 

die zerstörungsfreie Schadenserkennung von faserverstärkten 

Kunststoffen mittels akustischer 

Messtechnik. 

36 


Vehicle Noise Reduction: 

NVH Simulation im Bereich 

Antriebsstrang 

Konventionelle Antriebskonzepte haben weiterhin 

ein großes Weiterentwicklungspotential zur 

Erfüllung der hohen Anforderungen hinsichtlich 

Kraftstoffverbrauch und Emissionen. Virtuelle 

Entwicklungsmethoden leisten dabei einen 

wichtigen Beitrag, um zukünftige Produktanforderungen 

schneller und bei niedrigeren Kosten 

darzustellen. Dazu muss der Antriebsstrang 

jedoch verstärkt in frühen Entwicklungsphasen 

unter Berücksichtigung der Anforderungen des 

Gesamtfahrzeuges betrachtet werden. 

Die aktuell rasch fortschreitenden Entwicklungen 

im Bereich der Elektrifizierung des Antriebsstranges 

bedeuten zusätzliche Herausforderungen 

aufgrund der zunehmenden Komplexität, 

größerer Variantenvielfalt, der Forderung nach 

mehr Interdisziplinarität und der Verbesserung 

der Durchgängigkeit im Entwicklungsprozess. 

Friction Loss & Vibration 

Reduction - Reibungsreduktion 

bei Motoren und Getrieben 

Die durch den Gesetzgeber deutlich verschärften 

Abgasvorschriften zwingen die OEMs zum 

Handeln und erfordern eine wesentliche Effizienzsteigerung 

ihrer Fahrzeuge. 

Bei einem modernen Verbrennungsmotor gehen 

zirka 70% der Kraftstoffenergie durch Abwärme 

in Verbrennung und Reibung verloren. Nur zirka 

30% der eingebrachten Kraftstoffenergie stehen 

als Nutzleistung an der Kurbelwelle zur Verfügung. 

Dieses Zahlenbeispiel lässt das vorhandene 

Potential zur Reibungsreduktion erkennen. 

Zur effektiven Reibungsreduktion im Antriebsstrang 

sind Simulationsmethoden erforderlich, 

die es ermöglichen, bereits in der frühen 

Vorentwicklungsphase systemoptimierende 

Maßnahmen zu realisieren. Dazu werden am 

VIRTUAL VEHICLE effiziente und zuverlässige

Berechnungsmethoden entwickelt, um die Anforderungen 

der Industrie zu erfüllen. Diese Modellentwicklung 

erfolgt in engem Austausch mit 

experimentellen Untersuchungen. 

Flow Acoustics - Strömungsakustik 

und Downsizing 

Die Reduktion von Masse und Hubraum bei 

gleichbleibender Leistung wird als Downsizing 

bezeichnet. Dies kann z.B. durch eine Reduktion 

der Zylinderzahl und durch Aufladung umgesetzt 

werden. Die Verringerung der Zylinderzahlen 

und optimierte Brennverfahren in Kombination 

mit Aufladung verändert das NVH Verhalten entscheidend. 

Es bedarf neuer Methoden und Technologien, 

um Downsizing-Konzepte, vor allem 

hinsichtlich des Schwingungskomforts und des 

Akustikverhaltens, zu verbessern. Einen wichtigen 

Aspekt im Zusammenhang mit Downsizing 

stellt die Akustik von Einlass- und Abgassystemen 

dar. Die präzise Vorhersage des Mündungsgeräusches 

von aufgeladenen Motoren, basierend 

auf verbesserten Simulationsmethoden 

für die einzelnen Komponenten wie Turbolader, 

Schalldämpfer, und Abgasnachbehandlung ist 

eine Kernkompetenz am VIRTUAL VEHICLE im 

Bereich Flow Acoustics. 

Testing & Measurement - 

Prüfstände zur Unterstützung 

der Fahrzeugentwicklung 

Das VIRTUAL VEHICLE betreibt zahlreiche Akustikprüfstande: 

Der Motorprüfstand ist ein akustischer Vollraum 

zur Messung von Vibrationen, Schallabstrahlung 

und Emissionen von Verbrennungsmotoren im 

Betrieb. 

Am Antriebsstrangprüfstand, ausgeführt als 

akustischer Halbraum, werden Vibrationen sowie 

die Schallabstrahlung von Antriebssträngen 

gemessen. 

Die Eigenfrequenzen und Eigenformen von komplexen 

Strukturen (z.B. der Karosserie) können 

am Modalanalyseprüfstand gemessen und der 

Simulation für z.B. „model updates“ zur Verfügung 

gestellt werden. 

Am Reibleistungsprüfstand können die Motorreibung 

sowie Beiträge von Komponenten (Kolben, 

Gleitlager, etc.) zur Gesamtreibung bestimmt 

werden. 

Der Soundbrick ist ein fahrzeugähnlicher Hallraum, 

in dem Materialeigenschaften wie Schalldämmmaße 

und Absorptionsgrade gemessen 

werden können. 

Projekte 



dargestellt: 

• Echtzeitsimulation von Schwingungen 

im Antriebsstrang 

• Aluminiumschaum für 

Akustikanwendungen 

• Reibungsreduktion für effizientere Motoren 

• Materialcharakterisierung und 

Vorhersage des Innengeräusches 

I. Echtzeitsimulation von 

Schwingungen im Antriebsstrang 

Schwingungen des Antriebsstranges beeinflussen 

den Fahrkomfort, die Fahrzeugakustik, die 

Fahrzeugdynamik und die Haltbarkeit. Für eine 

effiziente Fahrzeugentwicklung werden bereits 

in der frühen Entwicklungsphase zuverlässige 

Aussagen zum Gesamtsystemverhalten benötigt. 

Für eine optimale Koppelung von Berechnung 

und Versuch werden echtzeitfähige Modelle 

benötigt, welche die zu untersuchenden Phänomene 

mit hoher Ergebnisqualität bei der 

geforderten Recheneffizienz abbilden. Schwingungen 

des Antriebsstranges spielen dabei eine 

entscheidende Rolle, da sie das Gesamtsystemverhalten 

über den Schwingungskomfort und die 

Dynamik beeinflussen. Die Echtzeitfähigkeit und 

die geforderte Ergebnisqualität können dabei 

durch ein tiefgründiges Verständnis der physikalischen 

Vorgänge und der dahinterliegenden 

mathematischen Zusammenhänge optimiert 

werden. 

Der Motor-Getriebe-Verband eines Fahrzeuges 

wird mittels Motorlager, Getriebelager und Drehmomentstützen 

elastisch gegenüber dem Fahrzeugaufbau 

gelagert. Die Aggregatlager müssen 

zum Teil gegenläufig Anforderungen erfüllen. Im 

Bereich niedriger Anregungsfrequenzen und bei 

großen Amplituden wird eine hohe Dämpfungswirkung 

benötigt. Im Bereich hoher Frequenzen 

und kleiner Amplituden ist eine gute Isolationswirkung 

gefragt. Im Bereich der Motorlager 

werden deshalb heutzutage fast ausschließlich 

hydraulisch gedämpfte Motorlager verwendet. 

Um die tieffrequenten Starrkörper-Schwingungen 

des Motor-Getriebe-Verbandes bestmöglich 

dämpfen zu können, wird ein hydraulisches System, 

bestehend aus der oberen und unteren Fluidkammer 

und einem Ringkanal verwendet. Das 

hydraulische System ist direkt in das Innere des 

Lagers integriert. 

Das mechanische Ersatzmodell eines Motorlagers 

besteht aus einer idealen Steifigkeit und einer 

viskosen Dämpfung für den Elastomerkörper. 

Das hydraulische System kann vereinfacht über 

gewöhnliche Differentialgleichungen (Impuls- 

und Kontinuitätsgleichung) abgebildet werden. 

Der Motor-Getriebe-Verband kann im interessierenden 

Frequenzbereich bis ca. 50 Hz als Starrkörper 

betrachtet werden. Die mechanischen 

Grundgleichungen (Newton-Euler-Gleichungen) 

37

38 


beschreiben die Lage und Orientierung des 

Motor-Getriebe-Verbandes im Raum anhand der 

angreifenden äußeren Lagerkräfte und dem Antriebsmoment. 

Vergleiche zwischen Messung und Rechnung mit 

konventionellem Feder-Dämpfer-Modell (Kraft- 

Weg-Gesetz) und dem echtzeitfähigen Modell 

unter Berücksichtigung des hydraulischen Systems 

zeigen eine deutliche Verbesserung bei 

der Abbildung von tieffrequenten Schwingungsphänomenen 

im Antriebsstrang. Dazu wurden 

gemessene Wegauslenkungen an den Lagern 

bei Lastwechselvorgängen untersucht und Messergebnissen 

gegenübergestellt. 

Bei der Simulation von Schwingungen in Antriebssystemen 

gibt es häufig verwendete Modellparameter, 

für welche nur unzureichend Messdaten 

vorhanden sind. Oftmals werden solche 

Parameter anhand von Erfahrungswerten oder 

Abbildung 1: Schnittbild eines modernen hydraulisch gedämpften 

Motorlagers 

groben Angaben in der Literatur geschätzt. Eine 

am VIRTUAL VEHICLE entwickelte Methodik zur 

effizienten Parametrierung der entwickelten Motorlagermodelle 

im relevanten Frequenzbereich 

basiert auf Messergebnissen am Komponentenprüfstand 

und erlaubt damit eine rasche und robuste 

Identifikation der Modellparameter. 

II. Aluminiumschaum für 

Akustikanwendungen 

Zelluläre Materialien wie Aluminiumschaum werden 

heute in der Fahrzeugindustrie bereits verwendet. 

Neben der Anwendung als Crashabsorptionsteile 

können sie auch zur Beeinflussung der 

Fahrzeugakustik eingesetzt werden. Dazu muss 

der Aluminiumschaum in geeigneter Weise beschrieben 

und simuliert werden. 

Zur Herstellung von Aluminiumschäumen wurden 

unterschiedliche Verfahren entwickelt: Alumini- 

umschäume können dabei offen- oder geschlossenporig 

erzeugt werden. Bei der Herstellung 

von geschlossenporigem Aluschaum im sog. pulvermetallurgischen 

Verfahren wird ein Metallpulver 

mit einem Treibmittel, z.B. Titanhydrid, homogen 

vermischt und zu einem Vormaterial mit ca. 

98% Dichte komprimiert. Dieses Vormaterial wird 

auf die Schmelztemperatur des Metalls erhitzt, 

wobei das Treibmittel ein Gas, wie z.B. Wasserstoff, 

freisetzt. Sobald das Metall schmelzflüssig 

wird, expandiert das Gas und die Schmelze wird 

zu flüssigem Metallschaum. Abschließend wird 

der Metallschaum bei Erreichen der maximalen 

Schaumexpansion unter die Erstarrungstemperatur 

des Metalls abgekühlt. Damit geht das flüssige 

Material in die feste Phase über. 

Metallschäume lassen sich aus einer großen 

Anzahl von Metallen und Legierungen herstellen 

und können daher vielseitig verwendet werden. 

Die günstige Kombination physikalischer 

Abbildung 2: Mechanisches Ersatzmodell für ein hydraulisches Motorlager und 

Messungs-/Rechnungsvergleich der dynamischen Steifigkeit über der Frequenz

Eigenschaften, wie z.B. eine hohe Steifigkeit 

bei niedrigem Gewicht und ein hohes Energieabsorptionsvermögen, 

macht z.B. Aluminiumschaum 

speziell für Leichtbaukomponenten mit 

hohen Anforderungen im Automobil-, Luftfahrzeug-, 

Schienenfahrzeug- und Maschinenbau 

interessant. Auch für Architektur- und Designanwendungen 

bietet Aluminiumschaum weitere 

interessante Eigenschaften: Elektromagnetische 

Abschirmung, Eigenresonanzdämpfung und 

Wärmeisolierung. Für eine breite Verwendung 

dieser Materialien muss allerdings die Wirtschaftlichkeit 

bei der Herstellung noch deutlich 

verbessert werden. 

Mit der Multi-Scale Methode ist ein effizienter 

Ansatz zur präzisen physikalischen Beschreibung 

solcher Materialen gegeben. Die Kenntnis 

der mechanischen Eigenschaften, der Geometrie 

und des Aufbaus der Mikrostruktur sind hier 

notwendig, um aus diesen Eigenschaften eine 

Porenanzahl 

250 

200 

150 

100 

50 

makroskopische Beschreibung abzuleiten. Für 

die Simulation eines Maschinenbauteils sind 

diesen mikroskopisch inhomogenen Werkstoffen 

bereichsweise homogene Ersatzstoffe zuzuordnen. 

Eine Möglichkeit, diese Homogenisierung 

numerisch durchzuführen, bietet das Konzept 

eines repräsentativen Volumenelements (RVE), 

wobei in einem kleinen Volumen des Werkstoffes 

die Gefügestruktur modelliert und als Randwertproblem 

gelöst wird. Auf Basis des RVEs können 

die lokalen E-Module und die lokalen Dichten berechnet 

werden. Diese werden in weiterer Folge 

an die FE-Simulation übergeben. 

In der am VIRTUAL VEHICLE entwickelten Methode 

wird nach der Übergabe der Materialdaten 

aus den RVEs die Berechnung der Eigenfrequenzen 

durchgeführt. Die Berechnungsergebnisse 

zeigen dabei eine gute Übereinstimmung 

zwischen berechneten und gemessenen Eigenfrequenzen. 

Die maximale Frequenzabweichung 

0 

0,10 0,20 0,50 1,00 5,00 15,00 40,00 100,00 und 

größer 

Abbildung 3: Verteilung der Porengrößen 

in den verschiedenen Querschnitten 

Scan1 

Scan2 

Scan3 

Scan4 

Scan5 

Scan6 

Porengröße [mm²] 

der am VIRTUAL VEHICLE untersuchten Bauteile 

liegt unter 5%, was die Leistungsfähigkeit 

der Methode unterstreicht. 

In Zukunft soll diese Methode verstärkt im Umfeld 

Fahrzeugleichtbau auch unter Verwendung 

von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen (u.a. Carbon, 

Kevlar), Sandwich-Materialien, Thermoplasten, 

sowie faserverstärkten Kunststoffen 

eingesetzt werden. 

III. Reibungsreduktion für 

effizientere Motoren 

Bei der Entwicklung verbrauchsarmer Motoren 

kann die Reduktion mechanischer Reibungsverluste 

zu bedeutenden Einsparungen beim 

Verbrauch beitragen. Dazu werden am VIRTUAL 

VEHICLE sämtliche wichtige Reibungsquellen 

im Motor mittels hochqualitativer Modelle untersucht 

und Maßnahmen zu deren Reduktion 

erarbeitet. 

Scan1 

Scan2 

Scan3 

Scan4 

Scan5 

Scan6 

Abbildung 4: Schematische Darstellung der Mises-Spannungen 

eines repräsentativen Volumenelements, Bereiche hoher Belastung 

sind rot dargestellt 

39

40 


Die Hauptverursacher von mechanischer Reibung 

in Motoren sind die Kolbengruppe, die 

Gleitlager im Kurbeltrieb, sowie der Ventiltrieb. 

Da beim Ventiltrieb die Reibung gering und 

eher in Hinsicht auf die Betriebssicherheit interessant 

ist, konzentrieren sich Maßnahmen zur 

Reibungsreduktion auf die wesentlichen beiden 

Quellen: Kolbengruppe und Gleitlager. 

Um Reibungsverluste zu berechnen, wird ein 

leistungsstarkes Simulationsmodell benötigt. Zuverlässige 

und genaue Reibungsberechnung ist 

ein komplexes Problem, da sich relevante Prozesse 

auf mehreren Größenskalen abspielen. Es 

müssen einerseits große Bauteile wie Pleuel und 

Kurbelwelle mit deren dynamischen Eigenschaften 

ebenso berücksichtigt werden, wie der nur 

wenige Mikrometer (1/10000-tel Zentimeter) dünne 

Schmierfilm, der lokal stark unterschiedliche 

Temperaturen aufweist. Das am VIRTUAL VEHI- 

CLE entwickelte Simulationsmodell berücksichtigt 

alle relevanten Prozesse und Einflussgrößen 

Abbildung 5: Typische Verlustaufteilung 

in modernen Motoren 

und kommt dabei ohne anzupassende Parameter 

aus, d.h. es wird kein Parameterfitting durchgeführt. 

Das Simulationsmodell kann aufgrund der 

Vorhersagekraft auch zur Lagerauslegung verwendet 

werden. 

Am Beispiel eines modernen 130 kW 4-Zylinder 

Dieselmotors wird eine 30%-ige Reibungsverlustreduktion 

erzielt, indem niedrigviskoses 

OW20 Öl mit einem breiteren 21 mm Lager kombiniert 

wird - bei derselben Tragfähigkeit wie in 

der Ausgangskonfiguration. Alternativ möglich, 

wenn auch konstruktiv aufwendiger, wäre die 

Vergrößerung des Gleitlagerdurchmessers. Der 

dazu notwendige größere Zapfendurchmesser 

bietet wegen der höheren Steifigkeit der Kurbelwelle 

auch Vorteile bei den NVH-Eigenschaften. 

Weitergehende Maßnahmen zur Reibungsreduktion, 

wie eine bedarfsorientierte Öl-Versorgung, 

können ebenfalls deutliche Einsparungen erzielen 

und mit der vorgestellten Methode untersucht 

werden. 

Es ist wichtig zu betonen, dass die Wahl des optimalen 

Schmierstoffs den gesamten Motor betrifft 

und die Kolbengruppe teilweise konkurrierende 

Anforderungen an den Schmierstoff stellt. In diesem 

Sinne kann die reibungsminimierende Wahl 

des Schmierstoffs nur bei Betrachtung des Gesamtsystems 

erfolgen. 

IV. Materialcharakterisierung 

und Vorhersage des Innengeräusches 

Der Sound nimmt einen hohen Stellenwert bei 

den Kundenerwartungen an ein Fahrzeug ein. 

Diese wollen einen zuverlässigen und starken 

Motor hören, ohne Klappern und Rasseln. Unpassende 

Geräusche sollen vermieden werden, 

dabei spielen die Stirnwandverkleidung, Teppich 

und andere Verkleidungsteile des Fahrzeugs eine 

wesentliche Rolle. Sie haben eine große Wirkung 

auf den Sound im PKW und werden deshalb zur 

Auslegung der Innenakustik verwendet. Ziel

ist ein angenehmer Höreindruck und ein „guter 

Sound“. Durch Dämmung können Geräusche am 

Eindringen ins Fahrzeug gehindert werden. Falls 

sie bereits eingedrungen sind, können sie durch 

Dämpfung abgeschwächt werden. 

Im Fahrzeuginneren eines PKW entstehen Störgeräusche 

zum Beispiel durch Geräuschquellen 

im Motorraum, Rollgeräusche bei höheren Geschwindigkeiten 

und Strömungsgeräusche. Das 

Innengeräusch eines PKW kann durch Dämmung 

und Dämpfung der Innenauskleidung (Trim) gezielt 

gestaltet werden. 

Aufgrund der großen Anzahl an Mess-Parametern, 

die durch den inhomogenen Aufbau der 

Verbundwerkstoffe von Dämmung und Dämpfung 

auftreten, sind klassische Messmethoden nicht 

geeignet und es wird eine neue Methode samt 

Materialcharakterisierung und Modellbildungsvorschrift 

benötigt, die durchgängig in Messung 

und Simulation, Konzeption und Feinrechnung 

eingesetzt werden kann. Diese neue Messmethode 

ermöglicht eine frühere und genauere Vorhersage 

des Fahrzeuginnengeräusches durch 

die Kombination der Transfer-Pfad-Analyse und 

klassischen Simulationsmodellen. 

Zur Berechnung des Fahrgeräusches am 

Fahrerohr werden dann die akustische Anregung 

von außen auf die Bodenplatte, die Transfereigenschaften 

der Bodenplatte und des Bodenteppichs, 

der akustische Innenraum sowie jeweils 

die relativen Übergänge bestimmt und modelliert. 

Diese Teilbereiche werden getrennt voneinander 

untersucht und erst dann zu einem akustischen 

Gesamtsystem zusammengeführt. Anhand eines 

Mock-ups, der dem realen PKW im akustischen 

Verhalten ähnelt, wird die Methode validiert. ■ 

Abbildung 6: Um das Geräusch an den 

Fahrerohren effizient zu berechnen, wird 

die Aufgabe in drei Teilgebiete zerlegt: 

1) die Aktivstruktur samt der Luft- 

und Körperschallanregung, 

2.) die Innenverkleidung und 

3.) die Passivstruktur samt der 

darin eingeschlossenen Luft. 

41

42 

42 

Mechanics Area X - Cross & Materials Domain 


• AUDI AG 


• BMW AG 

• Continental AG 


• DB Systemtechnik 

• Doppelmayr Cable Car GmbH 

& Co KG 

• DYNAmore GmbH 

• Europoles GmbH & Co KG 

• IAT Ingenieurgesellschaft für 

Automobiltechnik mbH 

• Kontrollstelle IKSS - Interkantonales 

Konkordat für Seilbahnen 

und Skilifte 

• LBFoster 

• MAN Truck & Bus AG 

• ÖBB Infrastruktur AG 

• PDB Partnership for Dummy 

Technology and Biomechanics 

• REK Consulting 

• Robert Bosch GmbH 

• SBB 


• SIMPACK AG 

• Toyoda Gosei Europe NV 

• TRW Automotive GmbH 

• voestalpine Schienen GmbH 

• voestalpine Stahl GmbH 

• Wiener Linien GmbH & Co KG 


• TU Graz 

- Institut für Baumechanik 

- Institut für Eisenbahnwesen und 

Verkehrswirtschaft 

- Institut für Fahrzeugsicherheit 

- Institut für Fahrzeugtechnik 

- Institut für Maschinenelemente 

und Entwicklungsmethodik 

- Institut für Mechanik 

• Helmut Schmidt Universität 

Hamburg 

- Institut für Fahrzeugtechnik und 

Antriebssystemtechnik 

• Ludwig-Maximillians-Universität 

München 

• Montanuniversität Leoben 

• Österreichische Akademie der 

Wissenschaften 

• TU Dresden - Institut für Automobiltechnik 

Dresden - IAD 

• Universität Konstanz 

- Fachbereich Mathematik und 

Statistik 

• Universität der Bundeswehr 

München 

- Institut für Mechanik 

• University of Sheffield

Einführung 

Moderne Fahrzeuge erfordern innovative 

Konzepte im Fahrzeugbau. Bei der Entwicklung 

komplexer und hochentwickelter 

Konstruktionen spielt die realitätsnahe 

computerunterstützte Modellierung eine 

entscheidende Rolle. Damit ist es möglich, 

die Wirtschaftlichkeit - in Bezug auf 

Kosten & Zeit - und die Realisierbarkeit 

wesentlich zu verbessern und somit Wettbewerbsvorteile 

zu erzielen. 

Fokussiert werden zum einen die Verbesserung 

existierender Methoden und 


Prozesse, zum anderen das Untersuchen 

neuer Strategien und Methoden im 

Bereich der Strukturmechanik und Fahrzeugsicherheit, 

der Materialtechnologien 

und der Fahrzeugdynamik. Ein wesentliches 

Ziel ist es, die Prognosefähigkeit zu 

erhöhen und die Rolle der numerischen 

Simulation im Entwicklungsprozess zu 

stärken. 

Die Mechanik als Basisdisziplin adressiert 

zahlreiche grundlegende Fragestellungen 

der Fahrzeugtechnik. 

In der Area D - Mechanics & Materials 

werden folgende Forschungsthemen behandelt, 

die in den einzelnen Projekten 

eng miteinander verknüpft sind: 

• Vehicle Safety 

• Materials & Forming Technologies 

• Composite Materials & 

Lightweight Structures 

• Vehicle Dynamics - 

Automotive Applications 

• Vehicle Dynamics - 

Rail Applicationss 

43

44 


Die Forschungsbereiche 

Vehicle Safety 

Der Bereich „Vehicle Safety“ ist bestrebt, Methoden 

zur Verbesserung der aktiven und passiven 

Sicherheit von Fahrzeugen zu entwickeln, wobei 

hier das Hauptaugenmerk auf die stetige Verbesserung 

der Prognosefähigkeit numerischer 

Methoden im Bereich der expliziten Finiten Elemente 

Simulation gelegt wird. Die Erarbeitung 

von innovativen Entwicklungsstrategien, die für 

die Validierung und Absicherung von sicherheitstechnisch 

relevanten Funktionen eingesetzt werden, 

stellt einen weiteren Schwerpunkt dar. 

Materials & 

Forming Technologies 

Die Forschungsaktivitäten im Bereich „Materials 

& Forming Technologies“ fokussieren auf die Ab- 

bildung der nichtlinearen Materialeigenschaften 

für die unterschiedlichen Simulationsdisziplinen 

wie Crash und Blechumformung sowie der dazugehörigen 

Verbindungstechnik. Dazu zählen beispielsweise 

die Abbildung des Herstellprozesses 

und dessen Auswirkung auf das Material bzw. 

das belastete Bauteil. 

Die anwendungsgerechte Materialcharakterisierung 

für hochdynamische Anwendungen stellt 

einen weiteren Schwerpunkt dieser Forschungsgruppe 

dar. Die entwickelten Methoden werden 

auf Werkstoffe mit hohem Leichtbaupotenzial angewandt 

und ermöglichen dadurch die kostengünstige 

Entwicklung neuer Karosseriekonzepte 

mit hoher Gewichtsersparnis. 

Composite Materials & 

Lightweight Structures 

Die zunehmende Nachfrage nach leichten aber 

ebenso robusten und widerstandsfähigen Materialen 

stellt die Basis für den Bereich „Composite 

Material & Lightweight Structures“ dar, der sich 

vorwiegend mit Leichtbautechnologien, alternativen 

Verbindungstechnologien und dem Crash 

Verhalten von faserverstärkten Kunststoffen 

(FRP) beschäftigt. Unter anderem konnten durch 

Anleihen aus der Natur Bauteile und Strukturen 

in Bezug auf Gewicht und auf Steifigkeit erheblich 

verbessert werden. 

Vehicle Dynamics - 

Automotive Applications 

Der Bereich „Vehicle Dynamics - Automotive 

Applications“ hat Forschungsaktivitäten auf 

dem Gebiet der Fahrer- und Fahrstilsimulation 

sowie der klassischen Fahrzeugdynamik als 

Schwerpunkte. Im Mittelpunkt steht die Methodenentwicklung 

im Bereich der Fahrdynamik und 

Lasteinleitung unter Betrachtung von sowohl nu- 

Abbildung 1: Fahrzeugsicherheit und Materialverformung sind nur einige der 

Forschungsfelder der Area „Mechanics & Materials“

merischen als auch experimentellen Methoden. 

Der Reifen als Schnittstelle zwischen Fahrzeug 

und Fahrweg spielt dabei eine besondere Rolle. 

Vehicle Dynamics - 

Rail Applications 

Der Bereich „Vehicle Dynamics - Rail Applications“ 

beschäftigt sich mit dem dynamischen 

Verhalten von spurgebundenen Fahrzeugen und 

deren Interaktion mit dem Fahrweg. Ein Kernthema 

ist dabei die Analyse und Beschreibung 

des Rad-Schiene-Kontakts als Schnittstelle zwischen 

Fahrzeug und Fahrweg. Darüber hinaus 

wird an der Entwicklung mathematischer Modelle 

für einzelne Komponenten des Fahrzeugs und 

Fahrwegs im Rahmen eines dynamischen Gesamtmodells 

zur adäquaten Erhöhung der Modelltiefe 

und damit der Prognosegüte gearbeitet. 

Projekte 



dargestellt: 

• Vorhersagemodellentwicklung für Materialversagen 

• Octamold - Simulation einer leichten 

Raumgitterstruktur 

• Verformungshistorie von Advanced High 

Strength Steel (AHSS) 

• Integrale Sicherheit 

I. Vorhersagemodellentwicklung 

für Materialversagen 

Steigende Anforderungen an die einzelnen Komponenten 

und Bauteile von Karosserien bewirken, 

dass diese hinsichtlich ihres Ausnutzungsgrades 

ständig optimiert werden. Dabei müssen 

aber stets die Bauteilfunktionen sichergestellt 

werden, vor allem hinsichtlich der relevanten 

Crashlastfälle und den damit verbundenen Anforderungen 

an das Bauelement. Somit ist es 

von entscheidender Bedeutung, wann es zum 

Versagen von Verbindungselementen oder zu 

Materialversagen in den sicherheitsrelevanten 

Bauteilen kommt. 

Da diese beiden Versagensfälle Risse in die 

Bauteile initiieren, und damit das Bauteil drastisch 

schwächen können, ist es auch notwendig 

deren Wachstum richtig zu modellieren, bzw. das 

Materialversagen vorhersagen zu können. 

Abbildung 2: Das Frank Stronach Institute für 

Fahrzeugsicherheit (VSI) der TU Graz zählt 

zu den renommierten Forschungspartnern des 

VIRTUAL VEHICLE. 

Quelle: VIRTUAL VEHICLE / VSI 

45

46 


Die Basis für diese Modellierung des Versagens 

von Material und Verbindungselementen ist die 

genaue Beschreibung des plastischen Verhaltens 

der untersuchten Bauteile. Zur Beschreibung 

der Rissinitiierung durch das Versagen 

von Bauteilen aus homogenen Materialien wurde 

eine Reihe von Schädigungsmodellen in kommerzielle 

explizite Finite Elemente (FE) Software 

integriert. Im Rahmen dieses Projektes wurden 

Methoden zur Bestimmung der Parameter für 

unterschiedliche Versagensmodelle analysiert 

und an die jeweiligen Anforderungen der untersuchten 

Use-Cases adaptiert. Dabei wurde auch 

anhand von exemplarisch ausgewählten Bauteilen 

die Bedeutung der Vorverformung für das 

Bauteilversagen dargestellt. 

Der Einfluss des Wachstums entstandener Risse 

auf die mechanischen Eigenschaften der Gesamtstruktur 

kann mit herkömmlichen makroskopischen 

FE-Modellen nicht abgebildet werden. 

Abbildung 3: Simulation des Rissfortschritts 

bei hochfesten Stellen 

In diesem Projekt wird deshalb ein neuer Ansatz 

zur Abbildung der lokalen Verformungen und 

Spannungen an der Rissspitze entwickelt, der in 

Verbindung mit einem Rissfortschrittskriterium 

den dynamischen Rissfortschritt abbildet. 

In modernen Karosserien stellt die sehr hohe Anzahl 

an Schweißpunkten eine Herausforderung 

dar, da diese die mechanischen Eigenschaften 

der Gesamtstruktur wesentlich beeinflussen. Um 

das detaillierte Verhalten eines Schweißpunktes 

und dessen Versagen in der Simulation abbilden 

zu können, ist es notwendig, den Dehnungs- bzw. 

Spannungszustand im lokalen Bereich um die 

Schweißlinse in einem, verglichen zur restlichen 

Struktur, hohen Auflösungsgrad zu kennen. 

Mit geeigneten numerischen Methoden und Modellen 

wurden neue Ansätze zur Abbildung von 

Schweißpunktverbindungen erarbeitet, die ein 

feines lokales FE-Netz vermeiden und somit 

praktikable Zeitschrittweiten in der der expliziten 

Zeitintegration (Crash) ermöglichen. 

II. Octamold - Simulation einer 

leichten Raumgitterstruktur 

Im Rahmen der Forschungstätigkeit am Kompetenzzentrum 

VIRTUAL VEHICLE wurde eine 

neuartige Simulationsmethode für die Berechnung 

der lastaufnehmenden Raumgitterstruktur 

Octamold entwickelt. Potentielle Einsatzgebiete 

dieser Struktur sind unter anderem im Bereich 

von Crashelementen im Fahrzeug und beispielsweise 

straßenseitigen Infrastrukturrückhaltesystemen 

gegeben. 

Auf der Suche nach immer effizienteren Bauweisen 

nehmen Konstrukteure zunehmend Anleihen 

an in der Natur vorkommenden Strukturen. Der 

Versuch die klassische Bauteilverstärkung mittels 

Kreuzverrippung durch eine Wabenstruktur 

Abbildung 4: Simulation einer Octamold- 

Struktur in einer Anwendung

zu optimieren, um eine Erhöhung der Steifigkeit 

spritzgegossener Bauteile bei gleichem Materialeinsatz 

zu erzielen, war der erste Schritt zur 

lasttragenden Leichtbaustruktur Octamold. Eine 

solche Wabenstruktur ist z.B. bei der Anordnung 

von Seifenblasen an einer Außenfläche zu erkennen, 

bzw. an der Oberfläche einer Styroporplatte. 

Es handelt sich im Grunde genommen um 

flach gedrückte Kugeln, die eine ebene Fläche 

als Abgrenzung des Köpers erzeugen. 

Dabei stellt sich die Frage, wie verhält sich eine 

Kugel, die in einem definierten Raum die Zwischenräume 

zu ihren Nachbarkugeln ausfüllen 

möchte. Wichtige Begriffe sind dabei Minimalflächen 

und raumfüllende Körper. Durch die Abplattung 

der Berührungsflächen bildet sich ein bestimmter 

Polyedertyp aus - der Oktaederstumpf. 

Kennzeichnend für den Oktaederstumpf ist, dass 

er eine dreidimensionale Struktur erzeugt und 

damit eine Erweiterung zu der oben genannten 

zweidimensionalen Wabenverrippung darstellt. 

Die Merkmale des Oktaederstumpfes waren die 

Vorlage für die Entwicklung von Octamold. Das 

Wirkprinzip von Octamold ist die definierte Kraftführung 

über die Kanten und die Kräfteverteilung 

in den Eckpunkten der Struktur. 

Bei Impactversuchen zeigten sich reproduzierbare 

Eigenschaften und ergeben damit die 

Grundlage für einen optimalen Energieabsorber. 

Durch die Wahl des eingesetzten Werkstoffes sowie 

der Geometrie des Oktaederstumpfes kann 

ein breiter Steifigkeits- und Festigkeitsbereich 

verwirklicht werden. Je nach Anforderungen an 

das jeweilige Bauteil, können sowohl verstärkte 

als auch unverstärkte Kunststoffe wie auch Metalle 

zum Einsatz kommen. Als Herstellungsverfahren 

eignen sich vorrangig das Spritzgießen, 

Tiefziehen und Kalandrieren. 

III. Verformungshistorie von 

AHSS (Advanced High Strength 

Steel) 

Wie bereits erwähnt liegt ein hohes Augenmerk 

im modernen Automobilbau auf Leichtbau, also 

der Erzielung von hoher Bauteilfestigkeit und 

guten Crash-Eigenschaften bei geringem Teilegewicht. 

Die Werkstoffeigenschaften moderner 

höchstfester Stahlbleche (AHSS) tragen dazu 

wesentlich bei. 

Neben den Werkstoffeigenschaften ist aber auch 

die numerische prototypen-freie Simulierbarkeit 

von AHSS ein zu beherrschender Schlüsselfaktor, 

um kostengünstigen Leichtbau realisieren 

zu können. Ein wesentlicher Aspekt der numerischen 

Simulierbarkeit von Werkstoffen in der 

Blechumformung und damit auch von AHSS ist 

es, eine qualitativ hochwertige Aussage bezüglich 

der Teileherstellbarkeit (Werkstoffversa- 

Abbildung 5: Druckversuch mit Octamold-Struktur 

47

Abbildung 6: Simulation der Verformungshistorie 

beim Tiefzieh-Vorgang 

48 


gensvorhersage) treffen zu können, ohne kosten- 

und zeitintensive Trial und Error-Schleifen in der 

Bauteilentwicklung durchführen zu müssen. 

Unsicherheiten in der Versagensvorhersage für 

AHSS ergeben sich aus eingeschränkten Praxiserfahrungen, 

dem oftmals diametralen Charakter 

der Werkstoffeigenschaften Festigkeit und 

Umformbarkeit, sowie aus einem von den bisher 

häufig eingesetzten Blechwerkstoffen abweichenden 

Versagensverhalten. 

AHSS-Blechwerkstoffe zeigen eine vermehrte 

Tendenz, im Bereich von Werkzeugradien bei 

teilweise signifikant höheren Formänderungen 

unter annähernd ebener Belastung zu versagen. 

Konventionelle Werkstoffversagenskriterien, 

welche für die Versagensbeurteilung unter annähernd 

ebener Belastung Gültigkeit haben (z.B. 

klassische Grenzformänderungskurve), können 

diesem Versagensverhalten unter ausgeprägtem 

Biegeeinfluss der AHSS-Blechwerkstoffe nur 

eingeschränkt Rechnung tragen. 

Um qualitativ hochwertigere Aussagen bezüglich 

der Teileherstellbarkeit treffen zu können, ist 

eine Versagensbeurteilung in Abhängigkeit der 

vorliegenden biege-beeinflussten Umformvorgänge 

unter Verwendung der dazu adäquaten 

Versagensmodelle in Finiten Elementen (FE) 

Simulationen von komplexen Bauteilen notwendig. 

Im Zuge dieses Projektes wird daher eine 

Methode entwickelt, die es ermöglicht, die in 

FE-Umformsimulationen von komplexen Umformteilen 

vorliegenden biege-beeinflussten Umformvorgänge 

zu identifizieren, zu klassifizieren 

und zu visualisieren. 

Abbildung 7: Modellierung des 

reaktiven menschlichen Verhaltens 

Diese zu entwickelnde Charakterisierungsmethode 

stellt eine Basis für eine Versagensbeurteilung 

in Abhängigkeit der im Bauteil vorliegenden 

biege-beeinflussten Umformvorgänge 

dar. Die Beschreibung und Klassifikation der 

bauteilrelevanten, biege-beeinflussten Umformvorgangstypen, 

welche aus FE-Umformsimulationen 

komplexer Realbauteile abgeleitet wird, 

bildet den Kern der zu entwickelnden Methode. 

Des Weiteren werden mittels dieser Methode 

ausgewählte Realbauteile charakterisiert und 

auf Basis dieser Charakterisierung erste Versagensvorhersagen 

unter Berücksichtigung der im 

Bauteil vorliegenden biege-beeinflussten Umformvorgänge 

durchgeführt. Anhand dieser ersten 

Versagensvorhersage wird die Anwendbarkeit 

und Vorhersagequalität ausgewählter Versagensmodelle 

in Abhängigkeit des biege-beeinflussten 

Umformvorgangtyps beurteilt.

IV. Integrale Sicherheit der 

Fahrzeuge von morgen 

In der Vergangenheit wurden unfallvermeidende 

Maßnahmen (aktive Sicherheit) und unfallfolgenmindernde 

Maßnahmen (passive Sicherheit) 

weitgehend getrennt betrachtet. Damit die 

Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer weiter verbessert 

werden kann, ist eine gesamtheitliche 

Betrachtung aller Sicherheitsaspekte notwendig. 

Diese Sichtweise wird als integrale Fahrzeugsicherheit 

bezeichnet. 

Der Einfluss integraler Sicherheitssysteme auf 

das Unfallgeschehen kann im Gegensatz zu 

passiven Sicherheitssystemen nicht auf Basis 

von Unfallstatistiken aufgrund fehlender Erfassung 

von Beinahe- und vermiedenen Unfällen 

ermittelt werden. Um diese Fragestellung zu 

lösen, bietet sich die Entwicklung einer Methodik 

auf Basis von numerischen Simulationen an. 

Diese erlaubt die durchgängige Darstellung des 

gesamten Zeitraums vom normalen Fahrzustand 

über den kritischen Fahrzustand bis in den Crash 

ohne Benutzereingriff. Hierbei kommen für jede 

berücksichtigte Domäne die fachspezifischen 

Simulationswerkzeuge zum Einsatz. 

Die Kopplung der Werkzeuge erfolgt über die 

am Virtuellen Fahrzeug entwickelte Co-Simulationsplattform 

ICOS, speziell für diese Toolkette 

entwickelte Routinen bewerkstelligen hierbei 

Parametrierung und Modifikation der erst zum 

Crashzeitpunkt gestarteten FEM- Berechnungsmodelle. 

Diese Methode erlaubt die gezielte 

Auslegung und die Abschätzung der Feldeffek- 

tivität integraler Sicherheitssysteme vor deren 

Markteinführung, wobei die Unfallauswirkungen 

mithilfe von FEM- Crashberechnungen ermittelt 

werden. Dabei wird die Verletzungsschwere unmittelbar 

aus den Dummymessstellen aller verfügbaren 

Körperregionen ermittelt. ■ 

Abbildung 8: Überblick Interaktionen 

der für integrale Fahrzeugsicherheit 

relevanten Simulationsdömanen 

49

50 

Area E/E X - & Cross Software 

Domain 


• AUDI AG 

• austriamicrosystems AG 


• BASF 

• BMW AG 

• CISC 

• Continental AG 


• Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG 

• DSD - Dr. Steffan Datentechnik 

• Flanders Drive 

• GAIA Akkumulatorenwerke GmbH 

• Göpel Electronics 

• Infineon Technologies AG 

• Jaguar 

• Land Rover 

• MAGNA E-Car Systems 



• NXP 

• Rosenbauer International AG 

• SB LiMotive 

• Skoda 

• Softing AG 

• TRW Automotive GmbH 

• Validas AG 

• Volkswagen AG 

• Volvo 


• TU Graz 

- Institut für Chemische 

Technologie von Materialien 

- Institut für Elektrische Antriebe und 

Maschinen 

- Institut für Elektrische Messtechnik 

und Messsignalverarbeitung 

- Institut für Fahrzeugsicherheit 

- Institut für Fahrzeugtechnik 

- Institut für Technische Informatik 

- Institut für Softwaretechnologie 

- Institut für Regelungs- und 


• Alpen-Adria Universität Klagenfurt 

- Institut für Smart System 

Technologies 

• Austrian Institute of Technology (AIT) 

• CIDAUT 

• Fraunhofer 

- Institut für Experimentelles 

Software Engineering 

- Institut für Verkehrs- und 

Infrastruktursysteme 

• KTH Stockholm 

• TU Ilmenau 

- Fakultät für Maschinenbau 

• University of Surrey 

- Faculty of Engineering and 

Physical Sciences 

• Westfälische Wilhelms-Universität 

Münster 

- Münster Electrochemical Energy 

Technology (MEET)

Einführung 

Der Bereich Electrics/Electronics (E/E) 

& Software am VIRTUAL VEHICLE erforscht 

und entwickelt neue Methoden 

und Werkzeuge, um die Fahrzeugindustrie 

in einer Vielzahl von Problemstellungen, 

wie z.B. dem modellbasierten 

Entwurf eingebetteter Systeme, der aktiven 

und der funktionalen Sicherheit (ISO 

26262), der Echtzeitmodellierung und 

Echtzeitkopplung, modernen Regelstrategien, 

der „Restfahrzeugsimulation“ oder 

Komponentenmodellen mit verbesserter 

Prognosefähigkeit, zu unterstützen. 

Jedes einzelne Thema der Area-Forschungslandschaft 

trägt entscheidend 

Area E/E X - & Cross Software Domain 

zu einem langfristigen Ziel bei - nämlich 

Funktionen und Eigenschaften mechatronischer 

und elektrochemischer Systeme 

und deren Interaktionen im elektrifizierten, 

hybriden und im elektrischen 

Fahrzeug über verschiedene Abstraktionsebenen 

abzubilden. 

Folgende Schwerpunkte finden sich in 

der Area E/E & Software: 

• Embedded Systems und funktionale 

Sicherheit 

• Batterie – Simulation, Test und 

Alterungsprozesse 

• Elektrifizierung von Komponenten 

• Multi-Domain Simulation – 

gekoppelte Simulation 

• Modellprädiktive Regelung 

• Echtzeitsysteme 

• Bordnetzsimulation 

• (Embedded) Software-Entwicklung 

51

Die Forschungsbereiche 

Neue Funktionalitäten, Eigenschaften und zusätzliche 

Features bestimmen den Innovationsgrad 

heutiger Fahrzeuge. Die steigende Anzahl 

und Vernetzung dieser Funktionen im Fahrzeug, 

die Erhöhung der Produktqualität und der Systemstabilität, 

sowie die Reduktion von Prototypen 

und deren Kosten sind die aktuellen Herausforderungen 

in der Fahrzeugindustrie. 

Es besteht kein Zweifel, dass Elektronik und 

insbesondere die eingebettete Software den 

Schlüssel für innovative und marktgerechte 

Funktionalität moderner Fahrzeuge darstellt. 

Gleichzeitig müssen jedoch die Zuverlässigkeit, 

die Sicherheit und die Qualität der Fahrzeugelektronik 

in hohem Maße gewährleistet werden. 

Heutige Fahrzeuge sind ein Paradebeispiel an 

hochvernetzten Systemen, die über verschiedenste 

Kommunikationswege (CAN, FlexRay, 

Ethernet) Informationen zeitgerecht, sicher und 

52 


Abbildung 1: Forschungsbereiche der Area E/E & Software 

zuverlässig zwischen Steuergeräten, Sensoren 

und Aktuatoren austauschen müssen. 

Besonders in der Entwicklung elektrifizierter 

bzw. alternativer Antriebskonfigurationen spielen 

eingebettete Systeme, modellbasierte Software- 

Entwicklung und funktionale Sicherheit eine 

entscheidende Rolle. Eingebettete Systeme und 

damit der Bereich E/E übernehmen zunehmend 

die funktionale Integrationsrolle in der Fahrzeugentwicklung. 

Funktionale Integrationsrolle 

Gerade im Wettbewerb der Automobilhersteller 

werden die Innovationsfähigkeit im Elektronikbereich 

und die Beherrschung der Systemkomplexität 

zu zentralen Erfolgsfaktoren. Die ständig 

steigende Anzahl der Funktionen erstreckt sich 

mehr und mehr über alle Funktionsbereiche des 

Fahrzeuges. Konzentrierte sich die Funktionserweiterung 

in der Vergangenheit vorwiegend 

auf die Bereiche Karosserieelektronik und In- 

fotainment, erfordern neue Sicherheits- und 

Komfortfunktionen wie Keyless-Entry, Fahrwerkregelsysteme, 

Vernetzung von Infotainment- 

Komponenten, neue Fahrerassistenzsysteme 

und der rasante Anstieg der Elektrifizierung des 

Antriebsstranges und der beteiligten Nebenaggregate, 

eine stärkere Vernetzung. Die funktionalen 

Anforderungen werden - bedingt durch 

die große Funktionsspanne zwischen Basis- und 

Premiumausstattung - hinsichtlich Qualität, Diagnostizierbarkeit, 

Testbarkeit sowie Methoden 

und Prozessen zu fahrzeugübergreifenden Elektroniksystemen 

ergänzt. 

Modellbasierte Entwicklung 

In den letzten Jahren fand ein Paradigmenwechsel 

von traditionellen Entwicklungsmethoden zu 

modellbasierten Ansätzen in der Entwicklung von 

E/E Systemen statt. Diese unterstützen die ganzheitliche 

Sichtweise auf die Wertschöpfungskette 

unter Berücksichtigung aller Phasen des E/E 

Entwicklungsprozesses (Anforderungen, Kon-

zept, Datenmodelle, Entwicklung, Simulation, 

funktionale Sicherheit, funktionale Absicherung, 

Produktion) und deren Optimierung. Gerade in 

der Entwicklung von sicherheitskritischen Systemen 

kann so die zunehmende Komplexität 

speziell in der Funktionsentwicklung alternativer 

Antriebe und Sicherheitssysteme auch zukünftig 

beherrschbar gemacht werden. 

Dementsprechend erforscht und entwickelt der 

Bereich E/E & Software am VIRTUAL VEHICLE 

neue Methoden und Werkzeuge, um die Fahrzeugindustrie 

in einer Vielzahl von Problemstellungen 

zu unterstützen. 

Projekte 



dargestellt. 

Entwurf von Zweispannungsbordnetzen 

mittels Co-Simulation 

In der Automobilindustrie ist ein starker Trend in 

Richtung Elektrifizierung zu erkennen. Dies gilt 

nicht nur für typische Antriebstrangkomponenten, 

wie z.B. in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, 

sondern auch immer mehr für Verbraucher wie 

Klimakompressor oder Servopumpe und ist außerdem 

auf die Forderung nach einer Reduktion 

des CO2-Ausstoßes zurückzuführen. 

Die Limitierung für eine weitere Elektrifizierung 

stellt das herkömmliche 14V Niederspannungsnetz 

dar. Die für den Betrieb der Komponenten 

notwendigen hohen elektrischen Leistungen und 

somit Ströme führen zu einem deutlichen Anstieg 

der Leitungsverluste und zu größeren Drahtquerschnitten. 

Mit der Einführung einer zweiten Niederspannungsebene 

(< 60V), die bereits seit 15 

Jahren diskutiert wird, könnten diese Probleme 

umgangen werden. Im Zweispannungsbordnetz 

können Generatoren, Energiespeicher oder 

Verbraucher, je nach Einsparungspotential und 

Kosten, entweder in der Nieder- oder der Mittelspannungsebene 

platziert werden. Die Konvertierung 

einer Komponente von 14V auf 42V 

reduziert den elektrischen Strombedarf um den 

Faktor drei, die Leitungsverluste folglich um den 

Faktor neun. Die Reduktion der elektrischen 

Ströme hat weiterhin zur Folge, dass die Kabelquerschnitte 

reduziert werden können, was zu 

einer Verringerung des Gewichts und der Kosten 

führt. Ein leistungsfähiges und effizientes 

Bordnetz ermöglicht die Einführung von weiteren 

elektrischen Komponenten, die traditionell 

mechanische Systeme ersetzen können (z.B. 

elektro-mechanische Bremse, Ventiltrieb, elektrisches 

Getriebe, Aktivlenkung, etc.). 

Obwohl das Zweispannungsbordnetz bereits seit 

langer Zeit diskutiert wurde, sind noch einige 

technische Fragen, wie zuverlässige Erkennung 

von Lichtbögen (electric arc cutoff voltage ist 

20V), Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen 

Abbildung 2: Fahrzeugkalibrierung am Prüfstand 

Quelle: Austrian Business Agency 

53

54 


42V und 12V Ebenen oder die Notwendigkeit 

einer Pulsweitenmodulation (PWM) für Glühlampen, 

zu klären. 

Co-Simulation und 

Modellbibliothek 

Im Zusammenhang mit dem Thema Zweispannungsbordnetz 

widmet sich das VIRTUAL VE- 

HICLE seit mehreren Jahren intensiv mit der 

Erforschung der Themen Modellbibliothek und 

Co-Simulation. Die Modellbibliothek am VIRTU- 

AL VEHICLE stellt eine zentrale Datenablage zur 

Verwaltung von Simulationsmodellen dar, welche 

die Entwicklungsdomänen und somit die Fachbereiche 

zusammenführt. Die von den jeweiligen 

Fachabteilungen zur Verfügung gestellten 

Modelle werden mit Metadaten versehen (z.B. 

Simulationswerkzeug inkl. Version, Beschreibung 

der Ein-/Ausgänge, Datenformat, etc.) und 

gemeinsam mit einer Dokumentation in einem 

Datenmanagementsystem abgelegt. 

Abbildung 3: Architektur für ein Zweispannungsbordnetz mit 

Startergenerator und Li-Ionen-Batterie im 42V Mittelspannungsbereich 

und Bleiakku im 14V Niederspannungsbereich 

Die entwickelten Co-Simulationsmethoden und 

-werkzeuge sind in der sogenannten „unabhängigen 

Co-Simulations-Plattform ICOS“ professionell 

umgesetzt. Das so genannte „ICOS Framework“ 

verbindet die Simulationswerkzeuge (und 

damit die virtuelle Darstellung der Komponenten) 

aus den unterschiedlichen Disziplinen und 

führt komplexe Aufgaben wie Datenaustausch, 

Synchronisation, Extrapolation oder zentral die 

Fernsteuerung der Simulationstools aus. 

Die Einführung von Co-Simulation im modellbasierten 

Entwicklungsprozess wird von der steigenden 

Komplexität moderner mechatronischer 

Systeme getrieben. Es genügt nicht mehr, eine 

Komponente aus der Sicht des zuständigen 

Fachbereichs darzustellen. Stattdessen müssen 

komplexe Interaktionen, Lastfälle oder Randbedingungen 

aus unterschiedlichsten Domänen im 

Entwicklungsprozess berücksichtigt werden. Für 

eine virtuelle Darstellung bedeutet dies, dass 

nicht mehr nur ein Simulationswerkzeug zum 

Einsatz kommen kann, es muss bereits hier eine 

korrekte Abbildung des Gesamtsystems unter 

Einbeziehung der spezifischen Tools gewährleistet 

werden. Ein Co-Simulationsframework wie 

ICOS macht dies möglich. 

Die Einführung einer zweiten Niederspannungsebene 

im KFZ wird zu einer weiteren Elektrifizierung 

der traditionellen mechanischen Komponenten 

in Pkws führen. Einerseits wird hiermit die 

Forderung nach Reduktion der CO2-Emissionen 

unterstützt, andererseits wird die Komplexität in 

der Entwicklung von Bordnetzen deutlich erhöht. 

Durch den Einsatz eines modernen Frameworks 

wie ICOS wird eine effiziente Entwicklung der 

künftigen Zwei-Spannungs-Bordnetze überhaupt 

erst ermöglicht. Mittels des modularen Co- 

Simulationsansatzes können unterschiedliche 

Stromnetzkonfigurationen auf ihre Effizienz und 

ihr Stabilitätsverhalten hin analysiert werden.

Neue Sicherheitskonzepte 

für die E-Mobilität 

Die ISO 26262 ist der neue Standard für funktional 

sichere Elektrik und Elektronik (E/E). 

Speziell die Entwicklung von Elektrofahrzeugen 

ist davon betroffen. Systematisches Vorgehen 

für die Entwicklung eines funktionalen Sicherheitskonzeptes 

ist die Bedingung an die Zukunft. 

Damit Fahrzeuge für die E-Mobilität von morgen 

den Sicherheitserwartungen der Kunden und des 

Gesetzgebers entsprechen, sind sowohl gesetzliche 

Richtlinien für Zulassung dieser Fahrzeuge 

als auch aktuelle technische Richtlinien einzuhalten. 

Immer wichtiger werden Entwicklungsnormen 

zur funktionalen Sicherheit. Im Automobilbereich 

ist dies die neue „ISO 26262 - Road vehicles - 

Functional safety“. Der Sicherheitsaspekt wird 

dabei durch die „sichere Funktion“ von E/E- 

Systemen im Fahrzeug erreicht, wobei kritische 

Fehler erkannt und beherrscht werden sollen, 

um das Fahrzeug in einen sicheren Betriebszustand 

bringen zu können. Notwendig wurde die 

Einführung dieses Standards, da die Richtlinie 

„IEC 61508 - Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener 

elektrischer / elektronischer / programmierbarer 

elektronischer Systeme“ für das 

moderne automotive Umfeld nicht ausreichend 

anwendbar ist. 

Die ISO 26262 ist kein gesetzlich vorgeschriebenes 

Regelwerk, das die Hersteller verpflichtet, 

ihre Produkte gemäß der Norm zu entwickeln. 

Sie stellt eine technische Empfehlung an die 

Sicherheit von Produkten dar. Der Inverkehrbringer 

ist aus Sicht der Produkthaftung rechtlich 

verpflichtet, die notwendige Sorgfaltspflicht 

einzuhalten. Erst mit der Erfüllung der Anforderungen 

der ISO 26262 und einem vollständigen 

Sicherheitsnachweis kann der Stand der Technik 

für das Produkt belegt werden. 

Damit wird indirekt die enorme Bedeutung der 

funktionalen Sicherheit durch die Einführung der 

ISO 26262 definiert. 

Die Funktion von Elektrofahrzeugen ist in einem 

viel stärkeren Maß an den Einsatz von Elektronik 

gebunden als in konventionellen Fahrzeugen. 

Dabei werden mechanische Komponenten 

durch elektrische Systeme ersetzt oder ergänzt 

und der Energiefluss im Fahrzeug elektronisch 

gesteuert. So können zum Beispiel in einem 

Elektrofahrzeug Bremsvorgänge um intelligente 

Energierückgewinnung erweitert werden. 

Ein sogenannter „Blue-Screen“ in der IT-Welt ist 

die Anzeige und Beschreibung einer bestimmten 

Kategorie von Fehlermeldungen in Kombination 

mit dem Absturz des Systems ohne jegliche 

Vorwarnung. Ein derartiges Ereignis will sich 

wohl niemand während der Benutzung eines 

Fahrzeugs vorstellen. Gefährdungen für Personen 

müssen also auf ein vertretbares und 

Abbildung 4: Co-Simulationsdarstellung mit ICOS 

für den Mildhybrid mit Zweiebenen-Bordnetz 

55

56 


gesellschaftlich akzeptiertes Restrisiko reduziert 

werden. Mit der stetig wachsenden Komplexität 

elektronischer Komponenten in Fahrzeugen 

steigt auch die Wahrscheinlichkeit möglicher 

Fehlfunktionen. Ist eine sicherheitsrelevante 

Komponente von einer solchen Fehlfunktion betroffen, 

so könnten dadurch Menschen zu Schaden 

kommen. 

Neu durch die ISO 26262 ist die Einführung einer 

eigenständigen Konzeptphase vor dem Start 

der System-Entwicklung. Die Ausarbeitung eines 

funktionalen Sicherheitskonzepts für die Umsetzung 

von Sicherheitszielen wurde bisher nicht in 

dieser Form durchgeführt. Es wird beschrieben, 

welche Anforderungen für eine standard-konforme 

Umsetzung nachzuweisen sind. Wie die 

Norm mit allen zu erfüllenden Vorgaben an das 

Management, an die Entwicklungs- und Analysemethodik 

bis hin zur Verifikation und Validierung 

in die bestehende Prozesslandschaft eingeführt 

Abbildung 5: Möglicher „Blue-Screen“ in einem Elektrofahrzeug?! – 

Mit der ISO 26262 soll das nicht eintreten. 

werden kann, stellt derzeit die Autohersteller als 

auch deren Zulieferer vor eine besondere Herausforderung. 

Auch am VIRTUAL VEHICLE hat daher das 

Thema funktionale Sicherheit einen besonderen 

Stellenwert erlangt und wird im Rahmen von Projekten 

mit internationaler Beteiligung erforscht. 

Schwerpunkte liegen auf den Gebieten der 

Konzeptphase, Sicherheitsanalysen, Integration 

der Sicherheit in bestehende Entwicklungsprozesse, 

sowie Sicherheitszertifizierung von E/E- 

Systemen. 

Batteriemodelle: Kosten und 

Lebensdauer 

Die Themen Kosten und Sicherheit dominieren 

die Einführung der Elektromobilität. Die Erkennt- 

nis, dass die reinen Elektrofahrzeuge nicht die 

CO2-Emmisionsproblematik lösen werden, ist in 

der Fachwelt als „Common Sense“ verstanden 

worden. Elektromobilität wird sich also in einem 

intelligenten Verbund von etablierten Technologien 

und einer Erweiterung um den elektrischen 

Antriebsstrang durchsetzen. Damit steigen die 

Anforderungen an das Verständnis der Alterungszusammenhänge 

von Energiespeichern. 

Die zunehmende Elektrifizierung der individuellen 

Mobilität bringt neue Komponenten ins 

Fahrzeug, die das technische Spannungsfeld 

und die damit verbundenen Herausforderungen 

für diese Produkte erhöhen. Die Antriebsstrangkomponenten, 

wie elektrische Maschinen, die 

notwendige Stromrichtertechnologie und die 

Energiespeichertechnologien, werden derzeit 

als Produkt formuliert oder sind bereits in ersten 

Lösungen am Markt erhältlich. Neben der Variante 

der Hybride (in diesem Zusammenhang sind

hybride Technologien aus Verbrennungskraftmaschine 

und elektrischem Antrieb gemeint), wie 

sie bereits gut am Markt erhältlich sind, bringen 

die Hersteller erste Fahrzeuge mit einem höheren 

Grad an Elektrifizierung auf den Markt. 

Diese Technologien werden als PlugIn-Varianten 

mit größerem Energiespeicher für erste praktikable 

Reichweiten (in etwa 30 bis 50 km) im rein 

elektrischen Fahrmodus bezeichnet, bis hin zu 

rein elektrischen Fahrzeugen, die derzeit noch 

ein Nischendasein fristen. 

In der Fachwelt werden bei Batteriemodellen 

für Spannungs- und Strommodelle Ansätze für 

Impedanzmodelle, empirische Approximationsmodelle 

und elektrochemische (mechanistische) 

Modelle verfolgt. Impedanz- und empirische 

Modelle basieren nicht auf den mechanistischen 

Vorgängen in der Zelle selbst, sondern behandeln 

diese als Black-Box. Die Modellgattung der 

mechanistischen Modellierung ist von der Know- 

Abbildung 6: Prinzipieller Aufbau und 

Funktion einer Lithium-Ionen Zelle 

How-Tiefe um ein Vielfaches anspruchsvoller 

und bietet demgegenüber Möglichkeiten, auf 

die tatsächlichen Vorgänge in der Zelle rückzuschliessen. 

Und genau dieser Umstand rechtfertigt 

den Aufwand der detailreichen Modellierung 

in den elektrochemischen Zusammenhängen, 

speziell in der Produktentwicklung von Zellen 

und Batteriesystemen und der Lebensdauerabschätzung. 

Es kann also festgestellt werden, dass ein elektrochemisches 

Modell reale Vorgänge in einem 

Modell vereinfacht abbildet. Damit entsteht ein 

Werkzeug, das sogar unter Last der Zelle oder 

des Batteriesystems eine Aussage auf Vorgänge 

in der Zelle zulässt. Ein spezieller Anwendungsfall 

ist die Verbindung der Lebensdauerprognose 

mit diesem detaillierten Modellierungsansatz. 

Hierbei werden schädigende Vorgänge bewertet 

und als Information in die Prognose mit eingebunden. 

Das Batteriesystem ist heute das technische und 

wirtschaftliche Nadelöhr in der Umsetzung der 

Elektromobilität. Eine zuverlässige und robuste 

Alterungsprognose im komplexen Umfeld des 

Automobils ist die Grundvoraussetzung, um das 

System effizient nutzen zu können. Damit kann 

verhindert werden, dass Systeme überdimensioniert 

und damit zu teuer am Markt platziert 

werden. Dem gegenüber steht eine zu kleine Dimensionierung 

des Energiespeichers und damit 

einhergehend entweder verringerte Kundenfunktion, 

wie zum Beispiel zu geringe Reichweite, 

oder zu wenig Treibstoffersparnis. Sollte es im 

schlechtesten Fall zu gehäuften Ausfällen des 

Fahrzeugs beim Endkunden kommen, wird die 

Elektromobilität nicht ihr inhärentes Potential 

aufzeigen können und sich deswegen möglicherweise 

nicht durchsetzen. 

Abbildung 7: Alterungsprognose, der traditionelle 

Pfad und die Erweiterung mittels Modell 

57

58 


SAFECONV: Erlebbarkeit 

von vernetzten Sicherheitsfunktionen 

Die Vernetzung von aktiven und passiven Sicherheitssystemen 

stellt eine große Herausforderung, 

sowohl in der Simulation und virtuellen 

Erprobung, als auch in der Fahrzeugintegration, 

dar. Das K2 Forschungsprojekt „Modelling, Simulation, 

and Integration of Active Safety Systems 

for a Safety Concept Vehicle (SAFECONV)“ ist 

ein weiterer Baustein im Rahmen der Kooperation 

der BMW Group und des VIRTUAL VEHICLE 

zur durchgängigen Entwicklung, Optimierung 

und Absicherung vernetzter Sicherheitsfunktionen 

im Gesamtfahrzeug. 

In den letzten Jahren führte die Weiterentwicklung 

der Sensorik im Bereich der Objekterkennung 

zu wesentlichen Fortschritten bei der 

integralen Fahrzeugsicherheit. Die wesentliche 

Zielsetzung der integralen Sicherheit ist die 

Vermeidung von Unfällen und die Reduktion der 

Schwere der Unfälle, sowie eine weitere Sen- 

Abbildung 8: Sensorik zur Unfallfrüherkennung 

Quelle: BMW-Group 

kung des Verletzungsrisikos durch Ausschöpfen 

von Potentialen, die sich durch die Integration 

ergeben. Hierzu werden Systeme der aktiven 

und der passiven Sicherheit kombiniert und neuartige 

Funktionen, wie Fahrerassistenzsysteme 

(z.B. innovative Bremsassistenten), Pre-Crash- 

Funktionen oder adaptive Sicherheitssysteme, 

deren Funktionsweisen und Wirkung sich der Art 

und Schwere des Unfalls anpassen, eingesetzt. 

Dies erfordert eine immer stärkere Vernetzung 

der Sicherheitsfunktionen im Fahrzeug, was 

jedoch auch eine immer höhere Komplexität im 

Entwicklungs- und Integrationsprozess dieser 

Sicherheitsfunktionen bedeutet. Diese Komplexität 

stellt während der Entwicklung von neuen 

Funktionen eine große Herausforderung dar, weil 

diese mit herkömmlichen Methoden oft nur einzeln 

und nicht als Vernetzung betrachtet werden 

können. Dadurch sinkt dann das gesamte Systemverständnis. 

Die Integration der unterschiedlichen Funktionen 

erfordert eine entsprechende disziplinübergreifende 

Betrachtung. Ein wesentliches Werkzeug 

stellt die Co-Simulation dar. Dabei werden unterschiedliche 

Tools und Modelle verschiedenster 

Disziplinen von Fahrdynamik bis Crashsimulation 

kombiniert, um die Eigenschaften des vernetzten 

Gesamtsystems darzustellen. Dadurch 

können disziplinübergreifende Fragestellungen 

beantwortet werden, sowie Abhängigkeiten und 

Interaktionen zwischen den einzelnen Teilgebieten 

aufgezeigt werden. 

Das übergeordnete Ziel ist die durchgängige 

Darstellung der Entwicklung vernetzter Funktionen 

vom Konzept, Simulation und Integration 

bis hin zur Erprobung und Validierung. Die Effektivität 

der entwickelten Methodik wird anhand 

der Integration ausgewählter Sicherheitsfunktionen 

in einem Versuchsträger (Safety Konzeptfahrzeug) 

demonstriert. Die fachübergreifende 

Zusammenarbeit (Elektrik/Elektronik und Fahrzeugsicherheit) 

in der effizienten Entwicklung 

zukünftiger Fahrzeugsicherheitssysteme spiegelt 

den interdisziplinären Charakter dieses Forschungsvorhabens 

wider. ■

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Appendix 

Finanzbericht 

Bilanz 2011 

Gewinn- und Verlustrechnung 2011 

Lagebericht 

Umsatzentwicklung 

Publikationen 

Beiträge in Fachzeitschriften und Konferenzberichten 

Buchbeiträge und Vorträge 

Bakkalaureatsarbeiten, Diplomarbeiten, 

Masterarbeiten und Dissertationen 

Organe und Partner 

Aufsichtsrat & Generalversammlung 

Strategy Board & Programmkomitee 

Wissenschaftlicher Beirat & Gesellschafter 

Fördergeber & Mitgliedschaften 

Unternehmenspartner 


59 59

Bilanz 

Geschäftsjahr 2011 

ANLAGEVERMÖGEN 

60 

AKTIVA 

2011 

EUR 

2010 

EUR/1000 

Immaterielle Vermögensgegenstände............. 170.060,45 ..........120,0 

Sachanlage.................................................. 1.442.617,50 .......1.166,7 

Finanzanlagen.................................................. 31.108,41 ............18,5 

Summe Anlagevermögen........................ 1.643.786,36 .......1.305,2 

UMLAUFVERMÖGEN 

Vorräte............................................................ 276.772,95 ...........117,3 

Forderungen und sonstige 

Vermögensgegenstände.............................. 5.241.938,25 .......4.076,5 

Kassenbestand, 

Guthaben bei Kreditinstituten...................... 

Summe Umlaufvermögen....................... 8.015.917,33 .......5.793,9 

RECHNUNGSABGRENZUNGSPOSTEN 

2.497.206,13 .......1.600,1 

Summe ARA............................................... 149.158.99 ..........216,2 

SUMME AKTIVA........................................... 9.808.862,68 .......7.315,3 

Bilanz und Gewinn- & Verlustrechnung des Geschäftsjahres 2011 (1.1.2011 

- 31.12.2011) wurde mit BDO Graz GmbH, WP & StB, erstellt, von PricewaterhouseCoopers 

Steiermark Wirtschaftsprüfung und Steuerberatung GmbH 

geprüft und in der Generalversammlung am 27.03.2012 genehmigt. 

EIGENKAPITAL 

PASSIVA 

2011 

EUR 

2010 

EUR/1000 

Stammkapital................................................... 106.400,00 ..........106,4 

Kapitalrücklagen............................................. 251.537,67 ..........251,5 

Gewinnrücklagen.......................................... 1.380.000,00 .......1.080,0 

Bilanzgewinn................................................... 986.427,35 ..........569,9 

Summe Eigenkapital............................... 2.724.365,02 .......2.007,9 

SUBVENTIONEN UND ZUSCHÜSSE 

Summe Subventionen und Zuschüsse....... 175.105.61 ..........278,6 

RÜCKSTELLUNGEN 

Summe Rückstellungen............................. 556.196,00 ..........540,7 

VERBINDLICHKEITEN 

Summe Verbindlichkeiten....................... 5.019.219,20 .......3.553,8 

RECHNUNGSABGRENZUNGSPOSTEN 

Summe PRA............................................ 1.333.976,85 ..........934,3 

SUMME PASSIVA....................................... 9.808.862,68 .......7.315,3

Gewinn- und Verlustrechnung 


G&V- RECHNUNG 

1. Umsatzerlöse................................................................................... 8.821.831,67 ...............7.460,2 

2. Veränderungen des Bestandes an fertigen und unfertigen 

Erzeugnissen sowie an noch nicht abrechenbaren Leistungen............. 114.907,32 ....................53,6 

3. Andere aktivierte Eigenleistungen.......................................................... 3.871,25 ......................0,3 

4. Sonstige betriebliche Erträge.......................................................... 10.864.197,47 ...............8.883,3 

5. Betriebsleistung.................................................................... 

2011 

EUR 

2010 

EUR/1000 

19.804.807,71 .............16.397,3 

6. Aufwendungen für Material und sonstige 

bezogene Herstellungsleistungen..................................................... 7.252.058,43 ...............5.887,3 

7. Personalaufwand............................................................................. 9.423.137,38 ...............7.876,6 

8. Abschreibungen.................................................................................. 593.501,24 ..................691,7 

9. Sonstige betriebliche Aufwendungen................................................ 1.857.185,59 ...............1.603,7 

10. Zwischensumme aus Z1 bis 9 (Betriebsergebnis).............................. 678.925,07 ..................338,1 

11. Sonstige Zinsen und ähnliche Erträge.................................................. 32.251,20 ....................22,4 

12. Zinsen und ähnliche Aufwendungen...................................................... 1.276,88 ......................2,0 

13. Zwischensumme aus Z11 bis 12 (Finanzerfolg)................................... 30.974,32 ....................20,4 

14. Ergebnis der gewöhnlichen Geschäftstätigkeit................................... 709.899,39 ..................358,5 

15. Steuern vom Einkommen und vom Ertrag............................................. -6.534,34 ......................1,8 

16. Jahresüberschuss............................................................................. 716.433,73 ..................356,7 

17. Gewinnvortrag (abzüglich Zuweisung Gewinnrücklage) .................... 269.993,62 ..................213,3 

18. Bilanzgewinn..................................................................................... 986.427,35 ..................570,0 

61

Lagebericht 

Lagebericht für das 


1. Geschäftsverlauf, Geschäftsergebnis 

und Lage des 

Unternehmens 

1.1. Entwicklung der Gesellschaft 

Die Kompetenzzentrum - Das virtuelle Fahrzeug, 

Forschungsgesellschaft mbH (im Folgenden 

„ViF“ genannt) steht für virtuelle Produktentstehung. 

Die Entwicklung neuer Technologien, Methoden 

und Werkzeuge einzelner CAE-Disziplinen 

sowie insbesondere der CAE-Integration mit 

multidisziplinärer Auslegung und gekoppelter Simulation 

bildet das zentrale Ziel am Forschungszentrum. 

Ergänzt durch Prüfstände und zahlreiche 

Testmöglichkeiten erfolgt die Absicherung 

von Entwicklungen 

Wesentlicher Gegenstand des Unternehmens 

ist die Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten 

im Rahmen des COMET Programmes 

der österreichischen Bundesregierung. 

Weiterer Gegenstand des Unternehmens ist die 

Auftragsforschung, das Durchführen von Forschungen, 

Entwicklungen, Erprobungen, Messungen 

und dergleichen außerhalb des COMET 

Programmes sowie die Förderung universitärer 

Aufgaben. Des Weiteren ist die Gesellschaft zu 

allen Geschäften und Maßnahmen berechtigt, 

die zur Erreichung des Gesellschaftszweckes 

notwendig sind oder nützlich erscheinen. 

1.2. Geschäftsverlauf 2011 

Angewandte Forschung, geförderte Forschungsprojekte 

mit Brückenfunktion zwischen Universität 

und industrieller Vorentwicklung stehen im 

Mittelpunkt der mittlerweile über 200 Mitarbeiter. 

Im Rahmen des COMET K2-Mobility Programmes 

wurden für das ViF über 63 Mio. Euro 

an Forschungsprojektvolumen für die ersten fünf 

Jahre (2008-2012) genehmigt. Mit Ende 2011 

wurde das vierte von fünf Forschungsjahren im 

Rahmen des COMET K2–Mobility Programmes 

abgeschlossen, in den ersten vier Jahren wurden 

62 

dabei über 47 Mio. Euro vom genehmigten Forschungsvolumen 

erarbeitet. 

Das ViF war neben den Aktivitäten für das K2 

Forschungsprogramm im Geschäftsjahr 2011 

auch an zahlreichen nationalen und internationalen 

Forschungsprojekten beteiligt. Diese 

Aktivitäten tragen entscheidend zum Aufbau 

von strategischem Know-how und zum Erfolg 

des Unternehmens bei, zudem kann damit die 

Auslastung flexibler gesichert werden. Der Auftragseingang 

im Dienstleistungsbereich konnte 

im Vergleich zum Jahr 2010 erneut gesteigert 

werden. 

Insgesamt konnte am ViF das Forschungsvolumen 

gegenüber dem Vorjahr 2010 um ca. 

20% erhöht werden. Strategisch wichtige Partnerschaften 

mit OEMs wurden sowohl im Forschungs- 

als auch im Dienstleistungsbereich 

gefestigt und ausgebaut. 

Im abgelaufenen Geschäftsjahr gab es 5 Patentanmeldungen, 

62 Publikationen/Co-Publikationen 

und 53 technische Zwischenberichte 

aus K2 Projekten. In Verbindung mit den Forschungsaktivitäten 

am Zentrum konnten 3 Dissertationen, 

22 Diplomarbeiten/Master Theses 

und 4 Bakkalaureatsarbeiten verfasst werden. 

Die Gesellschaft verfügte im Jahr 2011 über 

keine Zweigniederlassungen und hat im abgelaufenen 

Geschäftsjahr keine derivativen Finanzinstrumente 

eingesetzt. 

2. Finanzielle 

Leistungsindikatoren 

2.1 Geschäftsergebnis, Ertragslage 

Die Erlöse der Gesellschaft resultieren überwiegend 

aus dem COMET K2 – Mobility Forschungsprogramm. 

Die Erlöse aus dem COMET 

K2 – Mobility Forschungsprogramm (öffentliche 

Förderung und Unternehmenspartner) betrugen 

im abgelaufenen Geschäftsjahr TEUR 16.290 

(Vorjahr TEUR 13.318). 

Der NonK Bereich erzielte im abgelaufenen Geschäftsjahr 

Erlöse in der Höhe von TEUR 2.409 

(Vorjahr TEUR 2.272). 

Des Weiteren ergibt sich auf Basis der Forschungs- 

und Entwicklungsaufwendungen am 

ViF eine Forschungsprämie in der Höhe von 

TEUR 975 (Vorjahr TEUR 616). Zusätzlich wurden 

im Geschäftsjahr 2011 sonstige betriebliche 

Erträge in Höhe von TEUR 131 (Vorjahr TEUR 

264) erzielt. 

Kennzahlen 

2011 

[TEUR] 

2010 

[TEUR] 

Betriebsleistung 19.805 16.397 

davon Erlöse 

öffentliche Förderungen 9.864 8.246 

EGT 710 358 

2.2 Vermögens- und Finanzlage 

Eigenkapitalquote 

Kennzahlen 2011 

[TEUR] 

2010 

[TEUR] 

Eigenkapital 2.724 2.008 

Gesamtkapital 9.809 7.315 

Eigenkapitalquote 27,77% 27,45% 

Kapitalflussrechnung 

Kennzahlen 

2011 

[TEUR] 

2010 

[TEUR] 

Geldfluss aus dem Ergebnis 1.141 810 

Nettogeldfluss aus der 

gewöhnlichen Geschäftstätigkeit 1.763 381 

Nettogeldfluss aus laufender 

Geschäftstätigkeit 1.770 379 

Nettogeldfluss aus 

Investitionstätigkeit -873 -356 

Nettogeldfluss aus der 

Finanzierungstätigkeit 

Zahlungswirksame Veränderung 

0 0 

des Finanzmittelbestands 897 24

3. Bericht über die voraussichtliche 

Entwicklung und die 

Risiken des Unternehmens 

3.1 Vorgänge von besonderer Bedeutung 

nach dem Bilanzstichtag 

Nach dem Bilanzstichtag sind keine außergewöhnlichen 

Ereignisse eingetreten, die maßgeblichen 

Einfluss auf die Vermögens-, Finanz- oder 

Ertragslage der Gesellschaft haben. 

3.2 Risiken und Ungewissheiten 

Das K2 Forschungsprogramm deckt den wesentlichen 

Teil der wirtschaftlichen Tätigkeiten am 

ViF ab. Die vertraglichen Rahmenbedingungen 

mit den Fördergebern und die projektbezogenen 

Kooperationsverträge mit den industriellen und 

wissenschaftlichen Partnern bilden eine grundlegende 

Basis für die Auslastung am ViF. 

Die bisher getätigten Forschungstätigkeiten im 

K2 Forschungsprogramm wurden im Rahmen 

25.000 

20.000 

15.000 

10.000 

5.000 

der Zwischenevaluierung am 9.3.2012 durch 

ein unabhängiges, internationales Expertengremium 

äußerst erfolgreich evaluiert. Für die 

kommenden 5 Jahre (2013-2017) wurde ein Forschungsvolumen 

in der Höhe von 69,5 Mio. Euro 

genehmigt, dies sind 6 Mio. Euro mehr als in der 

1. Förderperiode. Auf Basis dieser Entscheidung 

besteht für das ViF Gewissheit für die Fortführung 

der Forschungstätigkeiten im Rahmen des 

K2 Forschungsprogrammes. 

3.3 Voraussichtliche Entwicklung des 

Unternehmens 

Nach der Wirtschaftskrise in den Jahren 2008 

und 2009, insbesondere in der Automobilindustrie, 

befindet sich das Unternehmen nach 

gleichbleibenden Level im Jahr 2009 seit Anfang 

2010 auf Wachstumskurs. Das Wachstum 

erfolgt einerseits im Zuge des K2 Forschungsprogrammes 

und andererseits auch im NonK Bereich 

bei geförderten Forschungsprojekten (EU, 

FFG etc.) sowie im Dienstleistungsbereich. Für 

eine ökonomische und intensivere Betreuung der 

Umsatzentwicklung 

Kunden im süddeutschen Raum wird die Repräsentanz 

in München mit 1.1.2012 als Betriebsstätte 

geführt. Der Mitarbeiterstamm im süddeutschen 

Raum soll sukzessive erweitert werden. 

3.4 Ausblick 

Das Vorantreiben der Internationalisierung, das 

Eingehen von strategischen Partnerschaften und 

der damit verbundene Ausbau einer internationalen 

Spitzenstellung stellen weiterhin einen wesentlichen 

Schwerpunkt der nächsten Jahre dar. 

Die Nutzung der intensiven Kontakte in Kanada, 

die Vertiefung der Zusammenarbeit mit europäischen 

OEMs sowie der Ausbau des internationalen 

Netzwerkes an Forschungspartnern und 

Industriepartnern bleiben weiterhin im Fokus. 

Betriebsleistung in T€ 

0 

06/2003 06/2004 06/2005 06/2006 06/2007 12/2007* 12/2008** 12/2009 12/2010 12/2011 

* Umstellung Wirtschaftsjahr - Hochrechnung auf ein Jahr 

** Verschmelzung mit dem Akustikkompetenzzentrum 

63

Publikationen 

Publikationen 2011 

Eine große Anzahl an Publikationen belegt auch 

in diesem Forschungsjahr die umfassenden wissenschaftlichen 

Aktivitäten des VIRTUAL VEHI- 

CLE: 

• Beiträge in Fachzeitschriften 

• Beiträge in Konferenzberichten 

• Buchbeiträge 

• Vorträge 

• Diplomarbeiten 

• Masterarbeiten 

• Bakkalaureatsarbeiten 

• Dissertationen 

Beiträge in 

Fachzeitschriften 

Denger, A., Schmeja, M., Unzeitig, W., Schlüter, W., Peschke, 

F.: Product Lifecycle Management (PML) - Ein Blick auf den 

Mitarbeiter von Morgen. In: Produkt Daten Journal, Bd. 18 

(2011), Nr. 2, S. 55-59 - ISSN 1436-0403 

Six, K., Rosenberger, M., Marte, C., Trummer, G.: Rad/Schiene-Interaktion 

- Aspekte der Fahrzeug-Fahrweg-Schädigung. 

In: ZEVrail, Bd. 135 (2011), S. 8-17 - ISSN 1618-8330 

Tomasch, E. Sinz, W. Gobald, M. Steffan, H., Nadler, B., Nadler, 

F., Sternad, B., Schneider, F.: Required length of guardrails 

before hazards. In: Accident Analysis & Prevention, Vol. 

43 (2011), p. 2112-2120 - ISSN 0001-4575 

Luber, B., Rosenberger, M., Schmeja, M.: Research into vehicle/track 

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Review, Vol. 51 (2011), No. 1, p. 32-34 - ISSN 0079-9548 

Rauch, Ch.: On uncertainty and local sensitivity analysis for 

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fluid temperature, and conductance. In: Frontiers in 

Heat and Mass Transfer, Vol. 2 (2011), No. 3, p. 1-8 - ISSN 

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Lieschnegg, M., Lechner, B., Fuchs, A., Mariani, O.: Versatile 

sensor platform for autonomous sensing in automotiv 

applications. In: International Journal on Smart Sensing and 

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Meile, W., Brenn, G., Reppenhagen, A., Lechner, B., Fuchs, 

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Griessnig, G., Kundner, E., Armengaud, E., Torchiaro, S., 

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0932-383X 

Leitner, A., Mader, R., Kreiner, Ch., Steger, Ch., Weiß, R.: A 

developement methodology for variant-rich automotive software 

architectures. In: e & i Elektrotechnik und Informationstechnik, 

Vol. 128 (2011), No. 6, p. 222-227 - ISSN 0932-383X 

Muller, C., Valle, M.: Design and simulation of automotive 

communication networks: the challenges. In: e & i Elektrotechnik 

und Informationstechnik, Vol. 128 (2011), No. 6, p. 

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Schwarzl, Ch., Wotawa, F.: Test case generation in practice 

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und Informationstechnik, Vol. 128 (2011), No. 6, p. 240-244 - 

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Karas, L., Jalics, K., Priebsch, H.-H.: Vibro-acoustic simulation 

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Advance Engineering Material Journal, Vol. 11 (2011), No. 13, 

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Allmaier, H., Priestner, Ch., Priebsch, H.-H., Forster, C., 

Novotny-Farkas, F.: Predicting friction reliably and accuretely 

in slider bearings - the importance of extensive oil-models. 

In: Tribology International, Vol. 48 (2011), p. 93-101 - ISSN 

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Beiträge in 

Konferenzberichten 

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International Conference and Workshops on Engineering of 

Computer-Based Systems (ECBS 2011), Las Vegas, 2011-04- 

27, IEEE (Ed.), 2011, p. 169-178 - ISBN 978-1-4577-0065-1 

Buchbeiträge 

Stolz, M., Knauder, B., Micek, P., Ebner, W., Ebner, P., Korsunsky, 

E.: Unifying Approach to Hybrid Control Software. In: 

Advanced Microsystems for Automotive Applications 2011: 

Smart Systems for Electric, Safe und Networked Mobility. 

Hrsg.: Meyer Gereon, Valldorf, Jürgen, Heidelberg/Berlin: 

Springer Verlag (2011), S. 69-78 - ISBN 978-3-642-21380-9 

66 

Neumayer, M.; Zangl, H.; Watzenig, D.; Fuchs, A.: Current 

Reconstruction Algorithms in Electrical Capacitance Tomography. 

In: New Developments and Applications in Sensing 

Technology (Lecture Notes in Electrical Engineering). Hrsg.: 

Mukhopadhyay Subhas C., Lay-Ekuakille Aimé, Fuchs Anton, 

Bd. 83. Heidelberg/Berlin: Springer Verlag (2011), S. 65-106 - 

ISBN 978-0-7695-4488-5 

Armengaud, E.; Tengg, A.; Driussi, M.; Karner, M.: Automotive 

embedded systems: the migration challenges to a time-triggered 

paradigm. In: Solution on Embedded Systems. Hrsg.: 

Conti Massimo, Orcioni Simone, Martinez Madrid Natividad, 

Seepold Ralf E.D., Bd. 81. Heidelberg/Berin: Springer Verlag 

(2011), S. 155-171 – ISBN: 978-94-007-0637-8 

Mukhopadhyay, S.C., Lay-Ekuakille, A., Fuchs, A. (Ed.): 

New Developments and Applications in Sensing Technology 

(Lecture Notes in Electrical Engineering), Heidelberg/Berlin: 

Springer Verlag (2011) – ISBN: 978-94-007-0637-8 

Vorträge 

Prüggler, A., Huber, Ph.; Rieser, A., Steiner, K.Eichberger, A., 

Kirschbichler, S.: Anwendungsorientierte Modellierungsansätze 

zur Implementierung relativen Insassenverhaltens in ein 

numerisches Menschmodel, 8. VDI Tagung mit Fachausstellung. 

Berlin, 2011-10-06 

Litter, St., Dietz, St., Lion, A., Mladek, V.: Integration of flexible 

structure in multibody systems: Reliable model generation 

and automated modeselection, SIMPACK User Meeting 2011. 

Salzburg, 2011-05-19 

Möller, S., Langmayr, D., Brenn, G., Krieg, P.: Optimierung einer 

Sandungsanlage für Straßenbahnen mithilfe numerischer 

Simulation der Sand-Luft-Zweiphasenströmung, ANSYS Conference 

& CADFEM Austria Users‘ Meeting. Wien, 2011-04-07 

Lieschnegg, M., Lechner, B.: Autonome und miniaturisierte 

drahtlose Messdatenerfassung mit integrierter Sensorik, 2. 

Tagung „Innovation Messtechnik“. Wien, 2011-05-10 

Rauch, Ch.: Local uncertainty analysis for steady-state conjugate 

heat transfer problems in RadTherm, 7th International 

RadTherm User Group Meeting. München, 2011-03-15 

Heubrandtner, Th., Trattnig, G., Melekusch, B, Fellner, B.: 

Calculation of spot weld failure based on the Hybrid Tefftz 

Method, PMA-Crash Forum 2011. Aschaffenburg, 2011-05-25 

Steiner, A.: Hocheffizientes Kühl- und Heizsystem basierend 

auf dem umweltfreundlichen Kältemittel CO2, Fachgespräche 

„Effiziente Autoklimaanlagen - Transparenz schaffen und Systeme 

optimieren“. Berlin, 2011-05-31 

Six, K., Rosenberger, M., Marte, Ch., Trummer, G.: Rad- 

Schiene Interaktion - Schadensbilder und Aspekte ihrer 

Entstehung, 40. Tagung Moderne Schienenfahrzeuge. Graz, 

2011-09-11 

Denger, A., Zoier, M., Zingel, Ch.: Funktionale Entwicklung 

und Optimierung komplexer Systeme in 2020, 2. Workshop 

„Modellbasierte Kalibriermethoden“. Wien, 2011-09-24 

Wimmer, P., Eichberger, A., Rieser, A., Watzenig, D.: Validation 

of integrated vehicle safty via an independent co-simulation 

environment, Vehicle Property Validation 2011. Bad 

Nauheim, 2011-09-07 

Marte, Ch., Trummer, G., Six, K., Dietmaier, P., Kienberger, A., 

Stock, R., Fischmeister, E., Oberhauser, A., Rosenberger, M.: 

Application of a new wheel-rail contact model to wear simulations 

- validation with wear measurements, 22nd International 

Symposium on Dynamics on Vehiles on Roads and Tracks - 

IAVSD 2011. Manchester, 2011-08-18 

Marte, Ch., Trummer, G., Six, K.: Wear & RCF phenomena 

in metro operation, voestalpine Charmec-Meeting. Göteborg, 

2011-05-26 

Geiger, N., Litter, St., Ille, Th., Schittenhelm, M., Hirschberg, 

W., Lion, A.: New methods for chassis modeling of commercial 

vehicles and application for dynamics and durability simulation, 

chassis.tech plus 2011, 2nd International Munich Chassis 

Symposium. München, 2011-06-08 

Luber, B.: Gleislagecharakterisierung - Methoden zur Analyse 

der Fahrzeug/Fahrweg-Interaktion, 2. Task Force „F&E 

Synergiepotenziale im Schienen- und Straßenverkehr“. Wien, 

2011-05-30 

Müller, G., Geiger, N., Hirschberg, W., Ille, Th., Zander, R.: 

Leaf spring modeling in SIMPACK: A new approach to modeldiversity, 

SIMPACK User Meeting 2011. Salzburg, 2011-05-19 

Huber, Ph.: Biomechanics & vehicle safety, International 

STRONGnet Summer School. Bielefeld, 2011-06-14 

Watzenig, D.: Multi-disciplinary design of alternative drivetrains 

– an integrated approach for simulation and validation, 

ECO-MOBILITY 2011. Wien, 2011-11-15 

Priestner, Ch., Allmaier, H., Reich, F., Priebsch, H.-H., Novotny-Farkas, 

F.: Energy efficiency improvements in large stationary 

gas engines through optimization of oil rheology supported 

by close-to-practice simulation methods, STLE 66th 

Annual Meeting and Exhibition. Atlanta, 2011-05-16 

Priestner, Ch., Allmaier, H., Priebsch, H.-H., Reich, F., Forstner, 

C., Novotny-Farkas, F.: Accurate and reliable friction prediction 

in journal bearings: A validated approach, AVL AST 

User Conference 2011. Graz, 2011-06-28 

Priestner, Ch., Allmaier, H., Reich, F., Priebsch, H.-H., Novotny-Farkas, 

F.: Energy efficiency improvements in large 

stationary gas engines through optimization of oil rheology 

supported by close-to-practice simulation methods, ECOTRIB 

2011. Wien, 2011-06-06 

Rejlek, J.: Wave based technique for a three-dimensional 

steady-state analysis of unbounded acoustic problems, Mid- 

Frequency Energy Analysis Workshop. Thurnau, 2011-05-02 

Rejlek, J.: Wave based method for 3D unbounded problems, 

Mid-Frequency Analysis of Noise and Vibration, Professional 

Development Course and Industrial Workshop. Oxford, 2011- 

04-05

Reppenhagen, A.: Computational fluid dynamics and aeroacoustics 

at virtual vehicle, Arbeitstreffen des DEGA-Fachausschusses 

„Strömungsakustik“. Erlangen, 2011-05-26 

Böhler, E., Ohenhen, G., Girstmair, J.: Modelling vibration 

damping, Automotive CAE Grand Challenge 2011. Hanau, 

2011-04-20 

Bernasch, J.: Aktuelle Herausforderungen der Elektromobilität 

- Der Beitrag der Forschung, New Mobility Forum. St. Veit 

an der Glan, 2011-11-03 

Watzenig, D.: Battery technology and battery modeling for 

electric vehicles, COBEM 2011 – Green Mechanical Engineering. 

Natal, 2011-10-27 

Zehetner, J.: Design of a hybrid vehicle energy management 

system using co-simulation, ECS KULI User Meeting. Steyr, 

2011-07-01 

Zehetner, J.: Co-simulation based evaluation of an energy management 

system for hybrid electric vehicles, IQPC Thermal 

Management for EV/HEV. Darmstadt, 2011-06-27 

Rosenberger, Manf., Alb, M., Denger, A., Schmeja, M.: Kreativität 

braucht Strukturen - ein Beitrag zu einer bedarfsorientierten 

Umsetzung der DIN VDI 2221 in einem modernen Unternehmensnetzwerk, 

GSVF - 4. Grazer Symposium Virtuelles 

Fahrzeug. Graz, 2011-05-12/13 

Rosenberger, Manf.: Anforderungsmanagement in der Produkt- 

und Dienstleistungsentwicklung im Automotive-Umfeld. 

Schneller, höher, weiter - Effizienter?, IKT Summerschool. 

Vösendorf, 2011-11-10 

Alb, M.; Kotz, H.-P.: Multidisciplinary optimization in bogie 

development using hyperstudy and middleware, HTC 2011 - 

European HyperWorks Technology Conference. Bonn, 2011- 

11-09 

Rejlek, J., Ohenhen, G., Silar, P.: Numerical investigation on 

the noise radiation of a truck exhaust muffler, Mid-Frequency 

Analysis of Noise and Vibration, Professional Development 

Course and Industrial Workshop. Oxford, 2011-04-06 

Six, K.: Tribologische Prozesse im Kontakt zwischen Rad und 

Schiene, OeTG-Symposium 2011. Wiener Neustadt, 2011-11- 

24 

Teibinger, A., Marbler-Gores, H., Schönberger, G., Mlekusch, 

B., Dornberg, Ch.: Systematische und ganzheitliche Entwicklungsmethodik 

mit innovativen Auswertestrategien zur virtuellen 

und realen Absicherung von Konzeptstudien, 4. GSVF 

- Grazer Symposium Virtuelles Fahrzeug. Graz, 2011-05-12 

Reppenhagen, A., Hüppe, A., Kaltenbacher, M., Langmayr, 

D.: Hybrider CFD-CAA Ansatz: Anforderungen an CFD- sowie 

CAA-Berechnungen, ANSYS Conference & 29. CADFEM 

Users‘ Meeting. Stuttgart, 2011-10-20 

Allmaier, H., Priestner, C., Priebsch, H.-H., Reich, F., Forstner, 

C., Novotny-Farkas, F.:Accurate and reliable friction prediction 

in journal bearings: a validated approach, Leeds-Lyon 

Symposium for Tribology. Lyon, 2011-09-07 

Diplomarbeiten 

Mastnak, A.: Erfolgsparameter bei der Einführung von 

Product Lifecycle Management (PLM) unter besonderer 

Berücksichtigung des „Faktor Mensch“. Graz, Technische 

Universität, Diplomarbeit, 2011 

Mauthner, R.: Ölgehalt im Kältemittelkreislauf einer PKW- 

Klimaanlage. Graz, Technische Universität, Diplomarbeit, 

2011 

Brunner, Th.: Analysis of indicators for the assessment of 

drowsiness of truck drivers. Graz, Technische Universität, 

Diplomarbeit, 2011 

Wiegele, A.: Konzept einer systemübergreifenden 

Themenlandkarte von Forschungsthemen auf Basis eines 

semantischen Netzes. Graz, FH Joanneum, Diplomarbeit, 

2011 

Pichler, F.: Anwendung der Finite-Elemente Methode auf 

ein Litium-Ionen Batterie Modell. Graz, Karl-Franzens- 


Neubauer, H.: Human communication and virtual product 

development. Graz, FH Joanneum, Diplomarbeit, 2011 

Stoppa, S.: Entwicklung von FEM-Crashbarrieremodellen 

basierend auf Schalenelementen. Zittau, Hochschule Zittau/ 

Görlitz, Diplomarbeit, 2011 

Nauta, R.: Elektrifizierung, Regelung und Simulation eines 

skalierten Fahrzeugs. Graz, TU Graz, Diplomarbeit, 2011 

Dohr, J.: Untersuchung der Einflüsse von Emissionsund 

Leistungsparametern von Diesel-Motoren auf das 

Verbrennungsgeräusch. Graz, TU Graz, Diplomarbeit, 2011 

Lindemann, Th.: Entwicklung eines FEM-Prozesses zur 

Simulation des strukturdynamischen Verhaltens von 

Kunststoffanbauteilen an PKW-Dieselmotoren. Graz, TU 

Graz, Diplomarbeit, 2011 

Zaragozi, M.D: Validation of fixed-point industrial controller 

implementation in automotive systems. Valencia, Technische 


Albertini Philippe: Entwicklung eines Gesamtantriebsstrangmodells 

unter Berücksichtigung des hydrodynamischen 

Drehmomentwandlers. Karlsruhe, Technische Universität, 


Masterarbeiten 

Koplenig, M.: Modellierung von Werkstoffversagen in 

nichtlinearen Umformvorgängen dünner Bleche. Graz, 

Technische Universität, Masterarbeit, 2011 

Hopfer, B.: 3D flow field simplification via streamline bundles. 

Graz, Technische Universität, Masterarbeit, 2011 

Pichikala, K.C.: Simulation of a car ventilation system 

using OpenFOAM. Klagenfurt, Alpen-Adria Universität, 

Masterarbeit, 2011 

Fernandez, E.F.: Investigation of the influence of velocity and 

loading onto the wheel-rail contact forces in metro operation. 

Malaga, Technische Universität, Masterarbeit, 2011 

Waldschmidt, Ch.: Numerische Methoden und 

Entwicklungsstrategien in der Kindersicherheit. Wismar, 

Hochschule Wismar, Masterarbeit, 2011 

Walzl, G.-Ch.: Stochastische Rekonstruktion der 

3-dimensionalen Mikrostruktur von Lithium-Ionen-Zellen. 

Graz, Technische Universität, Masterarbeit, 2011 

Mondelos, K.: Konzept für das Management von anteiligen 

Eigentumsrechten an den Projektergebnissen eines 

international agierenden Forschungsunternehmens. 

Kapfenberg, FH Kapfenberg, Masterarbeit, 2011 

Major, T.: Automotive powertrain modeling with the focus on 

Publikationen 

the clutch element. Graz, TU Graz, Masterarbeit, 2011 

Pavlidis, N.: Design and implementation of a variant rich 

component model for model driven development. Graz, 


Kajtazovic, N.: Evaluation of variant management capabilities 

of automotive software engineering tools. Graz, Technische 

Universität, Masterarbeit, 2011 

Freiberger, E.: Handlungsfelder für Unternehmen in Bezug 

auf ältere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter - Chance und 

Herausforderung angesichts zu erwartender demografischer 

Entwicklungen am Beispiel der Fahrzeugindustrie 

(Automotive, Rail). Wien, ARGE Bildungsmanagement, 

Masterarbeit, 2011 

Pongracz, G.: Optimale Betriebsstrategie eines Seriellen 

Hybridfahrzeugs basierend auf Modell-Prädiktion. Graz, 


Bakkalaureatsarbeiten 

Prüss, F.J.: Simulation von kinematischen Kopplungen eines 

Mehrkörpersystems in MATLAB/SIMULINK. Graz, Techische 

Universität, Bachelorarbeit, 2011 

Stöckl, B.: Programmierung bzw. Implementierung und 

Validierung eines Kontaktmodells nach Lee/Ren zur 

Verwendung in der Reibungsvorhersage von ölgeschmierten 

Radialgleitlagern. Graz, TU Graz, Bachelorarbeit, 2011 

implementation in automotive systems. Valencia, Technische 


Albertini Philippe: Entwicklung eines Gesamtantriebsstrangmodells 

unter Berücksichtigung des hydrodynamischen 

Drehmomentwandlers. Karlsruhe, Technische Universität, 


Dissertationen 

Winklhofer, J.: Prozesssimulation des Tiefziehens von 

Aluminiumblechen bei erhöhten Temperaturen. Graz, 

Technische Universität, Dissertation, 2011 

Karner, M.: Co-simulation of cross-domain automotive 

systems. Graz, TU Graz, Dissertation, 2012 

Griessnig, G.: A fail-safe architecture for reconfigurable 

programmable logic devices. Graz, TU Graz, Dissertation, 

2011 

Kren, H.: About the continuous growth of the solid electrolyte 

interphase in lithium ion batteries. Graz, Technische 

Universität, Dissertation, 2011 

67

Aufsichtsrat 

Generalversammlung 

AUFSICHTSRAT 

VORSITZENDER 

Harald Kainz, Univ.-Prof. DI Dr. techn. Dr. h.c. 

Rektor TU Graz 

Josef Affenzeller, DI Dr.techn. Univ.-Doz. 

Stellvertretender Vorsitzender des Aufsichtsrates 

AVL List GmbH 

Matthias Koch, DKfm 

Siemens AG Österreich 

Wolfgang Kriegler, DI 

MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG 

Wolfgang Pribyl, Univ.-Prof. DI Dr.techn MBA 

Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH 

Georg Brasseur, Univ.-Prof. DI. Dr.techn. 

Institut für Elektrische Meßtechnik und Meßsignalverarbeitung, TU Graz 

Patrick Schnabl, Mag. 

Land Steiermark 

Gerd Holzschlag, Ing. 

Steirische Wirtschaftsförderungsges.m.b.H. 

68 

GENERALVERSAMMLUNG 

VORSITZENDER 

Harald Kainz, Univ.-Prof. DI Dr. Dr.h.c 

Rektor TU Graz 

Josef Affenzeller, Dr. (Stellvertreter) 

AVL List GmbH) 

Matthias Koch, DKfm 


Wolfgang Pribyl, Univ.-Prof. DI Dr., MBA 


Robert Scholz, DI 

MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG

STRATEGY BOARD 

VORSITZENDER 

Franz Wressnigg, DI Dr.techn. 

Ehem. Vorstandsvorsitzender von 

Siemens VDO Automotive AG 

Georg Brasseur, Univ.-Prof. DI Dr.techn. 

Institut für Elektrische Messtechnik und Messsignalverarbeitung, TU Graz 

Helmut Eichlseder, Univ.-Prof. DI Dr. techn. 

Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik, TU Graz 

Wolfgang Hirschberg, Univ.-Prof. DI Dr. techn. 

Institut für Fahrzeugtechnik, TU Graz 

Martin Horn, Univ.-Prof., Dr. techn. 

Institut für Control and Measurement Systems, UNI Klagenfurt 

Peter Veit, Univ.-Prof., Dr. techn. 

Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft, TU Graz 

Theodor Sams, DI Dr.techn. 

AVL List GmbH 

Helmut Wiedenhofer, DI 


Ernst Embacher, Dr. 

MAN Truck & Bus AG, München 

Robert Scholz, DI 

MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG und Co KG 

Andreas Haigermoser, DI Dr.techn. 


Otto Starzer, DI* 

Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH 

Gerd Gratzer, Dr.* 

Daniel Hansmann, Mag. (Stellvertreter)* 

Land Steiermark 

* nicht stimmberechtigt 

Strategy Board 

Programmkomitee 

PROGRAMMKOMITEE 

VORSITZENDER 

Hermann Steffan, Univ.-Prof. DI Dr.techn. 

Wissenschaftlicher Leiter 

Institut für Fahrzeugsicherheit, TU Graz 

Herwig Ofner, DI Dr. 

AVL List GmbH 

Johannes Mayr, DI 

MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG 

Andreas Haigermoser, DI Dr.techn. 


Bernd Fachbach, DI Dr.techn. 

Kompetenzzentrum Das virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH 

Wissenschaftlicher Bereichsleiter Area A - Information & Process Management 

Michael Nöst, DI Dr.techn. 

Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik, TU Graz 

Wissenschaftlicher Bereichsleiter Area B - Thermo- & Fluid Dynamics 

Eugene J. M. Nijman, M.Sc 


Wissenschaftlicher Bereichsleiter Area C - NVH & Friction 

Wolfgang Sinz, DI Dr.techn. 

Institut für Fahrzeugsicherheit, TU Graz 

Wissenschaftlicher Bereichsleiter Area D - Mechanics & Materials 

Daniel Watzenig, Univ.-Doz. DI Dr.techn. 


Wissenschaftlicher Bereichsleiter Area E - E/E & Software 

69

Wissenschaftlicher Beirat 

Gesellschafter 

WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT 

Burkhard Göschel, Prof. Dr. 

CTO Vehicle & Powertrain Group, MAGNA International 

Per Lövsund, Prof. 

Vehicle Safety, Chalmers University of Technology (SE) 

Klaus Rießberger, o.Univ.Prof. DI Dr. 

Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft,TU Graz 

GESELLSCHAFTER 

Technische Universität Graz (TU Graz) 40 % 

AVL List GmbH 19 % 

MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG 19 % 

Siemens AG Österreich 12 % 

Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH 10 % 

70

Fördergeber 

Mitgliedschaften 

FÖRDERGEBER 

COMET K2 Forschungsförderungsprogramm - Gefördert durch das Österreichische Bundesministerium für Verkehr, Innovation 

und Technologie(BMVIT), das Österreichische Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend (BMWFJ), die Österreichische 

Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG), das Land Steiermark sowie die Steirische Wirtschaftsförderung (SFG). 

MITGLIEDSCHAFTEN 

71


A 

ABES Austria 

Anglo Belgian Corporation N.V. 

AUDI AG 

austriamicrosystems AG 

AVL List GmbH 

B 

BASF SE 

Behr GmbH & Co KG 

Bentley Systems 

BMW AG 

C 

CISC Semiconductor Design & 

Consulting GbmH 

Contact Software GmbH 

Continental AG 

ContiTech Vibration Control GmbH 

CSC Computer Sciences Consulting 

Austria GmbH 

D 

Daimler AG 

DB Systemtechnik 

Doppelmayr Cable Car GmbH & Co KG 

Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG 

DSD - Dr. Steffan Datentechnik Ges.m.b.H. 

DYNAmore GmbH 

E 

ESI Engineering System International GmbH 

Europoles GmbH & Co KG 

F 

Flanders Drive 

G 

GAIA Akkumulatorenwerke GmbH 

Gesellschaft für Industrieforschung mbH 

Göpel Electronics 

72 

I 

IAC Group GmbH 

IAT Ingenieurgesellschaft für 

Automobiltechnik mbH 

Infineon Technologies AG 

iwis motorsysteme GmbH & Co KG 

J 

Jaguar 

Joanneum Research 

Forschungsgesellschaft mbH 

K 

Knorr-Bremse 

Kontrollstelle IKSS - Interkantonales Konkordat 

für Seilbahnen und Skilifte 

L 

Land Rover 

LBFoster 

Liebherr-Hausgeräte Lienz GmbH 

Liebherr-Werk Telfs GmbH 

M 

MAGNA E-Car Systems GmbH & Co OG 

MAGNA POWERTRAIN Engineering Center 

Steyr GmbH & CoKG 

MAGNA STEYR 


MAN Truck & Bus AG 

Miba 

Microflown Technologies 

N 

NXP 

O 

ÖBB Infrastruktur AG 

Obrist Engineering GmbH 

OMV AG 

OMV Refining & Marketing GmbH 

P 

PDB Partnership for Dummy Technology 

and Biomechanics 

PDTec AG 

R 

REK Consulting 

Renault 

Robert Bosch GmbH 

Rosenbauer International AG 

S 

Samsung 

SB LiMotive 

Schweizerische Bundesbahnen 


Skoda 

SIMPACK AG 

Softing AG 

T 

Toyoda Gosei Europe NV 

TRW Automotive GmbH 

V 

Validas AG 

voestalpine Schienen GmbH 

voestalpine Stahl GmbH 

Volkswagen AG 

Volvo 

W 

Wiener Linien GmbH & Co KG


Leading MBS Technology 

for Technology Leaders 

73


TECHNISCHE UNIVERSITÄT GRAZ 

Institut für Baumechanik (IAM) 

Institut für Chemische Technologie 

von Materialien (ICTM) 

Institut für Eisenbahnwesen und 

Verkehrswirtschaft (EBW) 

Institut für Elektrische Antriebstechnik 

und Maschinen 

Institut für Elektrische Messtechnik 

(EAM) 

und Messsignalverarbeitung (EMT) 

Institut für Fahrzeugsicherheit 

Institut für Grundlagen und Theorie 

(VSI) 

der Elektrotechnik 

Institut für Maschinenelemente 

(IGTE) 

und Entwicklungsmethodik (MEL) 

Institut für Mechanik 

Institut für Regelungs- und 

(IFM) 


Institut für Strömungslehre 

(IRT) 

und Wärmeübertragung (ISW) 

Institut für Softwaretechnologie (IST) 

Institut für Technische Informatik (ITI) 

Institut für Technische Logistik 

Institut für Thermische Turbomaschinen 

(ITL) 

und Maschinendynamik (TTM) 

Institut für Verbrennungskraftmaschinen 

und Thermodynamik (IVT) 

Institut für Wärmetechnik (IWT) 

Institut für Wissensmanagement (IWM) 

74 

AIT Austrian Institute of Technology 

GmbH 

ALPEN-ADRIA UNIVERSITÄT 

KLAGENFURT 

Institut für Intelligente Systemtechnologien 

Institut für Mess- und Regelungstechnik 

Institut für Smart Systems Technologies 

Austrian Academy of Sciences 

Erich Schmid Institut für 

Materialwissenschaft Leoben 

Centre de recherché informatique de 

Montreal (CRIM) 

Erich Schmid Institut für 

Materialwissenschaft Leoben 

CIDAUT 

FH JOANNEUM GMBH 

Abteilung Elektronik & 

Technologiemanagement 

FRAUNHOFER 

Institut für Experimentelles Software 

Engineering 

Institut für Verkehrs- und 

Infrastruktursysteme 

HELMUT-SCHMIDT- 

UNIVERSITÄT HAMBURG 

Institut für Fahrzeugtechnik 

und Antriebssystemtechnik 

KARL-FRANZENS UNIVERSITÄT 

GRAZ 

Institut für Mathematik und 

Wissenschaftliches Rechnen 

Institut für Produktion und Logistik

Karlsruher Institut für Technologie 

(KIT) 

Institut für Produktentwicklung 

KTH STOCKHOLM 

Royal Institute of Technology 

KATHOLIEKE UNIVERSITEIT 

LEUVEN 

Noise and Vibration Reserarch Group 

Dept. of Mechanical Engineering 

Division of Production Engineering, 

Machine Design and Automation (PMA) 

LOUGHBOROUGH UNIVERSITY 

Wolfson School of Mechanical and 

Manufacturing Engineering 

LUDWIGS-MAXIMILIANS- 

UNIVERSITÄT 

MONTANUNIVERSITÄT LEOBEN 


RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM 

Institut für Maschinenelemente und 

Fördertechnik 

TECHNISCHE UNIVERSITÄT 

DRESDEN 

Institut für Automobiltechnik 


ILLMENAU 

Fakultät für Maschinenbau 


MÜNCHEN 

Lehrstuhl für Produktentwicklung 



KAISERSLAUTERN 

Lehrstuhl für Virtuelle 

Produktentwicklung (VPE) 

TECHNISCHE UNIVERSITÄT WIEN 

Forschungsbereich für Maschinen- 

bauinformatik und Virtuelle Produktentwicklung 

Institut für Konstruktionswissen- 

schaften und Technische Logistik 

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE 

VALENCIA 

CMT Motores Térmicos 

UNIVERSITÄT DER 

BUNDESWEHR MÜNCHEN 


UNIVERSITÄT FÜR MUSIK UND 

DARSTELLENDE KUNST GRAZ 

Institut für Elektronische Musik 

und Akustik 

UNIVERSITÄT KONSTANZ 

Fachbereich Mathematik und Statistik 

UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE 

Département de Génie Méchanique 

UNIVERSITY OF SHEFFIELD 

UNIVERSITY OF SURREY 

Faculty of Engineering and Physical Sciences 

WESTFÄLISCHE WILHELMS- 

UNIVERSITÄT MÜNSTER 

Institut für Physikalische Chemie 

Münster Electrochemical Energy Technology (MEET) 

75

Kompetenzzentrum Das virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH (ViF) ■ A-8010 Graz, Inffeldgasse 21/A 

Tel.: +43 (0)316-873-9001 ■ Fax: +43 (0)316-873-9002 ■ E-Mail: office@v2c2.at ■ Internet: www.v2c2.at

VIRTUAL VEHICLE Geschäftsbericht 2009

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