Elektronische Wegfahrsperre

Autodiebe überlisten elektronische Wegfahrsperren

Was für ein Fang. Die Frankfurter Ermittler der AG 178 haben kürzlich Mercedes S-Klasse, Audi A8 und BMW X5 im Wert von rund drei Millionen Euro beschlagnahmt. Alle gestohlen im Rhein-Main-Gebiet und am Frankfurter Flughafen – trotz High-Tech-Wegfahrsperre. Von einer “völlig neuen Dimension des Autodiebstahls” spricht Jürgen Linker von der Frankfurter Kripo, “mit neuen Strategien und Arbeitsweisen überwindet das Milieu der organisierten Kriminalität die elektronische Wegfahrsperren”. Da knackt man schon lange nicht mehr Autotüren und Lenkradschlösser, sondern manipuliert modernste Elektronik: Spezialisten zapfen direkt die Steuersoftware an oder wechseln gar das komplette Steuergerät aus. Selbst größere Schäden am Fahrzeug nehmen sie in Kauf.

Diebesbanden aus Osteuropa

Beim polnischen Chef der zehnköpfigen Diebesbande fanden die Beamten dann auch Motorsteuergeräte. Die Ermittler haben festgestellt, dass in Osteuropa, besonders in Polen, ein illegaler “Ersatzteilmarkt” für hoch entwickelte Elektronik entsteht. Profidiebe lassen dort Steuergeräte für Motor- und Wegfahrsperre fertigen, die dann nur noch gegen die Originale ausgetauscht werden müssen.

“Noch schneller entwenden die Täter einen Wagen, wenn sie den Steuercode der Software kennen und ihn dann manipulieren”, erläuterte Kriminaltechniker Wolfram Thönnes vom Bundeskriminalamt vor Elektronikexperten in Baden-Baden. Er beschäftigt sich seit 1995 kriminaltechnisch mit der Wegfahrsperre.

Milliarden von Zugangs-Codes

Während sich der Zugangscode mit bis zu 4,3 Milliarden Kombinationen praktisch unlösbar verschlüsseln lässt, liegt der brisante Steuercode oft frei auf der Datenautobahn. Die Diebe müssen nur die “Auffahrt” finden, die beispielsweise im Motorsteuergerät liegt. Diese Geräte “besorgen” sich die Elektronik-Diebe mittlerweile direkt bei Autohändlern und Werkstätten: rund zweihundert gestohlene Kfz-Diagnosegeräte suchen Sonderkommissionen der Kripo derzeit in ganz Deutschland. Aus dem Eeprom (Programmierbarer Speicher) der Steuergeräte lassen sich dann mit einfachsten Diagnosegeräten eigentlich geheime Daten auslesen. Wolfram Thönnes: “Die Täter kennen sich mit den Datenstrukturen in den Eeproms sehr gut aus und ändern gezielt nur wenige Bytes”.

Einfach lässt sich die Wegfahrsperre auch über so genannte Bypässe (Überbrückungen) umgehen. Diese “Brücke” nutzen Werkstätten zu Diagnosezwecken. Wolfram Thönnes: “Ob die Softwareroutine in den Bypass verzweigt oder die reguläre Wegfahrsperrenroutine durchläuft, hängt oft nur an einem einzigen Byte”.

Selbst Firmeningenieure verkaufen Software

An den Quellcode der Software kommen Diebe heutzutage leicht, denn diese brisanten Informationen lagern nicht mehr nur beim Kfz-Hersteller. Entwicklung und Fertigung elektronischer Module werden häufig zu Fremdfirmen im In- und Ausland verlagert. Die Verwaltung der Daten ebenfalls. Für die Montage im Fahrzeug erhalten die Hersteller letztlich oft nur noch die fertige Blackbox (Steuergerät mit integrierter Software).

So ließ ein süddeutscher Automobilhersteller in Ungarn hochwertige elektronische Wegfahrsperren herstellen, die aber immer wieder geknackt wurden. Hintergrund: Ein ungarischer Ingenieur soll der Automafia einen Decoder verkauft haben, mit dem sich die Fahrzeuge problemlos öffnen ließen.

Freie Werkstätten haben Zugang zu Codes

Die Gruppenfreistellungsverordnung (GVO) innerhalb der EU, nach der die Autohersteller auch freie Händler oder markenunabhängige Werkstätten versorgen muss, bringt neue Probleme. Die Diagnosetools können im Ausland unkontrolliert gehandelt werden, ebenso wie technische Informationen zu Wegfahrsperren. Für die Kfz-Industrie heißt es deshalb, die Vertriebswege für Elektronikteile abzusichern, soweit sie die Wegfahrsperrenfunktion betreffen.

Trotz des Handels mit “brisanten Informationen” ist Kriminologe Wolfram Thönnes überzeugt, dass “die Wirksamkeit der elektronischen Wegfahrsperren unbestritten ist”. Die Zahlen geben ihm Recht: Die Zahl der gestohlenen Fahrzeuge ging seit 1994 von 145.000 auf 57.400 im letzten Jahr zurück.

Kurz und knapp

Plattformstrategie begünstigt Diebstahl

Der Trend zur einer Plattform für mehrere Automodelle oder sogar für mehrere Hersteller, erleichtert den Autodieben die Arbeit: Um Kosten zu sparen, vereinheitlicht man den Installationsort der Steuergeräte. Das BKA rät deshalb: Gefährdete Module sollten nur noch nach dem Zufallsprinzip installiert werden, so dass der Täter zuerst mal die relevanten Bauteile suchen muss. Für die Autohersteller eine undenkbare Lösung.

Wegfahrsperren in vier Generationen

1993 kam die erste Generation als elektrische Wegfahrsperre auf den Markt. Die Stromversorgung von Anlasser, Benzineinspritzung oder Zündung wurde unterbrochen. Der Code war in einem Transponder integriert oder musste über die Tastatur eingegeben werden..

Die zweite Generation erfüllt die Anforderungen der Versicherungswirtschaft und greift elektronisch in das Motorsteuergerät ein. Meistens angesteuert über Festcode-Transponder bei einem offenen Datentransfer.

Wechselcode-Transponder, eine verschlüsselten Datenübertragung oder auch die “elektronische Verblockung” kennzeichnen die dritte Generation. Ein Softwaretool “verheiratet” oder verblockt einzelne wichtige Module. Sie sind dann nicht mehr ohne weiteres austauschbar.

In der vierten Generation der Wegfahrsperre werden zusätzlich Schlüssel oder Tacho in die Steuergeräte integriert. Sie müssen sich als anwesend und zum Fahrzeug gehörig identifizieren oder sind gar in den Rechenalgorithmus eingebunden. Die Daten kommunizieren über den CAN-Bus.

Euro-NCAP Crashtests

Euro-NCAP: Experten kritisieren Crashtest

Was für eine nationale Katastrophe. Der neue VW Golf erreichte nach den ersten Crashtests nur vier von fünf möglichen Sternen. Für einen Klassenprimus zu wenig. Denn ein gutes Crashtest-Ergebnis bedeutet höhere Absatzzahlen. Die Wolfsburger reagierten prompt, installierten zusätzlich einen Seat Belt Reminder, der den Fahrer per Piepton zum Gurtanlegen auffordert. Damit erreichte man den fünften Stern. Für VW sicherlich ein Imagegewinn, für den Golf-Käufer, der sich immer anschnallt (Gurtanlegequote heutzutage etwa 95 %), aber ein unnützes Detail – dass er mitbezahlen muss.

Schon seit Jahren kritisieren Experten die Praktiken von Euro-NCAP (European New Car Assessment Programme). Ursprünglich sollte der Crashtest, neben dem gesetzlich vorgeschriebenen Typenzulassungstest, einen Stütze bei einer Kaufentscheidung sein. Mittlerweile wandelt sich der Verbraucherratgeber immer mehr zum politischen Instrument: Die EU-Kommission unterstützt Euro-NCAP finanziell und forciert im Gegenzug den Einbau von teils noch relativ neuen Systemen, deren Nutzen noch nicht bewiesen ist, die schlicht für normale Autofahrer überflüssig erscheinen, aber deren Brieftasche belasten. Andre Seeck, Referatsleiter für Fahrzeugsicherheit bei der Bundesanstalt für Straßenwesen (BaSt), die die deutschen Interessen vertritt: “Schon heute verschärft Euro-NCAP relativ kurzfristig die Anforderungen, selbst in laufende Testreihen greifen die Prüfer ein”. Natürlich hagelt es auch Kritik von den Herstellern, denn kurzfristige Forderungen lassen sich kaum mit den langen Entwicklungszyklen der Autoindustrie vereinbaren.

Andererseits gilt: Automodelle, die die Vorgaben der Crashtests nicht erreichen, verlieren Punkte, so genannte “Modifier”. Dies führt zu absurden Praktiken, wie beim Knieschutz. Wenig erfolgreich waren bisher die Versuche, den Knieaufprallbereich am Armaturenbrett zu entschärfen. Ist er optimal, gibt es drei Punkte. Da die Investitionen für einen optimalen Knieaufprallschutz für Automobilhersteller aber recht hoch sind, verzichtet man kurzerhand darauf, kalkuliert stattdessen einen Punktabzug ein. Autofahrer müssen möglicherweise im Crashfall dafür “bezahlen”. “Damit wird ein wichtiger Mechanismus des Verbraucherschutzes außer Kraft gesetzt”, erklärt Andre Seeck.

Mit welcher Intensität die Brüsseler Beamten auf Euro-NCAP einwirken, zeigen deren Statements und Programme. Schon im letzten Oktober forderten sie in der so genannten “Verona Erklärung” verbesserte Sicherheitsinformationen für Bürger und den schnellen Einsatz neuer Sicherheitstechnologien. Im eSafty-Programm (bis 2010 soll die Zahl der Unfallopfer halbiert werden) bekennt die Kommission dann offen, dass sie Euro-NCAP finanziell unterstützt und sich an technischen Entscheidungen beteiligt. Danach soll auch die Bewertung der aktiven Sicherheit vorangetrieben werden. Für den Seatbelt Reminder bedeutet dies, dass NCAP mittlerweile technische Anforderungen und Testverfahren definiert hat, die auch die Grundlage für eine Gesetzesinitiative sein sollen. Sicherheitsexperte Andre Seeck: “Das NCAP-Institut zieht die Gesetzesvorhaben um etwa fünf Jahre vor”. Einige Mitgliedsstaaten ziehen mit: Ein EU-Mitgliedsstaat erwägt Steuererleichterungen für Neufahrzeuge mit integriertem SBR.

Seit 1997 wird die Passive Sicherheit mit Crash- und Dummytests immer weiter verfeinert, derzeit widmet man sich vermehrt der aktiven Sicherheit – dem so genannten PNCAP (Primary Safety New Car Assesment Programme): Systeme wie ABS, BAS (Bremsassistent) oder ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) sollen mit einem Bonus honoriert werden.

Wie und was bewertet werden soll, ist indes noch völlig offen. Im Labor funktionieren solche Systeme gut, aus der Praxis gibt es kaum Untersuchungen. PNCAP-Tests können sogar gegenläufige Auswirkungen haben, beispielsweise beim “Bremsen in der Kurve”. Während für sportlich ambitionierte Fahrer, die ihr Fahrzeug beim Bremsen mit der Lenkung stabilisieren, in Kurven ein kurzer Bremsweg wichtiger ist, steht für unerfahrene vor allem eine gute Bremsstabilität im Vordergrund ““ bei längerem Bremsweg. Was soll also für den Kurven-Bremstest gelten: möglichst kurzer Bremsweg oder eine möglichst hohe Stabilität? Andre Seeck: “Fasst man die unterschiedlichen Bewertungskriterien einfach zusammen, erreicht man letztlich eine konstruktive Fahrzeugauslegung, die als ideal für alle Autofahrer dargestellt wird und möglichst viele Punkte bringt”.

Und selbst technischen Entwicklungen, die gerade erst für den Serieneinsatz vorbereitet werden, will Euro-NCAP schneller zum Durchbruch verhelfen. In einer Roadmap plant das Konsortium innerhalb der nächsten zwei Jahre, die Knieaufschlagtests zu harmonisieren. Tests zur Vermeidung von Whiplash-Verletzungen, die hohe Folgekosten als HWS-Syndrom verursachen können, sollen auf Grundlage von Studien festgelegt werden. Bis 2010 will Euro-NCAP Crashtest-Resultate aus unterschiedlichen Fahrzeugsegmenten vergleichbar zu machen. Bis 2014 sollen Pkw so konstruiert sein, dass sie im Crashfall den Unterfahrschutz schwerer Nutzfahrzeuge optimal “nutzen” können. Ein zusätzlicher Test für Cabrios – Rollover-Gefahr – soll eng mit den amerikanischen Sicherheitsbehörden entwickelt werden. Damit könnte man dann auch einen weiteren Schritt zu dem vielfach diskutiertem World-NCAP schaffen.

Allerdings gilt es auch, die Verbraucher weiterhin aufzuklären. Eine Umfrage unter Autofahrern ergab, dass viele ein 5-Sterne-Fahrzeug ablehnen, denn fünf Sterne sind ihnen zu luxuriös und damit zu teuer. Autofahrer kennen dies aus dem Urlaub: je mehr Sterne ein Hotel oder Restaurant hat, um so teuerer ist es.

Fragen an Pim van der Jagt, Manager Global Vehicle Dynamics und Raimondo Sferco, Leiter Fahrzeugsicherheit im Automotive Safety Office von Ford

Sind sie als Automobilhersteller mit den heutigen Euro-NCAP-Tests zufrieden?

Sferco: Euro NCAP sollte vor allem die Real-Unfallsituationen optimieren, dies ist auch teilweise gelungen. Wir sind aber auch der Ansicht, dass Euro NCAP sich noch in vielen Bereichen verbessern kann.

Eher in den Testmethoden oder in deren Bewertung?

Sferco: Eigentlich beides. Vor allem möchten wir, dass subjektive durch objektive Bewertungen ersetzt werden. Der Kunde muss verstehen was passiert und wir als Automobilhersteller wollen das auch. Dies ist nicht immer der Fall. Wir wünschen uns deshalb, dass man passive und aktive Sicherheitsaspekte genauer definiert. Zudem muss die Einführung neuer Tests wohl überlegt und gut abgestimmt sein, um eine hohe Transparenz zu schaffen.

Wie bewerten Sie die geplanten Prüfverfahren zur aktiven Sicherheit?

Sferco: Euro NCAP sieht fünf Bereiche für solche Systeme vor: Bremsen, Sicht, Handling, Licht und die Ergonomie. Wir als Hersteller hätten gerne Wirkvorschriften, die jeweils das Ziel vorgeben, aber nicht vorschreiben, welche Systeme wir einzubauen haben.

Van der Jagt: Euro NCAP unterschätzt die Umsetzung der geplanten Testmethoden. Ein einfacher Test, beispielsweise das Trockenbremsen, ist schon sehr komplex und nur schwer reproduzierbar. Mittlerweile haben die entsprechenden Arbeitsgruppen dies auch erkannt und diskutieren darüber.

Das elektronische Stabilitätsprogramm ESP ist etwa acht Jahre im Serieneinsatz, jetzt liegen Studien über dessen Nutzen vor. Welche Erkenntnisse zieht man daraus für Euro NCAP?

Van der Jagt: Der geplante ESP-Test beschreibt vor allem den Systemumfang mit Sensoren und Aktuatoren, mit aktivem Druckaufbau, mit Werten von Gierraten-, Querbeschleunigungs- und Lenkwinkelsensor. Diese Kombination macht das System relativ teuer. Manche Herstellern überlegen deshalb ein System schon als ESP zu bezeichnen, wenn es nur ABS nutzt, links und rechts den Bremsdruck unterschiedlich aufbaut, um dann das Fahrzeug zu stabilisieren, ohne die komplizierte Elektronik. Wenn Euro NCAP Punkte für ESP vergibt, um die Fahrzeugsicherheit zu erhöhen, dann sollten nur komplette und ausgereifte Systeme die Punkte erhalten.

Wann rechnen sie mit der Einführung solcher Tests und reicht der Zeitraum, um die Forderungen zu erfüllen?

Van der Jagt: Der Zeitrahmen für die Einführung aktiver Systeme ist noch sehr unbestimmt. Im nächsten Jahres werden wohl die ersten Tests beginnen. Derzeit diskutiert man nur Tests für Licht, Sicht nach vorne, Trockenbremsen und ESP.

Sferco: Trockenbremsen wurde von Euro NCAP so definiert, dass zuerst Tests auf trockener Fahrbahn geradeaus gefahren werden sollen. Wie komplex so etwas aber ist, zeigen unterschiedliche Teststrecken, Fahrbahnen und Reifen, die einen signifikanten Einfluss beim Trockenbremsen haben können.

Wie weit sind andere Länder mit Tests zur aktiven Sicherheit?

Sferco: Die USA haben einen Bremsentest in ihrem NCAP-Programm geplant, allerdings nur Bremsen geradeaus, Fahrbahn einmal trocken, einmal nass. Japan hat sogar schon den ersten Bremsentest eingeführt. Im Vergleich zur Euro-NCAP-Planung ist dieser recht einfach. Unser Wunsch an Euro NCAP ist eine schrittweise Einführung neuer Tests ““ wohl überlegt und nicht überhastet. Davon profitieren alle: das Euro NCAP, die Industrie und die Autofahrer.

Was erwarten Sie vom geplanten World-NCAP?

Sferco: Vor allem müssten für alle Teilnehmer einheitliche Test-Tools gelten, wie beispielsweise bei Dummys. Bei Tests zur passiven Sicherheit liefern sie noch sehr unterschiedliche Ergebnisse. Dummys sollten einheitlich definiert sein für die gesetzlich vorgeschriebenen Typenzulassungstests und auch für Verbrauchertests. Im Moment müssen wir unterschiedliche Dummys einetzen. Deshalb sollten diese Testmethoden und Bewertungen auch in den USA gelten, genauso wie in Australien, Europa oder Asien. Allein in dieser Frage gibt es noch weltweiten Regelungsbedarf.

Vielen Dank für das Gespräch

Crashtests: vom EURO-NCAP zum World-NCAP

von oben:Langwieder, Zobel

Wo sitzt man im Crashfall sicherer: In einem Kleinwagen oder in einem größeren Autos, wie Pickup, Van oder Jeep? Glaubt man dem amerikanischen Boulevardblatt USA-Today, so retten etwa 50 Kilogramm mehr Fahrzeugmasse – und damit meist auch eine höhere Steifigkeit – jährlich 200 Insassen das Leben.

“Selbstschutz” lautet die Devise – sitzt man im schwereren Auto. Aus der Sicht dieser Autobesitzer kann die Front gar nicht steif genug sein, um im Crashfall möglichst viel Aufprallenergie zu absorbieren. Für Insassen von Kleinwagen kann dies allerdings tödlich sein. “Partnerschutz” wünschen sie sich deshalb. Optimal wäre im Crashfall eine Verteilung der Aufprallenergie entsprechend Masse, Steifigkeit und Design der Fahrzeuge. Selbstschutz hin, Partnerschutz her? Nach Ansicht von Experten des Instituts für Fahrzeugtechnik an der TU Berlin würden in Europa jedes Jahr etwa 675 Menschen ihre Unfälle überleben, wenn die Beziehungen der Wagenklassen optimal wäre.

Weltweit unterschiedliche Vorschriften

Doch welche verstärkten Ecken, Kanten oder Rundungen sollte (muss) das optimale Fahrzeug haben, welche Testkriterien machen sie vergleichbar und wonach sollen sie letztlich bewertet werden? Es ist kaum vorstellbar, aber Realität: Auf den vier großen Auto-Weltmärkten Australien, Europa, Japan und den USA geben weder Hersteller, Gesetzgeber, Prüfinstitute oder Verbraucherverbände dem Autofahrer eine verbindliche Antwort. Jeder dieser Märkte hat eigene Modi für Crashtests und bewertet diese dann auch noch unterschiedlich mit Sternchen, Männchen, Zahlen oder Buchstaben.

Experten suchen gemeinsame Norm

“Seit 20 Jahren sind wir frustriert, weil wir die Crash-Vorschriften nicht harmonisiert bekommen, ich fürchte es wird noch weitere 10 Jahre dauern”, so umschreibt Bernd Friedel, Abteilungsleiter “Passive Sicherheit” in der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), die Situation. Und auch die Automobilhersteller klagen. “Die Erfüllung der jeweils landesüblichen Crashtests ist eine Vergeudung von Vermögen”, erklärt Robert Zobel, Leiter Analyse Fahrzeugsysteme Unfallforschung bei VW. Denn in der Realität passieren überall auf der Welt Unfälle nach gleichen Mustern. Damit sind nach Zobels Meinung weltweit tätige Automobilhersteller benachteiligt, die die jeweils landesüblichen Crashtests erfüllen müssen. Doch die Sterne stehen nicht schlecht: Kürzlich trafen sich zweihundert Experten aus aller Welt beim TÜV Rheinland/Brandenburg in Köln, eine Teilharmonisierung scheint jetzt möglich.

Vor 1998 prüfte man Fahrzeuge meist, in dem man mit voller Überdeckung bei 50 km/h gegen eine starre Barriere crashte. Mess- und Bewertungskriterium war lediglich das Eindringen der Lenkung ins Fahrzeuginnere und die direkte Belastung der Insassen. Seit aber selbst Kleinwagen mit Fahrer- und Beifahrerairbag ausgerüstet sind, ist dieses Verfahren überholt.

Grundlage des NCAP

Ein neues Prüfverfahren musste her. Die Idee zu einem EURO-NCAP (New Car Assessment Programme) kommt aus Großbritannien. Dort erteilte das Verkehrsministerium dem Forschungsinstitut TRL (Transport Research Laboratory) und dem Ingenieurbüro VSC (Vehicle Safety Consult) einen Entwicklungsauftrag für ein neues Crashverfahren. Die geniale Idee eines europäischen Prüfinstitutes (ebenfalls EURO-NCAP), das Crashtests im Auftrag von Automobilclubs oder Verbraucherverbänden – für viel Geld – durchführt, war geboren. Ein schnell gestricktes Prüfverfahren fand auch in Brüssel bei der Europäischen Kommission Zuspruch und wurde sogar noch gesponsert.

Ursprünglich gehörten zu “EURO” nur England und Schweden, mittlerweile sind auch Deutschland, die Niederlande und Frankreich Mitglieder, genauso wie der Dachverband der Automobilhersteller (FIA), Automobilclubs wie der ADAC und Verbraucherverbände wie die Stiftung Warentest. Die politische Lobby in Brüssel machte das EURO-NCAP innerhalb von zwei Jahren zum Crash-Standard in Europa. Jedes Mitglied zahlt jährlich etwa 25.000 Euro für Verwaltungsaufgaben an die Organisation; wer ein Automodell für einen Crashtest sponsert, muss nochmals etwa 7.000 Euro hinblättern. Weshalb also einheitliche Crashtests aufstellen, die auch andere Prüforganisationen durchführen können und die für jedermann nachvollziehbar sind?

Testergebnisse des NCAP nicht überprüfbar

De facto verteidigen zwei Ingenieure des VSC ihre Marktführerschaft bis heute: Sie beurteilen die Crashtests und vergeben bis zu vier Sterne für ein sicheres Auto. Neben einigen festgelegten Kriterien und Grenzwerten spielt der subjektive Eindruck der Prüfer bei der Bewertung (modifier) eine große Rolle. Andre Seeck, Crashtestexperte bei der BASt: “Die Auswertungen sind nicht objektiv nachvollziehbar, die Modifier-Praxis entbehrt jeglicher Grundlage”.

Die Prüfprozedur des EURO-NCAP ist sehr umstritten. Das Testprogramm umfasst einen Frontalaufprall mit 64 km/h gegen eine deformierbare Barriere mit 40 % Überdeckung, den rechtwinklige Seitenaufprall mit 50 km/h und einen Fußgängeraufpralltest mit 40 km/h. Beispielsweise kritisieren Experten den Fußgängerschutz. Robert Zobel: “Im Prinzip werden die Kinder zu Gunsten der Erwachsenen benachteiligt, das halten wir für inakzeptabel”. Denn die Automobilhersteller wurden mit einer “fußgängerfreundlichen” Gesetzgebung konfrontiert, die den Zielkonflikt Kinder/Erwachsene überhaupt nicht berücksichtigt. Die Ergebnisse aus den drei Tests sind nicht transparent und das Verfahren ist auch nicht am Unfallgeschehen validiert”, kritisiert auch Jürgen Huber, Abteilungsleiter Straßenverkehr im Bundesverkehrsministerium die EURO-NCAP Prüfprozedur.

Technische Universität Berlin entwickelt neue Tests

Der BASt erteilte deshalb sein Ministerium den Auftrag, ein neues Crashtestverfahren zu entwickeln. An der Technischen Universität Berlin (TUB) entstand das TUB-NCAP auf Basis der Unfallanalyse, der statistischen Unfallverletzungen und unter Zuhilfenahme von Crashtests. Dabei werden die Einzelergebnisse aus verschiedenen Crashtests entsprechend ihrer Bedeutung im realen Unfallgeschehen gewichtet. Unfallforscher Andre Seeck: “Eine erste Präsentation des TUB-NCAP vor internationalen Fachleuten ergab beispielsweise, dass Japan das Bewertungsverfahren entweder komplett oder zumindest die Grundprinzipien übernehmen will.”

“Kompatibilität” ist gefragt

Das besondere Crashproblem heißt “Kompatibilität”. Reden Wissenschaftler von Kompatibilität meinen sie damit die Massen-, Design- und Steifigkeitsunterschiede der Unfallfahrzeuge. Allgemein handelt es sich um die Aggressivität des größeren Fahrzeugs: danach müsste die optimale Front eines kleinen und leichten Fahrzeugs eine gleich hohe oder gar größere Front- und Zellensteifigkeit haben, damit das schwere Fahrzeug in die Deformation mehr einbezogen wird. Die EURO-NCAP Crashgeschwindigkeit von 64 km/h ist demnach kritisch für große Autos, denn sie müssen schwer und steif sein, um die Testanforderungen zu bestehen. Treffen sie dann allerdings im realen Unfallgeschehen auf einen Kleinwagen – machen sie ihn platt. Sicherheitsexperte Andre Seeck: “Besser wäre ein leichtes Fahrzeug, das eine harte Front hat, und ein großes, das weicher ist”. Doch das Prinzip der verteilten Energieaufnahme lässt sich im Prüfverfahren nicht einfach feststellen, da die wissenschaftlichen Grundlagen noch fehlen. Derzeit fördert die Europäische Kommission dazu mehrere Forschungsprojekte.

Reflektieren Crashtests tatsächlich das Unfallgeschehen?

Auch darin sind sich die Experten uneinig. Der “Alleinunfall” (1 Fz) mit seinen Eigenheiten müsste stärker berücksichtigt werden, fordert Unfall-Professor Klaus Langwieder vom Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV). Seiner Ansicht nach simulieren die Frontal- und Seitenaufpralltests nach EURO-NCAP nur etwa 25 Prozent der Unfälle, bei denen in Deutschland Pkw-lnsassen getötet werden. Nimmt man die Aussagekraft des US-Frontalaufpralls mit voller Überdeckung dazu, sind es 47 Prozent und ersetzt man den bisherigen Seitenaufprall durch einen Pfahlaufprall im Bereich der vorderen linken Tür, könnten sogar bis zu 67 Prozent der Unfallsituationen abgedeckt werden. Angesichts dieser eindeutigen Zahlen ist es sinnvoll, dass EURO-NCAP den Herstellern künftig die Möglichkeit für einen Pfahlaufprall gegen die Seite eröffnen will.

Autoindustrie will Anerkennung anderer Sicherheitsfeatures

Mit diesem Pfahlaufprall soll EURO-NCAP zum US-NCAP aufschließen: Fahrzeuge, die diesen Masttest bestehen, erhalten dann einen fünften Stern. Dies begrüßen auch Autohersteller wie VW oder DaimlerChrysler. Karl-Heinz Baumann, Entwicklungsleiter bei DaimlerChrysler, fordert sogar noch mehr: “Sicherheitsinnovationen sollten in den Crashtest-Programmen belohnt und damit gefördert werden”. Soll heißen, dass beispielsweise Mercedes-Fahrzeuge mit Systemen der aktiven Sicherheit wie dem Bremsassistent (BAS) oder Teleaid (schnelle Aktivierung der Rettungskette) bei einem optimalen Testprogramm einen Bonus erhielten. “Die gesamte Autoindustrie wünscht sich die Anerkennung solcher Sicherheitfeatures”, so Baumann. Dann droht allerdings die “Verwässerung des EURO-NCAP”, so dass auch Stabilitätsprogramme wie ESP oder ein vorhandener Kopfairbag zusätzliche Sterne ergattern können – oder andererseits abgezogen bekommen.

World-NCAP geplant

Dies machen die VSC-Prüfingenieure in Brüssel derzeit schon nach eigener Willkür: Sind sie sich einig, können sie bis zu einem Viertel der maximalen Punktzahl abziehen, wenn beispielsweise das Verletzungsrisiko beim Crash “nach subjektiver Bewertung” für Kopf oder Brust zu hoch ist. Wohlgemerkt: nur zwei Ingenieure sind in der Lage, diese Beurteilung vorzunehmen. Drei weitere Experten belegen derzeit einen dreitägigen “Crash”-Kurs beim Ingenieurbüro VSC – bezahlt von der Europäischen Kommission. Kosten je Teilnehmer etwa 100.000 DM! Das Monopol steht. Andre Seeck: “Die Europäische Kommission wird allerdings mittlerweile von allen Seiten bedrängt, so dass sich wohl bald etwas ändern wird.” Da die Japaner teils den EURO-NCAP anwenden und sich ebenfalls für den TUB-NCAP interessieren, die Australier gerade einmal angefangen haben, nach dem EURO-NCAP Frontal- und Seitenaufprall zu testen und der amerikanische Congress sogar eine Harmonisierung des US-NCAP mit den europäischen Vorschriften empfiehlt, scheint der Grundstein für einen “World-NCAP” gelegt zu sein.

Unterschiedliche Crashbewertung

Neben verwirrenden Schaubildern, die über Punkte, Sterne, bunten Männchen oder Zahlen/Buchstaben-Kombinationen die Crash-Ergebnisse darstellen, erreichen Fahrzeuge je nach Land auch noch unterschiedliche Bewertungsergebnisse. Da erhält beispielsweise ein Mercedes der C-Klasse Baujahr 1997 nach dem US-NCAP beim Frontalaufprall vier von fünf möglichen Sternen, beim EURO-NCAP in der Gesamtnote nur zwei von vier Sternen, die japanische Automobil-Sicherheitsbehörde OSA bewertete ihn in einer sechsstufigen Skala mit der dritten Stufe und das amerikanische HLDI (Highway Loss Data Institute) erteilte im Bezug auf Kollisionskosten die Note “Durchschnittlich” und bei den Verletzungskosten “deutlich schlechter als der Durchschnitt”. Wer soll da noch durchblicken?

Geschichte des NCAP

Seit Beginn der Mobilität war es ein Bestreben, die Unfallzahlen gering zu halten. Im Mittelpunkt stand die unfallfolgenmildernde Fahrzeugsicherheit (passive Fahrzeugsicherheit). Schon 1832 wurden in England die ersten Crashanforderungen für einen dampfbetriebenen Omnibus festgelegt. Seitdem definiert der Gesetzgeber über die Typenzulassung die Anforderungen an ein Fahrzeug. Die jüngste Sicherheitsoffensive begann in Europa nachdem der brasilianische Formel-1-Pilot Ayrton Senna und der österreicher Roland Ratzenberger 1994 in Imola tödlich verunglückten. Seitdem forderte der Dachverband der Automobilclubs (FIA) neue Konstruktionsrichtlinien für Rennfahrzeuge, die auch auf Serienfahrzeuge angewendet wurden. Daraus resultieren auch die Initiativen zu NCAP.

Wollen Autofahrer Sicherheit?

Vom Grundgedanken, den Wettbewerb auf dem Gebiet der passiven Sicherheit anzukurbeln, in dem verbraucherfreundliche und transparente Daten veröffentlicht werden, ist man weit entfernt ““ auch wenn die Autoindustrie dies gerne als Werbebotschaft nutzt. Viele Autofahrer resignieren vor den unüberschaubaren Resultaten. Dies hat der TÜV Rheinland/Brandenburg in einer Studie festgestellt. Die Experten bescheinigen deutschen Autofahrern ein geringes Sicherheitsempfinden: nur jedes fünfte Auto wird unter dem Aspekt Sicherheit gekauft. TÜV-Psychologe Stefan Becker weiß warum: “Der Mensch verdrängt den Tod und denkt: mich trifft es sowieso nicht.” Trotzdem meckert etwa die Hälfte der befragten Autofahrer über die Präsentation der Crashtest-Ergebnisse und fordert eine bessere Vergleichbarkeit.

Übersicht Crash-Tests: Weltweit

1. National Highway Safety Administration (USA)

Internet: www.nhtsa.dot.gov/ncap

seit 1979 Frontalaufprall gegen starre Barriere mit 56 km/h; seit 1997 Seitenaufprall 30 Grad schräg mit 62 km/h

Messwerte bei 4 Dummies, 5 Sterne-Bewertung

2. NRMA (Australien)

Internet: http ;//www.nrma.com.au/crashtests

seit 1996 Frontalaufprall gegen starre Barriere mit 56 km/h und Frontalaufprall gegen deformierbare Barriere (40 %) mit 64 km/h; seit 1999 Seitenaufprall, rechtwinklig mit 50 km/h

Messwerte bei 3 Dummies, 4 Sterne-Bewertung

3. OSA, National Organisation for Automotive Safety & Victims Aid (Japan)

Internet: www.osa.go.jp

seit 1995 Frontalaufprall gegen starre Barriere mit 56 km/h; seit 1999 Seitenaufprall, rechtwinklig mit 55 km/h

Messwerte bei 2 Dummies, 6 Stufen-Bewertung

4. EuroNCAP (Europa)

Internet: http ://www.whatcar.co.uk und www.fla.com

seit 1997 Frontalaufprall gegen deformierbare Barriere (40 %) mit 64 km/h Seitenaufprall, rechtwinklig mit 50 km/h

Messwerte bei 3 Dummies, 4 Sterne-Bewertung

Zusätzlich Fußgängeraufpralltest mit 40 km/h

5. Insurance Institute for Highway Safety (USA)

Internet: www.hwvsafety.org.

Frontalaufprall gegen deformierbare Barriere (40 %) mit 64 km/h Bumpertest mit 8 km/h

Messwerte bei 1 Dummy, 4 Stufen-Bewertung

6. ADAC (Deutschland)

Internet: www.adac.de

Vergleichbar mit EuroNCAP

7. AutoBild (Deutschland)

Internet: www.autobild.de

Frontalaufprall ähnlich EuroNCAP

8. Auto Motor und Sport (Deutschland)

Internet: www.motorpresse-online/Zeitschriften/ams

Frontalaufprali vergleichbar mit EuroNCAP Fahrzeug/Fahrzeug-Crash (50 %) mit 50 km/h

Neue US-Crashvorschriften

Seit Mitte Mai gilt für Fahrzeuge, die ab September 2003 in den USA verkauft werden, eine neue Vorschrift. So sollen Automobilhersteller und Zulieferer den Insassenschutz weiter optimieren und die Risiken für die Insassen minimieren. Diesen Forderungen zwingen vor allem Zulieferer zum Handeln, denn sie werden immer mehr in die direkte Entwicklung einbezogen. Gefragt sind von ihnen neue Wege in der Systementwicklung. Wer Systeme aus einer Hand liefern kann, hat zusätzliche Vorteile. So sieht man bei Autoliv – Marktführer im Bereich Insassenschutzsysteme – die neuen Vorschriften als sehr weit reichende Forderungen, hat aber die erforderlichen Komponenten schon entwickelt und ist derzeit im Stadium der Applikation für Fahrzeuge.

Das National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) legte als Resultat langjähriger Beratungen dem Gesetzgeber die NPRM (Notice for Proposed Rule Making) vor und Ende letzten Jahres das Supplement (SNPRM); seit Mitte Mai sind diese Vorschriften als New “FMVSS 208” in Kraft.

Erstmals spezielle Testverfahren

Mit der “Final-Rule” schreibt der Gesetzgeber erstmals eine Serie von Testverfahren vor, die das Gefährdungspotential für vorgegebene Szenarien begrenzen sollen. Zusätzlich fordert er den Nachweis eines optimierten Insassenschutzes bei verschiedenen Crashtests mit unterschiedlichen Insassentypen.

Schon seit langem gilt die amerikanische FMVSS 208: Die Vorschrift, die die Sicherheit von Fahrer und Beifahrer – angegurtet oder nicht – bei einem Wandaufprall mit 48 km/h testet. Die New FMVSS 208 optimiert künftig den Insassenschutz für den 50%-Dummy-Mann und schreibt weitere Tests für die 5%-Dummy-Frau vor. Zu den Auswirkungen bei einem Zulieferer erklärt Jörg Szilagyi, Leiter “Systementwicklung” bei Autoliv in Dachau: “Die neue Gesetzeslandschaft überrascht uns nicht, denn sie unterstreicht eigentlich nur unsere Entwicklung und schreibt teilweise die Auslegungspunkte der Systeme fest”.

Neue Tests werden gefordert

So sind künftig Tests für verschiedene Dummy-Typen neu definiert: für den 50%-Dummy-Mann gegen die starre Barriere, der ungegurtet mit 32-40 km/h senkrecht (bis maximal 30° ) gefahren wird oder angegurtet mit bis zu 48 km/h (später bis 56 km/h) senkrecht. Die 5%-Dummy-Frau muss künftig den Wandaufpralltest gegen die starre Barriere und den 40%-Offset-Aufprall gegen die deformierbare Barriere bestehen. Dabei gelten auch wieder Szenarien für gegurtete und ungegurtete Insassen jeweils bei verschiedenen Geschwindigkeiten. Während der Entwurf der Vorschrift noch 14 Fahrzeugversuche umfasste, reduzierte das Supplement auf 9, letztlich blieben noch 7 Crashtest-Szenarien übrig.

Neben den zusätzlichen Dummy-Crashtests fordert der amerikanische Gesetzgeber auch die Risikobegrenzung für den Fall einer Airbagzündung. Der Gesetzgeber unterscheidet dabei “kleine Personen”: das 1-jährige Kind im rückwärts gerichteten Kindersitz, das 3- und 6-jährige Kind mit und ohne Kindersitz und die 5%-Frau auf dem Fahrersitz. Ist in den genau definierten Versuchen die Situation für diese Gruppe kritisch bleibt der Airbag entweder im Gehäuse oder er entfaltet sich “sanft” – mit einem geringeren Verletzungsrisiko.

Umfangreiche Sensorik nötig

Während sich die Autoindustrie noch mit Statements zurück hält, bestätigt man bei Autoliv, dass man die einzelnen Module liefern kann und sogar schon die Gesamtsysteme abstimmt. Grundlage der Insassensicherheit sind “Smart Restraints”, bei denen Sensorsignale je nach “Lastfall” die entsprechende Aktuatorik steuern. Das Sensorsystem erkennt die Unfallschwere und klassifiziert die Insassen (OCS, Occupant characterization system). Es umfasst einem OSS-Ultraschallsensor (Occupant spatial sensor), einen OWS-Sensor (Occupant weight sensor) sowie die Sensorik zur Erkennung des Gurtanlegestatus. Jörg Szilagyi beschreibt die Wirkungsweise: “Sensoren messen die Unfallschwere, erfassen dazu die Charakteristika der Insassen nach Gewicht, Position und Gurtzustand. Diese Signale werden in fortschrittlichen Algorithmen ausgewertet, um dann die entsprechenden Aktuatoren aktivieren zu können”. Für jede Situation steht somit der bestmögliche Schutz zur Verfügung. Doch welche Sensorik ist die Beste: Infrarot, Radar oder Bilderkennung? Szilagyi: “Wir favorisieren Ultraschallsensoren, die wir für genauso geeignet halten wie Sensoren zur Bildverarbeitung”.

Nackenverletzungen sollen vermieden werden

Auch wenn die Prüfung im Bereich “Verletzungskriterien” weitgehend der alten 208er-Vorschrift entspricht, definiert der Gesetzgeber Grenzwerte und Kriterien bei Verletzungen im Nackenbereich neu, indem er vier kombinierte Nackengrenzwerte festlegte. Systementwickler Jörg Szilagyi: “In der neuen Vorschrift wurde das erste Mal aus einer Kraft und einem Moment ein Grenzwert für Nackenverletzungen geschaffen”. Dies ist wichtig bei der Prüfung mit der 5%-Dummy-Frau: Während der Autofahrt sitzen vor allem kleinere Frauen mit angewinkelten Armen zu nah vor Lenkrad und Airbagmodul. Bei einem Unfall müssen die Systeme auch diese Frauen schützen und gleichzeitig die Risiken der Airbagentfaltung gering halten.

Auch kleine Insassen und Kinder berücksichtigt

Großen Wert legte der Gesetzgeber auf die Position der kleinsten Insassen. Zur Erfüllung der neuen Vorschrift muss die Sensorik das Kind als “gefährdeten” Insassen erkennen. Bei Autoliv funktioniert dies über das Gewicht des Insassen. Ein Sensor ermittelt diese Größe und unterhalb einer definierten Schwelle wird der Airbag deaktiviert. Oder der Airbag zündet in kritischen Positionen “sanft” – mit möglichst geringem Risiko.

Insgesamt stellt das Gesetz sehr hohe Anforderungen an Automobilhersteller und Zulieferer. So sieht man auch bei DaimlerChrysler, dass der enorme Mehraufwand bei der Entwicklung nur gemeinsam mit den Zulieferern umsetzbar ist. Airbagexperte Jörg Szilagyi: “Wir als Zulieferer stehen mit den Komponenten bereit. Um aber die Systeme ins Auto zu bringen, herrscht überall Zeitdruck, denn die Komponente allein macht es nicht, es kommt besonders auf die Systemabstimmung im Fahrzeug an.”

Einführung in Zeitschritten

Die erste Phase zur Umsetzung tritt schon am 1. 9. 2003 in Kraft, wenn neue Testbedingungen für dynamische und statische Tests vorgeschrieben sind, darunter besonders der Wandaufpralltest mit dem angeschnallten 50%-Dummy bei 48 km/h. Ein Stufenplan sieht jeweils zum September des entsprechenden Jahres weiter vor: bis 2004 müssen 35 % der neu hergestellten Fahrzeuge diesen Vorschriften entsprechen, bis 2005 65 % aller Neufahrzeuge und ab 2005 alle neu hergestellten Fahrzeuge. Ab 2006 müssen 100 % aller verkauften Autos diese Norm erfüllen. Die nächste bedeutende Stufe beginnt am 1.9. 2007, wenn der Wandaufpralltest für angeschnallte 50%-Dummies von 48 auf 56 km/h (wie US-NCAP) angehoben wird, mit den gleichen Stufenszenarien.

Vorschriften in Sicht: Beifahrer-Airbag-Abschaltung

Für die “ferne” Zukunft gelten schon weitere Forderungen der US-Sicherheitsbehörde: 2012 läuft die Option der manuellen Beifahrerairbag-Abschaltung aus, die bis dahin als Alternative erlaubt ist für 2-Sitzer und Fahrzeuge, die keine Möglichkeiten für Rückhalteeinrichtungen auf den Rücksitzen haben. Dann müssen die Hersteller eine automatische Erkennung zum Abschalten anbieten. Und auch die Ankündigung, den großen und schweren 95%-Mann als Dummy in der Systemauslegung zu berücksichtigen, könnte bis dahin Gesetz sein.

Keramik-Bremse

Keramik für die Bremse der Zukunft

Im neuen 911er Turbo stellt Porsche eine neu entwickelte Keramikbremse von. Neben vielen technischen Highlights kommt damit in diesem Sportwagen weltweit erstmals eine Keramik-Verbundbremsscheibe serienmäßig zum Einsatz. Und auch Mercedes-Benz testet den Werkstoff im Supersportwagen SLR.

Hat die herkömmliche Bremsscheibe ausgedient?

Herkömmliche Bremsscheiben aus Grauguss besitzen ausgewogene Eigenschaften: Festigkeit, Wärmespeicher- und Wärmeleitfähigkeit. Dazu sind sie noch sehr billig in der Herstellung. Andererseits stoßen sie im Segment der Hochleistungssportwagen an ihre Grenzen, wie Heißrubbeln, Fading, Korrosion, hohes Gewicht und beschränkte Lebensdauer zeigen.

Aus diesen Gründen ist als Alternative der Werkstoff Keramik im Bremsenbereich neuerdings heiß diskutiert: Keramik allein ist allerdings für ein sicherheitsrelevantes Bauteil inakzeptabel und so versuchen die Ingenieure keramische Materialien zu verstärken. Eine faserverstärkten Keramik gilt als aussichtsreichster Werkstoff für die Bremsscheibe der Zukunft.

Verschiedene Keramikmixes wurden untersucht

Schon seit Jahren werden keramikhaltige Materialien auf den Teststrecken der Autohersteller erprobt: “MMC” (Metal Matrix Composite) als partikelverstärktes Aluminium, “C/C” (Carbon/Carbon) als kohlefaserverstärkter Kohlenstoff und “CMC” (Ceramic Matrix Composite) als faserverstärkte Keramik. Als aussichtsreichster Hightech-Werkstoff für den Bremsenbereich gilt die Verbundkeramik CMC.

Sie besteht aus siliziertem Verbundmaterial: Faserbündel werden mit Füllmittel und Bindemittel gemischt, warm gepresst und mit flüssigem Silizium infiltriert. Die Vorteile gegenüber Bremsscheiben aus Grauguss liegen im geringen spezifischen Gewicht von 2,2 statt 7,1 Gramm pro Kubikzentimeter. Bremsenquietschen gehört der Vergangenheit an, da der Dämpfungsfaktor zehnmal größer ist. Außerdem reduziert ein sehr geringer Ausdehnungskoeffizient das so genannte Heißrubbeln.

Mercedes-Keramikbremse im SLR

Mercedes-Benz testet die mit Kohlenstofffasern verstärkte Keramik-Bremsscheibe im Supersportwagen SLR. Die Resonanz nach ersten Fahrten: Das Ansprechverhalten auch bei Nässe und die gebotene Verzögerung überzeugten ohne Vorbehalte.

Die Nase vorn hat aber wohl Porsche, jedenfalls wenn es um den Serieneinsatz geht: Als erster Automobilhersteller baut Porsche die Keramik-Verbundbremsscheibe schon im Spätherbst im neuen 911er Turbo ein. Damit wollen die Ingenieure von Porsche einen völlig neuen Standard in der Bremsentechnologie setzen, im Bereich Ansprechverhalten, Fadingstabilität, Gewicht und Lebensdauer. Das neue System heißt “PCCB” (Porsche Ceramic Composite Brake) und basiert auf einer Carbon-Matrix, Graphit und Silizium.

Porsche Turbo mit Keramikbremse in Serie

Mehr als 50 Prozent leichter als herkömmliche Bremsscheiben – bei etwa gleichem Durchmesser – bedeutet praktisch 20 Kilogramm weniger Fahrzeuggewicht bei einem 911er. Während zahlreicher Testrunden im Porsche-Forschungszentrum Weissach soll das neue Bremsen-System “ein absolut mustergültiges Verhalten” gezeigt haben. Kombiniert mit einem ebenfalls völlig neuen Bremsbelag aus einem Metall-Verbundwerkstoff, dessen Mixtur aber noch geheim gehalten wird, zeigte die Keramik-Bremsscheibe laut Porsche-Experten “sehr hohe und vor allem konstante Reibwerte während der Verzögerung”.

Lange Lebensdauer für Bremsscheibe und -beläge

Und auch die Betriebstemperatur – bei Metall-Bremsscheiben ein entscheidender Faktor für den Bremsweg – spielt kaum noch eine Rolle: Weder im kalten noch im heißen Zustand machten Bremsscheibe oder -belag schlapp. Im Gegenteil: Durch den äußerst geringen Abrieb wird sie zur “life-time”-Scheibe, bei einer Lebenserwartung von etwa 300.000 Kilometern. So sensationell wie die Bremsscheibe sollen auch die entsprechenden Bremsbeläge sein, deren Kilometerleistung etwa doppelt so hoch sein soll wie bei herkömmlichen. Preis: etwa 15.000 DM.

Neue Werkstoffe für Bremsen in der Übersicht

Neue Bremsenwerkstoffe sind viel versprechend, haben aber nicht immer eine Zukunft. Die Bremsscheibe aus AI MMC etwa besteht aus bis zu 30 % Keramikpartikeln, hat eine geringe Dichte und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Sie eignet sich nach Ansicht der Experten von DaimlerChrysIer für kleine, leichte Sportwagen. Anders der kohlefaserverstärkte Kohlenstoff (C/C), der auch in ICE-Bremssystemen eingesetzt wird. Seine Temperaturstabilität liegt bei 2000 Grad Celsius. Dieses System ist allerdings teuer. Außerdem haben sie Probleme mit tiefen Temperaturen. So gilt die faserverstärkte Keramik-Bremsscheibe CMC als Bremse der Zukunft.

Keil-Bremse

Keilbremse soll Bremsentechnik revolutionieren

Der Keil, eines der ältesten Werkzeuge der Menschheit, soll als Hightech-Modul künftig Autos bremsen. Schon in der Frühzeit des Wagenbaus hat sich das Keilprinzip als Fahrzeugbremse bewährt: Wollten Kutscher ihren Wagen stoppen, rammten sie einen Keil zwischen Radkasten und Rad – bis es letztlich blockierte. “Wir werden die Bremsenlandschaft mit einem elektronischen Keilsystem revolutionieren”, verspricht Bernd Gombert, Erfinder der Keilbremse und Chef des Unternehmens eStop, das die Superbremse entwickelt. Seine eBrake ist eine “elektronische Bremse” mit Selbstverstärkung, die ohne hydraulische Bremsleitungen auskommt.

Bis zur Serienreife elektronischer Bremssysteme ist es aber noch ein weiter Weg: Solche Bremssysteme sind nicht neu und ihre Zuverlässigkeit noch nicht gewährleistet. “Selbst mit einem leistungsfähigen Bordnetz und sicheren Steuerstrukturen ist die Entwicklung keine Revolution, sondern eher eine Evolution”, meint Bernhard Schmittner, bei Continental Teves für Zukunftsentwicklungen verantwortlich.

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Elektro-mechanische Bremse mit Zukunft?

Elektro-mechanische Bremse von Conti

So hat schon DaimlerChrysler im viel gerühmten Technologieträger “E-Klasse” eine elektrohydraulische Bremse (EHB) als “revolutionären Durchbruch” präsentiert. Unter der Bezeichnung SBC (Sensotronic-Brake-Control) wurde sie halbelektronisch geregelt, konnte im Störungsfall auf einen hydraulischen Kreis zu greifen. Mittlerweile hat sie sich zum Flop entwickelt: Weltweit mussten etwa 680.000 Fahrzeuge in die Werkstätten – wegen möglicher Elektronik-Probleme am Bremsen-Steuergerät.

Auch eine elektro-mechanische Bremse (EMB) blieb bisher auf der Strecke. Für den Notfall hat eine EMB keine hydraulische Rückfallebene, sondern zwei elektronische Regelsysteme, die ein äußerst leistungsfähiges Bordnetz erfordern. Bremsenentwickler Schmittner geht davon aus, “dass dafür ein sicheres 42-Volt-Bordnetz nicht kurzfristig verfügbar ist”. So findet eine by-wire -Steuerung bisher auch nur als elektrische Parkbremse (EPB) Anwendung, zum Beispiel im Audi A6. Dort löst sie die herkömmliche Handbremse ab, die per Seilzug auf die Hinterräder wirkt.

Die Zukunft gehört nach Ansicht der Experten von Continental Teves einem Hybridsystem, das die Vorteile der EMB mit der bekannten Hydraulik kombiniert. Hybridbremsen-Projektleiter Bernhard Schmittner rechnet aber “frühestens in der nächsten Fahrzeuggeneration” damit, was Modelljahr 2012 bedeutet. An der Vorderachse regelt dann ein herkömmliches Hydraulik-Bremssystem, an der Hinterachse ein vollelektronisches mit integrierter Parkbremse. Es ist sogar mit dem derzeitigen 12-Volt-Bordnetz machbar. Mehr Spannung soll auch die Keilbremse nicht benötigen.

Keilbremse als Impulsgeber für Brake-by-wire-Systeme?

Doch weitere Details der Keilbremse bleiben geheim, erste Fahrzeuge mit eBrake wurden aber schon auf Teststrecken gesichtet. So viel ist aber bekannt. An Stelle des herkömmlichen Bremszylinders sitzt ein keilförmiger Bremsbelag, der beim Abbremsen von einem Elektromotor in den Winkel zwischen Sattel und Bremsscheibe gedrückt wird. Ab einem fest definierten Punkt zieht die Kraft der rotierenden Bremsscheibe den Keil in den Spalt. Damit er nicht wie zur Kutschenzeit – blockiert, hält ihn eine komplizierte Steuer- und Regelelektronik im Gleichgewicht. Solche Systeme mit so genannter Bremsenselbstverstärkung erfordern noch erheblichen Entwicklungsaufwand.

Elektronische Bremssysteme liegen derzeit in anderen Unternehmen häufig auf Eis. So verzichtet DaimlerChrysler in der nächsten Generation der E-Klasse auf die einstige Wunderbremse SBC und auch Bosch, Marktführer bei Bremssystemen, fährt die Weiterentwicklung elektronischer Bremsen auf Sparflamme.

Man führe mit eStop Gespräche, heißt es offiziell bei Bosch, nach Insiderinformationen haben die Stuttgarter sogar eine Lizenz an der Keilbremse erworben. Konkurrent Siemens VDO, bisher eher in Entwicklungsgebieten außerhalb des Bremsenbereiches tätig, wittert gar das ganz große Geschäft: Man hat Anfang des Jahres eStop komplett übernommen und die Zahl der Entwicklungs-Ingenieure verdoppelt. 2009 wollen sie voll funktionsfähige Keilbremse realisiert haben.

Elektronische Bremse

Mit der einstigen Kutschenbremse haben elektronische Bremsen, wie die eBrake, aber nichts mehr gemeinsam. Im Gegenteil: Ein hoch kompliziertes Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Steuertechnik (Mechatronik) eröffnet den Entwicklungsingenieuren völlig neue Wege, spart Bauraum und Materialien. So fehlt der elektronischen Bremse die Bremsflüssigkeit und damit die entsprechenden hydraulischen Leitungen, um darüber den Druck zum Bremsen aufzubauen. Die übliche Schwimmsatteltechnik bleibt aber erhalten, denn an jedem Rad sitzt ein Aktuator, der “by wire” gesteuert wird: Tritt der Fahrer aufs Bremspedal, löst er “über ein Kabel” einen elektrischen Impuls aus, der letztlich über einen Elektromotor am Rad die Beläge an der Bremsscheibe zuspannt.

eBrake-Prinzip

Die konventionelle Bremsen-Philosophie geht davon aus, dass die erforderliche Spannkraft um die Bremsbeläge anzulegen, rechtwinklig aufgebracht wird. Neue Ansätze versuchen Steuerungen durch elektrohydraulische oder rein elektromechanische Lösungen zu ersetzen. Hieraus entsteht ein hoher Energiebedarf. Demgegenüber nutzt die eBrake-Lösung die kinetische Fahrzeugenergie um den elektrischen Aktuator zu entlasten. Aus der mechanischen Selbstverstärkung resultiert eine Hilfskraft mit deren Unterstützung die erforderliche Spannkraft aufgebaut wird.

Leistungsbedarf zum Bremsen

Beim Bremsen wird die kinetische Energie, abhängig vom Gewicht und der Höchstgeschwindigkeit, durch Reibung in Wärmeenergie umgewandelt. 90 Prozent dieser Wärmeenergie muss die Bremsscheibe aufnehmen, 10 Prozent der Bremsbelag. Um 1970 einen BMW 2002 ti mit einem Gewicht von 1,3 Tonnen aus 185 km/h abzubremsen, waren 295 Kilowatt erforderlich – zum Umwandeln der kinetischen Energie in Wärme. Um einen aktuellen BMW mit knapp zwei Tonnen aus 250 km/h zu stoppen, muss die kinetische Energie mit 670 Kilowatt Bremsleistung umgewandelt werden.

Das herkömmliche 12-Volt-Bordnetz stößt bei der EMB an seine Grenzen: Techniker des Bremsenherstellers TRW haben ausgerechnet, dass man pro Rad rund drei Kilowatt Leistung benötigt, um ein Fahrzeug von Tempo 100 bis zum Stillstand abzubremsen.

Software

Software-Viren sind im Auto angekommen

Welch eine Überraschung: Der Autofahrer steigt morgens in sein Auto, startet den Motor, das Autoradio setzt ein – mit voller Lautstärke. Es hilft kein Regeln, kein Ausschalten, es sei denn die Zündung. Schuld ist ein Virus in einem Steuergerät, der die Lautstärke auf „Maximal“ regelt. Ursache ist die Internet-Anbindung des Autos. Während der Fahrt hatte das Fahrzeug selbstständig über eine Luftschnittstelle Software nachgeladen. Auf dem Steuergerät installierte sie sich und schleuste damit auch einen Virus ein. Marko Wolf, Entwickler und IT-Experte bei der Escrypt, einer Entwicklungsfirma für eingebettete IT-Systeme im Automobil: „Benötigte man bisher für Attacken den direkten Zugriff auf die Hardware, können künftig Millionen von Angreifern aus aller Welt versuchen, die Elektronik des Fahrzeugs über das Internet zu manipulieren.“ Noch ist dies äußerst selten, doch die klassische PC-Welt ist im Automobil angekommen – und mit ihr auch die Viren-Welt. Ein Szenario mit Zukunft?

Internet-Anwendungen im Automobil nehmen zu und öffnen Kriminellen den Zugang zu sensiblen Bereichen. VW bietet in einem Tiguan das „auto@web“ an, bei dem man über ein WLAN-Netz Informationen über Veranstaltungen, Parkplätz oder Restaurants abrufen kann.

Daimler bietet eine erste Infotainmentlösung in Japan für die S-Klasse an, bei der ein Internetbrowser mit eingeschränktem Funktionsumfang angeboten wird. Das System ist über ein Gateway abgesichert.

Am weitesten ist wohl BMW. Dort bietet man als Sonderausstattung Connect Drive an, das auch den uneingeschränkten Zugriff ins Web erlaubt – wie am heimischen PC, inklusive dem möglichen Abruf von infizierten E-Mails.

„BMW hat deshalb einen eigenen Server und eine Firewall zum Schutz vor Hackern zwischengeschaltet“, erklärt Katarina Boelsterl, Technik-Sprecherin bei BMW. Die Verbindung zwischen Fahrzeug und Provider findet zusätzlich über ein GSM-Protokoll statt (ähnlich wie über Handy und Netz), das über ein Kryptoverfahren die Inhalte verschlüsselt.

Doch die Gefahr wächst: Künftig müssen große Datenmengen ausgetauscht werden, um beispielsweise Programme oder Diagnose- und Online-Dienste zur Verfügung zu stellen. Steuergeräte-Updates installieren sich dann auf Tastendruck, Störungen lassen sich aus der Ferne diagnostizieren, die Fahrzeug-Software wird ohne Werkstattbesuch aktualisiert. Findet ein Angreifer auch nur eine kleine Sicherheitslücke, kann er beispielsweise im Fahrzeug beliebige Nachrichten versenden – von falschen Blinkersignalen bis hin zu Eingriffen ins ESP oder ABS. Deshalb sind Automobilhersteller mit der Option von Online-Diensten äußerst vorsichtig. Mercedes-Benz Fahrzeuge unterstützen deshalb gegenwärtig keine “schreibende” Fernwartung, heißt es aus Stuttgart.

Beheben lässt sich die Schwachstelle mithilfe der Kryptografie, der Wissenschaft der Verschlüsselung. Damit sollen Steuergeräte und Steuer-Software vor unbefugten Lesen oder verändern geschützt werden. Solche Kryptochips sind schon in der elektronischen Wegfahrsperre oder dem digitalen Tachograph eingesetzt.

Bei BMW unterbindet man den Angriff auf ein einzelnes Steuergerät durch ein zweistufiges Sicherheitsverfahren. Katarina Boelsterl: „Zunächst muss sich ein Angreifer mit einem Kryptoschlüssel authentisieren um überhaupt Zugriff zu Komponenten zu bekommen. Sollte dies gelingen, akzeptiert die Komponente allerdings nur von BMW signierte Software.“

Mit Universal-Kryptochips will man die „drahtlosen Hacker“ abwehren und die gesamte Fahrzeug-IT zuverlässig absichern. Dies ist dringend erforderlich, denn viele kleine PDAs, Smartphones oder Pocket-PC, die sich in die Autowelt integrieren lassen, nutzen Windows CE oder Windows mobile, Light-Versionen des bekannten PC-Betriebssytems. Und Windows ist nun mal für Hacker und Viren ein Eldorado.

„Zuverlässige IT-Sicherheit für Betriebssysteme in Automobilen ist derzeit noch in der Entwicklung“, weiß Marko Wolf. Automobilhersteller müssen deshalb vorbauen, um ihre komplexen Autobetriebssysteme vor gezielten Angriffen zu schützen. Daimler-Ingenieure beobachten deshalb die Security- und Black Hat-Szene und nutzen die neuesten Erkenntnisse, um ihre Infotainmentsysteme entsprechend abzusichern. „Es sind uns keine erfolgreichen Hacker-Angriffe auf Fahrzeuge von Mercedes-Benz bekannt“, verkündet man bei Daimler stolz.

Bis zum Jahre 2011 wollen IT-Sicherheitsexperten und die Automobilindustrie im EU-Forschungsprojekt EVITA (E-Safety Vehicle Intrusion Protected Applications) ein stabiles IT-Netz entwickeln. „Sicherheitsrelevante Komponenten im Auto und auch die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Steuereinheiten soll vor Manipulation geschützt werden“, erklärt Projektkoordinator Olaf Henniger vom Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie (FISI). Die EU fördert Evita drei Jahre lang mit 3,8 Millionen Euro, beteiligt neben escrypt auch die BMW Forschung und Technik, Bosch, Continental Teves.

Autosar entwickelt offene Systemarchitektur

Geht es um Elektronik und Elektrik, so steckt die Automobilindustrie in einem Dilemma: Die Komplexität der Fahrzeuge steigt, die Qualität des Gesamtsystems sinkt. Dies zeigt sich einerseits in der Pannenstatistik des ADAC, die die Elektronik für die meisten Pannen verantwortlich macht, andererseits in der Architektur, die immer komplexer wird.

Wie viele Systeme heutzutage an Bord sind, zeigt das Beispiel des VW Phaeton: Integriert sind derzeit an Bord 61 Steuergeräte, vernetzt über 3 Busse; über 3860 Meter Kabel, aufgeteilt auf 2110 Einzelleitungen, laufen 2500 Signale. Die Speicherkapazität des programmierbaren EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) umfasst etwa 50 Megabyte. Zudem setzt man bei VW die Steuergeräte übergreifend in den acht Konzernmarken ein, die weltweit für 45 Produktionsstandorte koordiniert werden müssen.

Hardware und Software solcher Fahrzeuge müssen während des gesamten Produktzyklus verfügbar sein, Programm-Updates und -Upgrades über den Fahrzeug-Lebenszyklus garantiert sein. Um dies zu gewährleisten, haben die größten deutschen Autohersteller und Zulieferer die Entwicklerpartnerschaft “Autosar” (Automotive Open Systems Architecture) gegründet: BMW, DaimlerChrysler und Volkswagen sowie Bosch, Continental und Siemens VDO. Ebenfalls sind Hard- und Softwareentwickler vorgesehen. Innerhalb des Volkswagenkonzerns unterstützt die vor einem Jahr gegründete Softwarefirma “Carmeq” die Entwicklung und Koordination.

Ziel von Autosar ist die Entwicklung offener Systemarchitektur-Standards für Automobile, denn der Anteil an Multimedia-Elektronik steigt, Autofahrer verlangen mehr Hilfssysteme und der Gesetzgeber schreibt neue Sicherheitstechnik vor. Stefaan Sonck-Thiebaut, Leiter des Kompetenzzentrums “Systemarchitektur” bei Carmeq: “Es gilt, so viel wie möglich an vorhandenen Modulen verschiedener Hersteller zu übernehmen und Systemfunktionen zu standardisieren”. Für VW bedeutet dies, das solch eine Architektur im Konzern über Marken, Baureihen und Plattformen hinweg funktionieren muss.

“Autosar entwickelt ein neues Modell der Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Zulieferern”, erklärt Sonck-Thiebaut. Weniger Eigenentwicklungen sind gefragt, statt dessen soll kommerziell verfügbare Soft- und Hardware “von der Stange” zum Einsatz kommen. Module mit unterschiedlicher Funktion und von verschiedenen Herstellern, gilt es aufeinander abzustimmen. Dies gilt besonders für Karosserieelektronik, Multimedia- und Telematik-Systeme und das Fahrwerk. So gewinnt auch die “Global Chassis Control” von Continental an Bedeutung, die das Zusammenspiel von Bremse, Lenkung, Federung und Antriebsstrang umfasst, die bisher separat aufgebaut waren. Für solche Systeme benötigt man standardisierte Schnittstellen, die unterschiedliche Funktionen implementieren können.

Derzeit verlagern Automobilhersteller die Entwicklung und Fertigung elektronischer Module häufig zu Fremdfirmen ins In- und Ausland. Die Software-Implementierung und die Verwaltung der Daten ebenfalls. Für die Montage im Fahrzeug erhalten die Hersteller letztlich nur noch die fertige Blackbox (Steuergerät mit integrierter Software). Sie muss ins Gesamtsystem passen. Heutzutage kommt es immer wieder zwischen den Steuergeräten verschiedener Zulieferer zu Kommunikationsfehlern. So schätzt man bei IBM, dass die Hersteller jährlich drei Milliarden Dollar aufwenden, um Elektronik- und Softwarefehler zu beheben.

In einem ersten Schritt will Autosar grundlegende Systemfunktionen als “Standard Core Solution” implementieren. “Das bedeutet, dass die Software, die eine Funktion implementiert, unabhängig von der Hardware in unterschiedlichen Fahrzeugmodellen eingesetzt werden kann”, erklärt Systemarchitekt Sonck-Thiebaut. Autosar entwickelt dafür Standard-Schnittstellen, die möglichst unabhängig von der Kommunikation innerhalb der Netzwerke LIN, CAN oder FlexRay bleiben.

Auch der Aufbau eines hardwareunabhängigen “Software-Layers” gehört zum Autosar-Ziel. Damit sollen die Programme zuverlässig neue, schnellere und billigere Prozessoren nutzen können. So wie es in der Computerindustrie selbstverständlich ist: Beispielsweise funktioniert die Textverarbeitung “Word” unabhängig von der Prozessorleistung des PCs.

Erste Ergebnisse des Autosar-Projektes sind für das kommende Jahr zu erwarten. Schon bis Mitte 2006 sollen weit reichende Systeme verfügbar sein, die dann 2007 in die Großserie übernommen werden könnten.

Eile ist geboten, denn sehr kurze Produktionszyklen in der Chip- und Softwareindustrie machen die Autoindustrie mehr und mehr von der Elektronikindustrie abhängig und führen zu einer Vielfalt an Steuergeräten. Während ein Auto heutzutage einen Entwicklungszyklus von 2 bis 5 Jahren hat, liegt er Zyklus bei der Mikroelektronik bei nur 9 bis 12 Monaten. In der Autoindustrie läuft anschließend ein Serienauto etwa 5 bis 7 Jahre vom Band, im Elektroniksektor liegt der Serieneinbau eines Moduls bei höchstens 3 – 5 Jahren. Und dazu werden Bauteile immer kleiner, Programmcodes immer umfangreicher – Tendenz steigend. Denn rund 90 Prozent aller künftigen Innovationen im Fahrzeug sind nach Ansicht von Experten nur über Elektronik und Software umzusetzen.

Carmeq:

Die Volkswagen AG hat im November 2002 die Carmeq GmbH als ein Tochterunternehmen in Berlin gegründet. In “Carmeq” steht “c” für “Car”, “m” für Multimedia, “e” für embedded control (eingebettete Systeme) und “q” für quality. Ziel des Unternehmens ist es, Software zur Steigerung der Sicherheit, des Komforts und der Qualität der Fahrzeuge des Volkswagen-Konzerns zu entwickeln.

Derzeit sind 40 Mitarbeiter bei Carmeq tätig, mittelfristig sollen es 200 werden. Eine Kooperation mit der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik der TU Berlin sichert die Verbindung zu Wissenschaft und Forschung im Hochschulbereich.

Neues Bordnetz mit 42 Volt

Der New Beetle läuft und läuft, braucht aber auch eine Menge Strom fürs Bordnetz: bis zu 2050 Watt schlucken die elektrischen Verbraucher im 12 (14) Volt Netz ““ das 6 (7) Volt-Netz des Käfers der 60er Jahre brauchte gerade einmal 136 Watt (in Klammern die benötigte Ladespannung).

Aber auch der Strombedarf der Mittel- oder Oberklasse-Modelle explodiert: von heutzutage 800 bis 1500 Watt Dauerleistung auf 3000 bis 7000 Watt im “virtuellen” Fahrzeug des Jahres 2005. Um 100 Watt zusätzliche elektrische Leistung zu erreichen, müssen aber 0,17 Liter Kraftstoff je 100 Kilometer verarbeitet werden.

Warum mehr Leistung im Auto?

Auf Initiative der Niedersächsischen Landesregierung tüfteln deshalb etwa 60 Automobilhersteller und Zulieferer im “Forum Bordnetzarchitektur” an einem neuen 42-Volt-Bordnetz. Denn aus der Physik ist bekannt: Erhöht man die Spannung auf das Dreifache, sinken die Verluste auf ein Neuntel. Wegen kleinerer Ströme können dünnere Leitungen, kleinere Steckkontakte und kleinere Chips eingesetzt und eine größere Anschlussleistung realisiert werden, beispielsweise für den elektrisch beheizten Katalysator etwa 1,5 Kilowatt.

Rechnet man diese Anschlussleistung in Spannung und Strom um, kommt man beim heutigen Bordnetz auf mehr als 100 Ampere (A). Für die künftige elektromotorische Bremse müssen sogar mehr als 320 A her.

Erste Anwendung im BMW 750i

Viele direkt angetriebene Nebenaggregate wollen die Autobauer künftig durch neue ersetzen. Das heutige Bordnetz stößt aber an unverrückbare Grenzen: Der BMW 750i (12 Zyl.) besitzt einen E-Kat, der allein 150 A benötigt. Um weitere derartige Verbraucher installieren zu können, setzt BMW als erster Automobilhersteller in zwei Jahren im neuen 7er-Modell das 42-V-Netz ein.

Interview mit Prof. Dr. Karsten Ehlers; Vorsitzender des Forums “Bordnetzarchitektur”

1.) Wird das 12-Volt-Bordnetz künftig überflüssig?

A: Nein. Beim neuen Zweispannungsbordnetz werden Anlasser und Heizung als Hochleistungsverbraucher auf der 42-V-Ebene angeschlossen sein; das 14-V-Netz speist daneben Niederspannungsverbraucher wie Glühlampen und elektronische Steuergeräte.

2.) Und wenn die Autofahrer beim 12-Volt-Netz bleiben möchten?

A: Heutige Leitungen, Batterien und Generatoren reichen sinnvoll nur für Maximalströme zwischen 150 und 200 Ampere aus. Der Autofahrer muss beispielsweise auf künftige sicherheitsrelevante Systeme verzichten, wie elektrische Lenkung oder Bremse, für deren Betrieb der Gesetzgeber auch zwei unabhängige Energiespeicher fordert.

3.) Reicht nicht allein ein größerer Generator aus?

A: Eine höhere Leistung des Generators ist derzeit nur erreichbar, wenn man ihn technisch sinnvoll vergrößert. Auch dafür braucht man ein 42 Volt Netz. Der derzeitige Riemenantrieb ist am Ende seiner Leistungsfähigkeit, so dass zusätzlich ein zweiter Generator installiert werden müsste.

4.) Was kostet das neue Bordnetz den Autofahrer?

A: Lediglich die Batterien werden etwas teurer und schwerer. Er spart aber auch, denn ein Leistungs-Halbleiter benötigt nur ein Drittel der heutigen Chipfläche, was die Kosten bei vielen Elektronikschaltern um bis zu 50% reduziert. Vielen Dank Herr Professor Ehlers.

VW-Chef stellt Antriebsstrategie vor

Um den immer strengeren Umweltvorgaben gerecht zu werden, will der Volkswagen-Konzern in seiner gesamten Produktpalette künftig neue Maßstäbe setzen. Dies kündigte Prof. Dr. Martin Winterkorn, Vorsitzender der Volkswagen AG, kürzlich auf dem 28. Internationalen Wiener Motorensymposium an. „Dabei setzen wir insbesondere auf die Weiterentwicklung unserer hoch effizienten TDI-, TSI- und TFSI-Aggregate sowie die innovative DSG-Technologie in sämtlichen Fahrzeugklassen“, so Winterkorn. Er erläuterte in seinem Vortrag die Fahrzeug-Antriebsstrategie, das Zusammenspiel von Motor, Getriebe und Fahrwerk.

Von der Rennstrecke zum Kunden

Mit dem spektakulären Sieg des Dieselrennwagens Audi R10 TDI beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans habe man einmal mehr bewiesen, welches Potenzial in der Dieseltechnologie stecke. Mit der jüngsten Motorengeneration will VW die Vorzüge des erfolgreichen TDI-Prinzips auf den Ottomotor übertragen: Hohes Drehmoment und hoher Wirkungsgrad – bei niedrigem Verbrauch.

Hier startet man mit der A00-Klasse, in der wir schon bald ein TDI-Modell anbieten werden. Der Polo BlueMotion ist mit nur 3,9 Liter Durchschnittsverbrauch das sparsamste Auto seiner Klasse in Europa.

Die wichtigste technische Säule bei VW bildet der Drei-Zylinder-TDI-Motor. Er leistet bei 4.000 Umdrehungen pro Minute 80 PS. Unter anderem zeichnet er sich durch eine optimierte Abgasrückführung (EGR) aus. Ein besonders schnell ansprechender Oxidationskatalysator trägt im serienmäßigen Diesel-Partikelfilter dazu bei, die Emissionswerte zu senken. „Die CO2-Emissionen liegen bei nur 102 Gramm pro Kilometer und Sie können sicher sein, dass wir diesen Wert noch in den zweistelligen Bereich bringen werden“ verspricht Techniker Winterkorn.

Dieselmotoren für die USA

In der A-Klasse bietet Audi seit kurzem den A3 1.9 TDI economic an. Er setzt mit seinem Verbrauch von nur 4,5 Litern und Emissionen von nur 119 Gramm CO2 pro Kilometer neue Maßstäbe.

Unter dem Label „Bluetec“ treibt Volkswagen gemeinsam mit Audi und Mercedes eine Dieseloffensive vor allem in den USA voran. Bluetec steht für saubere und verbrauchsarme Dieselmotoren. Der zentrale Aspekt ist dabei die Reduzierung der Stickoxide um bis zu 90 Prozent durch innermotorische Maßnahmen und Katalysatortechnologien.

Bei den Modellen unterhalb der Passat-Klasse, wie beispielsweise Jetta BlueTec, ist eine Technologie mit NOx-Speicherkatalysator zielführend. Er bindet die Stickoxide wie ein Schwamm und erreicht damit einen hohen Wirkungsgrad.

Speicherkat wird von Software gesteuert

Der NOx-Speicherkat ist auf Dieselkraftstoff angewiesen, der extrem schwefelarm ist, weil er sonst durch Sulfatbildung an Wirkungsgrad verlieren würde. In den meisten europäischen Ländern steht dieser Treibstoff schon zur Verfügung, in den USA wird er seit Mitte Oktober 2006 auf breiter Front eingeführt.

Der erste Einsatz dieser Technologie im Jahr 2008 in den USA erfolgt im Jetta mit einem 2.0 l Common-Rail-Diesel, der die kalifornischen Grenzwerte – die strengsten der Welt – erfüllt.

Für den besonders sparsamen Einsatz des 1.9 TDI wurden im Passat BlueMotion verschiedenste Parameter des Direkteinspritzers geändert.

Über eine Software-Anpassung des Motorsteuergerätes hat man zum Beispiel die Leerlaufdrehzahl abgesenkt und die so genannte Emissionsabstimmung modifiziert – unter anderem über den Ladedruck des Abgasturboladers, die Einspritzzeitpunkte und die Abgasrückführrate.

Das Steuergerät des TDI gibt zudem eine „Gangempfehlung“ in Richtung der serienmäßigen „Multifunktionsanzeige Plus“ ab. Dort kann der Fahrer ablesen, welcher von den fünf Vorwärtsgängen gerade am effizientesten ist. Die längeren Übersetzungsverhältnisse senken die Motordrehzahl und damit den Verbrauch.

Standardmäßig sind dem 1.9 TDI ein Zweiwege-Oxidationskatalysator und ein Dieselpartikelfilter nachgeschaltet.

Clean-Diesel-Technologie

Der zum Beispiel im Audi A6 eingesetzte V6 TDI ist der weltweit erste Dieselmotor mit direkt gesteuerter Piezo-Hochdruckeinspritzung und damit das Rückgrad der V-Dieselmotorenfamilie.

Seit 2004 ist er mit einer wartungsfreien Partikelfiltertechnik ausgerüstet. Seit der Einführung im neuen Audi A5 entspricht er mit 240 PS bereits der Euro 5 Abgasnorm, die erst ab September 2009 gelten wird.

Dieser Motor wird bald zusätzlich als Clean-Diesel-Variante zur Verfügung stehen und damit die weltweit schärfsten Abgasgrenzwerte in Kalifornien (LEV II) erfüllen. Dies gelingt durch den Einsatz einer 2000 bar Piezo-Hochdruckeinspritzung und eines SCR-Systems.

Diese Clean-Diesel-Technologie wird zeitnah auch in Europa angeboten werden und damit die Euro 6 Abgasgesetzgebung erfüllen, die erst ab September 2014 gelten soll.

Super-Diesel für den Audi Q7

Der Achtzylinder TDI kam als zweites Mitglied der V-Motorenfamilie mit der neuesten Piezo-Hochdruckeinspritzung im Audi A8 zum Einsatz. Mit seinen 327 PS wurde er der leistungsfähigste Pkw-Dieselmotor weltweit im Audi Q7 eingebaut. Winterkorn: „Wir wollen diese einzigartige Leistung der Diesel-Technologie den Kunden verfügbar machen.“

Im Audi Q7 wird daher ein TDI-Motor mit 500 PS und einem Drehmoment von 1.000 Nm die Audi-Dieselkompetenz unter Beweis stellen: Euro 5 mit einem Kraftstoffverbrauch von nur 11,9 Litern.

Bei VW TSI, bei Audi TFSI

Mit dem 1.8l 5V Turbomotor hat der VW-Konzern 1995 eines der ersten Downsizing-Motorkonzepte in den Markt gebracht. 2004 folgte mit dem 2.0 TFSI der erste aufgeladene Direkteinspritzmotor. Mit der nächsten Generation der TFSI-Motoren (im neuen Audi A4) erreicht man weniger als 160 Gramm CO2 pro Kilometer Emissionen.

Den Grundstein dieser Technologie, bekannt bei VW unter dem Kürzel TSI und bei Audi unter dem Namen TFSI, hat man mit dem Golf GT und dem 1.4 TSI eine Weltneuheit vorgestellt. Er kombiniert Benzindirekteinspritzung und Doppelaufladung mit einem mechanisch angetriebenen Kompressor und einem nachgeschalteten Abgasturbolader.

„Bereits ab Mitte 2007 kommt die Erweiterung der TSI-Strategie in die 90 kW-Klasse“, verspricht Winterkorn. Zusammen mit dem Doppelkupplungsgetriebe werden dann im 122-PS-Golf weniger als 140 Gramm CO2 pro Kilometer erreicht.

Vermehrt Turbo-Otto

In der B-Klasse ist bei den Ottomotoren der neue EA888-TFSI-Motor führend, auch erhältlich in der A-und C-Klasse: Zwei Hubraumvarianten mit 1.8 und 2.0 Litern als Turbo-aufgeladener Motor mit Direkteinspritzung.

Basierend auf dem EA888-Motor soll die Erfolgsstory Downsize-4-Zylinder Turbomotoren fortgesetzt werden. Parallel zu Europa läuft der Motor auch in dem neu gebauten Motorwerk im chinesischen Dalian vom Band. Neben den Benzinvarianten wird es basierend auf dem EA888 Grundtriebwerk auch CNG-und E85-Varianten geben.

VW-Chef Martin Winterkorn: „In den USA werden wir mit dem 2.0 TFSI SULEV in diesem Jahr den weltweit ersten aufgeladenen Motor mit Benzindirekteinspritzung einführen, der auch die kalifornischen SULEV-Grenzwerte erfüllt.“

2006 wurden in dem V6 2.8l-FSI-Motor mit dem Audi valvelift system und einer neuen volumen- und druckgeregelten Ölpumpe innovative Technologien in Serie gebracht. Oberhalb der V6 FSI Motoren kommt „in naher Zukunft“ eine neue Generation aufgeladener V-Motoren.

Doppelkupplungsgetriebe (DSG) etabliert sich

Die ursprünglich aus dem Rennsport stammende Idee des DSG-Doppelkupplungsgetriebes hat Volkswagen mittels einer elektronischen Steuerung optimiert. Das DSG-Doppelkupplungsgetriebe kombiniert die Vorteile von Handschalt- und Automatikgetriebe mit hoher Agilität bei niedrigem Kraftstoffverbrauch.

Beginnend mit dem ersten Einsatz im Golf R32 wurden bisher über 500.000 DSG-Doppelkupplungsgetriebe gefertigt. Aufgrund der enormen Kundennachfrage wurde die Produktion innerhalb des Jahres 2006 fast verdoppelt.

Hybrid ist kein Allheilmittel

Die Hybridtechnologie ist zwar kein Allheilmittel, aber in Metropolen und Ballungszentren kann sie sinnvoll verbrauchsmindernd eingesetzt werden. Neben der Umsetzung des so genannten FullHybrid im VW Touareg und im Audi Q7, die schon nächstes Jahr auf den Markt kommen werden, beschäftigt man sich bei VW mit der entsprechenden Technologien für die Kompaktklasse, für die Mild-Hybrid-Systeme oder Start-Stopp-Systeme prädestiniert sind. Vor kurzem hat man den Touran-Prototypen „Highbrid“ vorgestellt, der mit einer Kombination aus TSI-Motor, Elektroantrieb und Doppelkupplungsgetriebe ausgestattet ist.

VW beteiligte sich im vergangenen Jahr am Aufbau eines Lehrstuhls für Angewandte Materialwissenschaften zur Energiespeicherung an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. Forschungsschwerpunkt sind Lithium-Ionen-Batterien. Künftig sollen sie die derzeit in Hybridfahrzeugen üblichen Nickel-Metallhydrid-Batterien ersetzen, da sie eine höhere Leistung und Energiedichte sowie eine längere Lebensdauer versprechen.

Brennstoffzelle in the year 2020?

VW hat eine in dieser Form weltweit einzigartige Hochtemperatur-Brennstoffzelle entwickelt. Sie eliminiert viele Nachteile der bisher bekannten Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen und soll im Jahr 2009 mit ersten Prototypen in die Erprobung gehen. Die Technologie befindet sich allerdings noch im Frühstadium, mit der industriellen Reife ist wohl nicht vor dem Jahr 2020 zu rechnen.

Bosch-Visionen zum Antrieb

Blick in den Antriebsraum der Zukunft

Wie sieht der Automobil-Antrieb in fünf, in zehn und in 20 Jahren aus? Verbrennungsmotoren haben noch viel Entwicklungspotenzial. „Wir wissen heute schon: In 20 Jahren wird der Verbrennungsmotor für das Auto noch immer der Antrieb der ersten Wahl sein“, erklärte Rolf Leonhard, Bereichsvorstand Entwicklung Diesel Systems bei Bosch.

Dieseloffensive in den USA und Asien

Die CO2-Emissionen neu zugelassener Pkw sinken in den nächsten zehn Jahren

Bosch setzt nun den Hebel beim Diesel an: Moderne Selbstzünder mit Direkteinspritzung verbrauchen gut 30 Prozent weniger Kraftstoff als vergleichbare konventionelle Benzinmotoren mit Saugrohreinspritzung. Die CO2-Emissionen liegen dabei rund 25 Prozent niedriger. Deswegen wird Bosch „alles“ tun, um dem Diesel auch in Nordamerika und Asien zum Durchbruch zu verhelfen.

Nächste Generation an Dieselpartikelfilter

Die Dieselpartikel-Frage hat die Automobilindustrie im Griff: Mit optimierter Einspritztechnik eliminiert man die „Rohemissionen“ noch vor der Nachbehandlung im Abgasstrang, zudem senkt der zusätzliche Dieselpartikelfilter die Rußemissionen lassen sich künftige schärfere Emissionsgrenzen erfüllen. Schon 2009 bringt Bosch eine neue Generation von Dieselpartikelfiltern auf den Markt.

Hohe Dieselgrenzwerte weltweit

Abgasgrenzwerte sind erreichbar

Schwieriger sind dagegen die Entwicklungsaufgaben zur Reduzierung der Stickoxid- oder NOx-Emissionen. In den USA sind die NOx-Grenzwerte schon heute sehr streng, mit der Verschärfung von BIN 8 auf BIN 5 wächst die Herausforderung: Statt 200 Milligramm Stickoxide pro Meile sind dann nur noch 70 Milligramm erlaubt. Auf einen Kilometer umgerechnet sind das rund 124 Milligramm oder 43 Milligramm. Auch in Europa sinken die NOx-Grenzwerte schrittweise: von heute 250 Milligramm pro Kilometer auf 180 Milligramm mit der Euro-5-Norm im Jahre 2009. Mit Euro 6 werden von 2014 an nur noch 80 Milligramm erlaubt sein.

Technische Lösungen für anspruchsvolle Abgaslimits

Selbst für diese anspruchsvollen Grenzwerte will Bosch die notwendigen technische Lösungen parat haben. „Das gelingt uns über gezielte innermotorische Maßnahmen, die das Brennverfahren weiter optimieren“, sagte Leonhard. Gemeint sind insbesondere

– höhere Ladedrücke des Turboladers bei gleichzeitig höheren Abgasrückführraten in der Teillast,

– mehr als 500 bar höhere Einspritzdrücke in der Teillast und

– einen noch flexibleren Einspritzverlauf mit bis zu acht Einspritzungen pro Arbeitstakt.

Druck mit Piezo-Technologie

Höhere Einspritzdrücke für mehr Effizienz

Zu den Innovationen gehören zum einen die Piezo-Injektoren für Einspritzdrücke bis 2.000 bar und optimierte Magnetventil-Injektoren. Sie sind ähnlich leistungsfähig wie Piezo-Injektoren und konzeptionell sogar für Einspritzdrücke von mehr als 2.000 bar geeignet.

In den Druckbereich oberhalb von 2.000 bar stößt die neue Common-Rail-Pumpe „Bosch CP4“ vor. Eine Version mit einem Druck bis 1.800 bar fertigt man seit 2006 in Serie. Die 2.000-bar-Variante soll noch in diesem Jahr auf den Markt kommen.

Viele Diesel-Pkw mit dieser Einspritztechnik werden von 2014 an die Euro-6-Grenzwerte auch ohne NOx-Abgasnachbehandlung einhalten können. Für schwerere Automobile sowie für die noch strengeren US-Grenzwerte ist eine NOx-Abgasnachbehandlung unverzichtbar.

Denoxtronic in der Pipeline

Abgasnachbehandlung mit Denoxtronic

Auf dem Nutzfahrzeugsektor hat Bosch seit 2004 die Bosch-DeNOxtronic zur Stickoxid-Reduktion im Programm. Dieses System spritzt flüssigen Harnstoff – besser als Adblue bekannt – in den Abgasstrang. Im nachfolgenden SCR-Katalysator – Selective Catalytic Reduction – reagiert das Adblue mit den Stickoxiden im Abgas zu harmlosem Wasserdampf und Stickstoff. Damit liegt die NOx-Konvertierungsrate derzeit bei mehr als 80 Prozent.

Alternativ zum NOx-Speicherkatalysator hat man auch die DeNOxtronic-Technik soweit entwickelt, dass sie im nächsten Jahr in den USA eingeführt werden. Dort wollen Audi, BMW, Mercedes und Volkswagen ihre Clean-Diesel-Fahrzeuge mit der DeNOxtronic ausrüsten.

Neben dem Partikelfiltern aus Siliziumcarbid kommt bei Bosch – gemeinsam mit Denso – ein Filter aus der leichter zu bearbeitenden Cordierit-Keramik zum Einsatz. „Wir entwickeln die neue Filtergeneration für einen Serieneinsatz ab 2009 – rechtzeitig zur erwarteten steigenden Nachfrage durch die verschärften Abgaslimits“, erklärt Leonhard.

Benziner lernt vom Diesel

Erste direkteinspritzende Benzinmotoren mit Schichtladung und wandgeführter magerer Verbrennung brachten Automobilhersteller schon vor zehn Jahren auf den Markt. In Kombination mit der Turboaufladung ging die Direkteinspritztechnik 2004 erstmals in Serie. Solche Motoren garantieren auch bei niedrigen Drehzahlen hohe Drehmomente von 150 bis 200 Newtonmeter pro Liter Hubraum. Dies garantiert hohe Fahrdynamik bei reduziertem Kraftstoffverbrauch. Die Motoren arbeiten mit homogener Verbrennung und brauchen deshalb keine NOx-Speicherkatalysatoren.

Benzindirekteinspritzung für Downsizing

Die technische Basis dazu liefert Bosch mit der zweiten Generation der Benzin-Direkteinspritzung DI-Motronic. Flexibel gestaltbare Mehrloch-Einspritzventile, der auf 150 bar erhöhte Einspritzdruck und die kompakte Einzylinder-Hochdruckpumpe sind deren wesentlichen Merkmale. Mit der zweiten Generation der DI-Motronic bringt man gerade bei niedrigen Drehzahlen mehr Frischluft in den Zylinder und erzeugt damit mehr Drehmoment, das so genannte Scavenging (reinigende Spülung). Die DI-Motronic steuert dabei die Öffnung der Ein- und Auslassventile so, dass sie für einen Moment gleichzeitig geöffnet sind: Es entsteht im Brennraum ein Durchzug und damit eine bessere Zylinderfüllung mit Frischluft. Erst nachdem die DI-Motronic die Ventile wieder geschlossen hat, wird der Kraftstoff direkt eingespritzt. Kraftstoff gelangt nicht in den Abgastrakt, die Schadstoffemissionen sinken. In Kombination mit einem reduzierten Hubraum bringt diese Technik zehn bis zwölf Prozent weniger CO2-Emissionen.

SULEV wird mit Benziner-DI erreicht

Art des Antriebs beeinflusst Einsparpotenzial

Die neuen Benziner unterschreiten damit selbst die strengsten US-Emissionsgrenzwerte für „Super Ultra Low Emission Vehicles“ (SULEV), bei gleichzeitiger Verbrauchseinsparung. Deshalb sieht Bosch in den USA große Chancen für die Benzindirekteinspritzung. Hatte 2006 die Benzindirekteinspritzung am Nafta-Markt noch einen Anteil von weniger als ein Prozent, so rechnet Bosch für 2015 mit mehr als zehn Prozent.

Zeitgleich mit dem 150-bar-Mehrloch-Einspritzventil präsentierte Bosch 2006 als erster Zulieferer im Mercedes CLS 350 CGI ein 200-bar-Piezo-Einspritzventil mit nach außen öffnender Düse. Dieses Einspritzventil erschließt den Motorenherstellern das neuartige, „strahlgeführte Brennverfahren“ mit Ladungsschichtung im Teillastbereich. Gegenüber konventionellen Saugrohreinspritzern bringt es rund 15 Prozent weniger Verbrauch und CO2-Emissionen. Die Piezo-Technik ist aber aufwändig. Deshalb arbeitet Bosch an einer anderen Lösung: dem strahlgeführten Brennverfahren sowie einem Flexfuel-Betrieb – also den Betrieb mit Benzin, Alkohol oder Erdgas – auch mit einem magnetventilgesteuerten Mehrloch-Einspritzventil.

Start/Stopp senkt Verbrauch

Smart Electronic Start/Stopp-Systems

Eine wesentliche Veränderung wird der Triebstrang bei den elektrischen Nebenaggregaten erfahren. Beispielsweise ein neues Start/Stopp-System, das den Verbrennungsmotor im Stau oder an der roten Ampel abschaltet. Tritt der Fahrer die Kupplung, um den Gang wieder einzulegen, startet das System automatisch den Motor. Je nach Fahrzeug sind im Stadtverkehr bis zu acht Prozent Einsparung möglich. Im neuen 1er BMW kommt das System erstmalig zum Einsatz.

Auch den Wirkungsgrad des Generators, der Lichtmaschine, haben die Entwickler im Fokus. Mit einem entsprechend optimierten Generator lassen sich ein bis zwei Prozent Leistung gewinnen. Durch intelligenten Eingriff in die Regelung nutzt man beim Bremsen einen Teil der Energie für die Batterieladung. Zwei bis drei Prozent Verbrauchs- und CO2-Vorteil sind erreichbar.

Mit Hybrid durch Metropolen

Bosch beschäftigt sich seit mehr als 30 Jahren mit elektrischen Antrieben. Voraussichtlich noch im nächsten Jahr liefert man die Hybridtechnik für den ersten Einsatz in Fahrzeugen von Volkswagen, Audi und Porsche.

Mehr Potenzial an CO2-Reduktion hat man mit den Hybridkonzepten: Mehr als 25 Prozent sind mit einem Benzinhybrid einzusparen, 40 Prozent mit einem Dieselhybrid im Vergleich zum konventionellen Benzinmotor.

Entscheidend für den Erfolg dieser Konzepte ist die Akzeptanz der Autokäufer. Hier bietet der Strong Hybrid das meiste Potenzial. Der elektrische Antrieb hat ausreichend Leistung, um über kurze Strecken rein elektrisch zu fahren.

Brennstoffzelle kommt – in 20 Jahren

In einem Forschungsprojekt untersucht Bosch das Betriebsverhalten

Am weitesten reicht die Bosch-Prognose für die Brennstoffzelle als Energiewandler. Mit regenerativ hergestelltem Wasserstoff als Kraftstoff und Elektromotoren für elektrischen Antrieb kommt man der Vision vom schadstofffreien Automobilantrieb am nächsten. Hoch erscheinen aber noch die technologischen Hürden der Wasserstoff-Wirtschaft, bei der Lebenserwartung für Brennstoffzellen oder der Speicherung von Wasserstoff. So wird die Brennstoffzelle über die nächsten 20 Jahre lediglich für kleine Marktnischen den Verbrennungsmotor ersetzen können. Doch die Bosch-Entwickler sind emsig: Schon heute liefert man Komponenten für Prototypen von Brennstoffzellen-Fahrzeugen.

Alternative Antriebe und alternative Kraftstoffe

Zahlreiche Gründe sprechen für Alternative Antriebe: die Abhängigkeit vom begrenzten Rohstoff Öl und der rasch wachsende Verkehr mit den zwangsläufig steigenden Emissionen sind wohl die wichtigsten.

Zudem beeinflussen zahlreiche Vorgaben die Suche nach dem optimalen Antrieb. Meilensteine sind durch die EU-Kommission und die Selbstverpflichtung der Automobilindustrie festgeschrieben: 2005 greift die Euro-IV-Norm und bis zum Jahr 2008 will die Automobilindustrie die Kohlendioxydemission pro gefahrenem Kilometer im Flottenverbrauch von jetzt 200g auf unter 140g drücken. Dieses Ziel versuchen die Automobilingenieure mit unterschiedlichen Systemen zu erreichen.

Verschiedene Hybrid-Antriebe

So genannte Hybrid-Antriebe unterteilen sich in parallele und serielle und verbinden die Vorteile von zwei Antriebssystemen, beispielsweise Elektro- und Dieselmotor. Beim parallelen Hybrid sind Elektro- und Verbrennungsmotor mechanisch mit den Antriebsrädern gekoppelt, sie können einzeln aber auch gleichzeitig genutzt werden. Vorteil: beide Motoren können klein und ohne Leistungsverlust ausgelegt werden.

Parallelhybrid aussichtsreich

Der serielle Hybridantrieb schaltet die Energiewandler – ohne direkten Anschluss an die Antriebsräder – in Reihe: Der Motor treibt den Generator an, der Strom für die Fahrt oder an die Batterie liefert. Seit Jahren beschäftigt sich das Institut für Kraftfahrwesen der Technischen Hochschule in Aachen mit der Entwicklung von Hybridfahrzeugen. Geschäftsführer Professor Henning Wallentowitz: “Die Tendenz geht ganz klar hin zum Parallelhybrid.”

Toyota Prius erster Serienhybrid

Das weltweit erste Parallel-Hybridfahrzeug in größerer Stückzahl ist der Toyota Prius. Sein Antriebsmanagement gliedert sich in: rein elektrisches Rollen bis etwa 20 km/h, normales Fahren, boostern, Bremsrückgewinnung und Batterie laden. Etwa 30.000 DM kostet der Wagen in Japan, nächstes Jahr steht er auch in europäischen Showrooms. Ende des Jahres will auch Honda mit dem zweisitzigen Coupe J-VX auf den europäischen Markt. Er hat einen Benzinmotor, der von einem Elektromotor unterstützt wird. Ebenfalls zum Jahresende soll der Multipla Ibrida bei Fiat die Hybrid-Generation einläuten, der erste europäische Groß-Serienwagen mit Hybridantrieb.

Fiat startet mit Ecodriver

Ganz auf Hybrid setzt deshalb die Fiat Entwicklungsabteilung: in drei Jahren soll das System “Ecodriver” serienreif sein, mit dem bis zu 30 % Kraftstoffersparnis möglich sind. Ecodriver steht als Kürzel für “Energy Conversion and Driveline Efficient Reengineering”. Das heißt: während der Fahrt wird Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt, die dann beim Beschleunigen, während der Fahrt oder zum Laden der Batterie zur Verfügung steht. Technisch stellt Ecodriver eine Kombination aus einem Verbrennungs- und Elektromotor dar. Generell deuten zunehmende Umweltprobleme darauf hin, dass der Hybridantrieb sich bei den Käufern durchsetzen kann.

Zulieferer entwickeln neue Elektromotoren

Null Emissionen lassen sich im Straßenverkehr – nach heutigem Stand – nur mit reinem Elektroantrieb erreichen. So entwickeln auch die Zulieferer Elektromotoren, die als Fahrzeugantriebe genutzt werden können. Beispielsweise erprobt Mannesmann Sachs Antriebskomponenten für Elektro- oder Hybridfahrzeuge in einem Opel Astra ‘Impuls’. Den parallelen Hybridantrieb testet man im Sachsenring Uni 1 und im Renault Hymne. Zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe ist dazu eine Sachs-Synchronmaschine integriert, die entweder als Elektromotor oder als Generator arbeiten kann.

Sachs entwickelt Transaxle

Beim seriellen Hybridantrieb, der beispielsweise in der Mercedes C-Klasse ‘Hybridantrieb’ und im Renault ‘Vert’ erprobt wird, wandelt ein Generator die mechanische Energie des Verbrennungsmotors in elektrische Energie um, mit der ein Sachs-Transaxle an der Achse angetrieben wird. Alternativ auch möglich: ein reiner, völlig emissionsfreier Elektroantrieb. Der Transaxle-Antrieb ist eine Kombination von Elektromotor, Untersetzungs- und Ausgleichsgetriebe in einer kompakten Baueinheit. Einsatzgebiet: in Klein- und Mittelklasse-Fahrzeugen mit Elektro-, seriellem Hybrid- und Brennstoffzellen-Antrieb.

Ist die Brennstoffzelle der Antrieb der Zukunft

DaimlerChrysler setzt dagegen ganz auf die Brennstoffzelle. Mit der kleinen A-Klasse, die fünf Sitzplätze hat, gelang es DaimlerChrysler ein Serienfahrzeug mit Brennstoffzellenantrieb auszustatten. Das NECAR 4 wird mit Flüssigwasserstoff angetrieben, in Serie produziert soll Methanol zur Stromerzeugung dienen. Das Auto schafft Tempo 145 und bis zu 450 Kilometer weit. Nächstes Ziel: der Methanol-Prototyp NECAR 5 mit Mini-Reformereinheit, der kaum noch von einem normalen Serienmodell unterscheidbar sein wird. Ab 2004 laufen dann jährlich 100.000 Brennstoffzellen-Autos vom Band.

DaimlerChrysler produziert seriennahe Modelle

Bis es soweit ist, begnügt man sich mit Prototypen. Auf der Los Angeles Autoshow präsentierte DaimlerChrysler das Concept Car “Jeep Commander” mit Brennstoffzelle: Allerdings läuft der Jeep derzeit noch mit elektrischem Antriebsstrang, der Brennstoffzellenantrieb fehlt noch. Bis Ende des Jahres soll ein funktionsfähiger mit Methanol gespeister Brennstoffzellen-Hybridantrieb im Jeep präsentiert werden.

Auch Brennstoffzellenautos brauchen Kat

Auch die Zulieferfirmen engagieren sich vermehrt mit DaimlerChrysler: Die BASF beispielsweise will einen Katalysator für das methanolbetriebene Elektroauto “Necar” weiterentwickeln und vermarkten. Ein Vertrag mit der DBB Fuel Cell Engines sei unterzeichnet. Der Katalysator erzeugt aus Methanol Wasserstoff, der von Brennstoffzellen in Strom für den Motor umgewandelt wird. Bei dem neuen Projekt soll unter anderem die Lebensdauer des BASF-Katalysators verlängert und die Verträglichkeit gegen unterschiedliche Methanolqualität vergrößert werden.

Benzin als Kraftstoff für die Brennstoffzelle

Gleichzeitig arbeitet DC auch mit der Deutschen Shell zusammen, um Benzin für den Brennstoffzellenantrieb nutzbar zu machen. Gegenüber dem “normalen” Benzin verträgt der Brennstoffzellenantrieb jedoch nur ein spezielles, wesentlich reineres. Dies ist heute noch nicht an deutschen Tankstellen vorhanden.

Weltweite Flottenversuche mit Bussen

Geht es um den praktischen Einsatz konzentriert sich die Aufmerksamkeit der Ingenieure momentan vor allem auf eine verbesserte Antriebstechnologie und auf Alltagstests mit Linienbussen in Chicago und Vancouver. Wie Brennstoffzellen-Experte Ferdinand Panik auf der Tagung des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) zum Thema “Innovative Fahrzeugantriebe” referierte, ist 2004 auch mit der “breiten” Markteinführung für Busse zu rechnen. An die erste Phase mit insgesamt 7 Fahrzeugen schließt sich jetzt das Versuchsprogramm mit 27 Bussen an. Sie werden in der Phase 4 in den nächsten zwei Jahren für kleine Flottenversuche gebaut. Die geplanten 120 Busse in 2002 und 2003 sind dann Vorseriefahrzeuge.

Auch Skoda testet Busse

Laut einer Bloomberg-Meldung arbeiten die tschechische Skoda Pilzen AS ““ nicht identisch mit Skoda Auto a.s. – und DaimlerChrysler/Ballard bei der Vermarktung von Brennstoffzellen-Bussen zusammen. Skoda liefert Chassis, Karosserie und Steuersysteme für die neuen elektrischen Busse, Ballard die Brennstoffzelle. Skoda, das nach eigenen Aussagen einen Weltmarktanteil von 60% am Trolleybusmarkt hat, könnte die ersten Busse im Jahr 2000 in Vancouver fahren. Bei erfolgreichem Test soll Skoda pro Jahr 50 Busse nach Vancouver liefern.

Wasserstoffverbrennung bereitet noch Schadstoffprobleme

Antriebe und Kraftstoffe müssen aber als Gesamtsystem optimiert werden. “Da die Mineralölindustrie beispielsweise im Bereich Schwefelgehalt von Otto- und Dieselkraftstoffen nicht in die Gänge kommt, gilt es parallel intensiv mit alternativen Energieträgern zu arbeiten”, meint Klaus-Dieter Vöhringer, Entwicklungs-Vorstand von DaimlerChrysler. DaimlerChrysler erprobt nicht nur die Brennstoffzelle, sondern auch als eigenständiges System – mittlerweile über fast eine Million Kilometer – den Wasserstoff-Verbrennungsmotor. Wasserstoff bietet die Chance für einen generell umweltfreundlichen, insbesondere C02-freien Fahrzeugbetrieb. Problematisch sind Stickoxid-Emissionen, mangelnde Verfügbarkeit, fehlende Infrastruktur sowie die Speicherung des Wasserstoffs. Gegen den großflächigen Einsatz von Wasserstoff spricht auch die geringe Reichweite der Fahrzeuge.

BMW hat die Nase bei Wasserstoff vorn

Auch BMW steigt in den Wasserstoff-Markt ein. Mit verflüssigtem Wasserstoff (LH2) erreicht man bei einem Tankinhalt von 140 Litern Reichweiten bis zu 400 Kilometer. Seit Mai diesen Jahres ist am Flughafen München eine öffentliche Wasserstoff-Tankstelle in Betrieb. 20 Hydrogen-Limousinen sollen im Alltag erprobt werden. Das 34-Millionen-Mark-Projekt soll in zwei Jahren Erkenntnisse zum Wasserstoffbetrieb liefern. Als weltweit erster Hersteller präsentierte BMW schon 1995 dem 316g compact und dem 518 touring zwei Erdgasautos in Serie. Derzeit experimentiert BMW mit verflüssigtem Erdgas: Liquied Natural Gas (LNG). Da die Reichweite dreimal höher als bei komprimiertem Gas sein soll, benötigt man keinen Benzinmotor mehr.

Weltweit Erdgasautos im Einsatz

Erdgasoptimierte Fahrzeug haben heute den höchsten Entwicklungsstand: Weltweit sind annähernd eine Million Autos unterwegs, davon allein in Deutschland fast 4000. Nachteil: Nur rund einhundert Tankstellen in Deutschland. Und auch die Gasspeicherung ist problematisch, was geringe Nutzlast und Reichweite bedeutet. Vorteile: Erdgas stellt 20 Prozent der weltweit verfügbaren Energiereserven dar und verursacht 20 Prozent weniger Kohlendioxid-Emissionen als Benzin oder Diesel. Für Erdgasfreunde bietet der Gesetzgeber Steuervorteile bis zum Jahre 2010.

Volvo und Fiat mit Serienautos in Deutschland

Auf mehr Erdgasfahrzeuge setzt auch Fiat, die auf dem Topmarkt Italien über hohe Anteile verfügen. So bietet Fiat mit dem Multipla Bipower und dem Multipla Blupower zwei Kompaktvans an. Auch Volvo fährt erfolgreich mit Erdgas. Der V70 Bi-Fuel schafft mit einer Gasfüllung 250 Kilometer. Die knapp zwanzig Kilogramm Erdgas kosten etwa 20 DM. Der 140 PS (103 kw) Motor beschleunigt im Gasbetrieb den 1,6-tonner in elf Sekunden auf 100, Spitzengeschwindigkeit 195 km/h. Preis: knapp 60.000 DM.

Berlingo Dynavolt von Citroen mit neuem Konzept

Liquied compressed Gas (LPG) – ein Flüssiggas-Gemisch aus Butan und Propan. Es fällt meist als Nebenprodukt in der Mineralölindustrie an und ist in den Benelux-Staaten weit verbreitet. Ein interessantes Konzept stellt die Studie des Citroen Berlingo Dynavolt dar. Grundlage des Concept Car ist der Berlingo Electrique mit Elektroantrieb, der in der Dynavolt-Variante zusätzlich über einen Flüssiggas-Hilfsantrieb (GPL) verfügt.

Kurbelwellen-Start-Generator liefert zusätzliche Energie

Das Energiesteuerungssystem regelt über verschiedene Funktionen Elektromotor, Hilfsaggregat, Batterien. Vorwiegend für Stadtfahrten ist ‘Citelogic’ gedacht: Im Elektrofahrzeug-Modus schaltet sich der GPL-Hilfsantrieb erst bei etwa 70 km/h zu oder bei einem definierten Lastbetrieb. Damit steigt die Reichweite des Elektroautos von 80 km auf 150 km. Im ‘Autologic’-Modus steuert der GPL-Hilfsmotor bis zu einer Reichweite von 260 km. Die Notfunktion ‘Secours’ erlaubt selbst das Fahren bei komplett entladener Batterie, mit einer Höchstgeschwindigkeit von 60 km/h. Das Hilfsaggregat ist mit einem Kurbelwellen-Start-Generator ausgerüstet, der bei geringem Platzbedarf die thermische Energie in elektrische Energie umwandelt. Die Citroen-Kombination (Elektro und Hilfsaggregat) scheint eine interessante Alternative zu sein.

Methanol viel versprechend

Methanol könnte der Stoff der Zukunft für Brennstoffzellenantrieb werden: geringe Kohlenwasserstoff-Emissionen und etwa 10 Prozent weniger Kohlenmonoxid bei der Verbrennung. Nachteil: bei der Herstellung des Methanols aus Erdgas, Kohle oder Schweröl treten Energieverluste von 30 bis 50 Prozent auf.

Ethanol in Brasilien erfolglos

Vor allem in Brasilien sollte Ethanol den Siegeszug antreten, erwies sich aber als unwirtschaftlich. Derzeit wird er nur nach angeboten in Mischungen von 20 bis 25 Prozent Ethanol im Benzin.

Taxiflotten erproben RME

Ein anderer erprobter Biokraftstoff ist Rapsölmethylester. Großversuche mit Taxiflotten ergaben: Rapsölmethylester kann in allen modernen Dieselmotoren nahezu problemlos eingesetzt werden. Die Rußemission liegt deutlich niedriger, und auch die anderen Abgasbestandteile CO, HC und NOx sind günstiger. Aus technischer Sicht wäre eine Serieneinführung möglich. Die weitgehende Verbreitung verhindert allerdings der hohe Flächenbedarf: Wollte man den Kraftstoffbedarf aller Dieselfahrzeuge in Deutschland mit Rapsölmethylester decken, so müsste die Hälfte der alten Bundesländer zum Rapsfeld werden.

Ölkrise der 70er Jahre treibt Forschung voran

Da es weder den optimalen Antrieb noch die entsprechende Energie gibt, laufen in den Labors auch weiterhin die Entwicklungsarbeiten auf Hochtouren. Denn der Straßenverkehr ist heute nahezu vollständig vom fossilen Primärenergieträger Mineralöl abhängig, obwohl jeder weiß: die weltweiten Erdölvorräte sind auf etwa 40 Jahre begrenzt. Klaus-Dieter Vöhringer: “Außerdem sind die gesicherten und wirtschaftlich erschließbaren Reserven zu rund zwei Dritteln im Vorderen Orient. Wie abhängig eine Volkswirtschaft von diesen Importen werden kann, zeigen die leidvollen Erfahrungen aus den 70er Jahren.”

Allradantrieb

Software steuert aktive Allradsperre

Mit ETM (Elektronische Drehmoment-Verteilung) hat der GKN-Geschäftsbereich Automotive Driveline Division (ADD) eine Sperre für SUVs und Allradfahrzeuge des gehobenen Fahrzeugsegmentes entwickelt, die eine neue Ära der Fahrdynamik einläutet. Porsche Cayenne und VW Touareg nutzen sie in ihrem Antriebsstrang.

Geländegängige Fahrzeuge erreichen in Deutschland einen Zulassungsrekord: Im ersten Halbjahr 2002 wurden über 63.000 Allradautos zugelassen – 18 Prozent mehr als im Vergleichszeitraum des Vorjahres. Überwiegend gehören diese Fahrzeuge zum Segment der Sport Utility Vehicles (SUV). Wesentliches Merkmal dieser so genannten Freizeitfahrzeuge: der ideale Mix aus Kupplungen, Sperren, Lamellen, Klauen, Vorgelegen und Freiläufen, die die Fahrstabilität verbessern, in dem sie Traktion – Längsbewegung – und Fahrdynamik – Querverhalten (in Kurven, bei Seitenwind) – optimieren. Die Konzepte reichen vom einfach zuschaltbaren bis zum elektronisch geregelten Allradantrieb.

Schon seit Jahren sorgen Schwächen in der Fahrdynamik für Schlagzeilen – vom Elchtest bis zum Audi TT. Meist fordern Experten des elektronische Stabilitätsprogramm ESP als Lösung, teils eine veränderte Achsgeometrie, aber selten eine optimierte Antriebsmomentenverteilung. Ohne Zweifel ist ESP eine nötige und sinnvolle Komponente für die Stabilität, doch kann mit einer “aktiven Sperre” das Fahrverhalten, abhängig von der Gierwinkelgeschwindigkeit, über alle vier Räder gleichmäßig gesteuert werden.

Die Automotive Driveline Division von GKN hat eine elektronisch gesteuerte Reiblammellenkupplung als Differenzialsperre entwickelt, die in kritischen Situationen “vorbeugend” eingreift. Sie ergänzt ESP verbessert die Fahrstabilität. Mit der aktiven ETM erreicht man gerade bei Hochleistungsfahrzeugen eine neue Dimension an Fahrzeugsicherheit.

GKN Automotive ist der weltweit führende Hersteller von Visko-Kupplungen. Schon für den 911er Allrad-Porsche steuerte man Anfang der 90er Jahre die Viscodrive-Kupplung bei, allerdings weniger um die Vorteile eines Allradantriebs zu nutzen, sondern um die Grenzen der Fahrdynamik weiter zu stecken und damit sehr sportliche Fahreigenschaften zu erreichen.

Zu dieser Zeit dachten die Entwicklungsingenieure bei GKN schon über eine ETM nach, doch fehlten die entsprechenden Sensoren als Datenlieferanten und die Verkabelung. Mit dem heutigen Can-Bus und den ABS-Sensoren stehen diese Messwerte zur Verfügung. ETM passt in jeden Antriebsstrang und kann mit bestehenden Systemen zusammen arbeiten, beispielsweise mit ABS, ESP und TCS (Traktionskontrollsystemen). Statt sich aber eines Eingriffes der Bremsen zu bedienen, überträgt es das gesamte Motordrehmoment an die Räder, um die Traktion zu verbessern.

Die elektronisch geregelte Kupplung ETM wird über einen Elektromotor aktiviert. Innerhalb von wenigen Millisekunden sendet ein elektronisches Steuergerät das Steuersignal, das von der Raddrehzahl, die Drosselklappenposition, der Lenkwinkel- oder der Giergeschwindigkeit abhängt. Wird der Elektromotor (bis zu 2000 U/min) angesteuert, aktivieren die Zahnräder die Kupplungsscheibe und damit die Sperre. ETM greift vorausschauend ein, verhindert brenzlige Situationen. So erkennt es beim so genannten “Kavalierstart” den “überflüssigen” Fahrerwunsch an der schnellen Änderung der Gaspedalstellung. Damit die Räder keine Traktion verlieren und damit weder die Reifen den Boden polieren noch qualmen, greift die Software blitzschnell regulierend über die Drosselklappenstellung und die Fahrzeugbeschleunigung ein. Ebenso beim Herausbeschleunigen aus der Kurve: ETM vermeidet “Dreher”, da es den Fahrerwunsch schon am Treten aufs Gaspedal erkennt.

Übliche Systeme reagieren auf solche Fahrsituationen erst, wenn diese eingetreten sind, laufen mit ihrer verzögerten Reaktionszeit dem Geschehen hinterher. Über eine leicht anpassbare Software kann ETM für unterschiedliche Konzepte genutzt werden, vom Sportwagen bis zum Allradler.

Erste Wintertests mit der M-Klasse von DaimlerChrysler sollen erfolgreich gewesen sein: Der Spurwechseltest (Elchtest) auf Eisfläche war mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h möglich. Erstmalig in einem Serienfahrzeug eingebaut, steuert ETM im Antriebsstrang des Cayenne innerhalb des “Porsche Traction Management”. Die kennfeldgeregelte Längssperre – kombiniert mit einer Hinterachs-Differenzialsperre -gleicht mangelnde Traktion an Vorder- oder Hinterachse aus: Das vorausschauende Elektroniksystem bietet hohe Fahrstabilität und sicheren Spurwechsel in allen Geschwindigkeitsbereichen und auch auf Eis und Schnee. Automobilhersteller wie BMW und Mercedes sollen an der neuen Regelstrategie sehr interessiert sein.

Die künftige Entwicklung des Allradantriebs dürfte sich weiterhin zweigleisig abspielen: abhängig von der Preisklasse und von technischen Lösungen. Dabei scheinen die besten Chancen bei der Viskokupplung oder der Viskosperre zu liegen, die sowohl in der Momentzuteilung als auch für den Drehzahlausgleich sinnvoll ist.

Geht es um Kosten, ist eine “virtuelle” Sperre durch einen automatischen Bremseingriff (in Fahrzeugen mit ESP inzwischen üblich) an den durchdrehenden Rädern fast ohne Konkurrenz. Mit ETM hat AAD aber eine Sperre für die SUVs und Allradfahrzeuge des gehobenen Fahrzeugsegmentes entwickelt, die eine neue Ära der Fahrdynamik einläutet.

Vorteile des Allradantriebes:

– Traktion bei allen Straßenzuständen, bei Nässe, im Winter,

– gleichmäßiges Anfahren und gutes Steigvermögen,

– spurstabiles Beschleunigen bei hoher Motorkraft,

– verringerte Seitenwindempfindlichkeit,

– günstiges Aquaplaningverhalten,

– sehr sicherer Anhängerbetrieb,

– ausgewogene Achslasten,

– wenig Reifenverschleiß.

Allradantrieb – Zuschaltbar oder Permanent?

Einfachste Art des Allradantriebes ist die manuell zuschaltbare Achse, die sich – wegen der Verspannungen im starren Antrieb – aber nicht für Kurvenfahrten oder Einparken eignet. Mit relativ wenig Bauteilen ist sie besonders bei reinen Geländefahrzeugen und bei preisgünstigen Pkw zu finden: Antriebswellen und Differenzial für die zweite Achse, Kardanwelle und Klauenkupplung. Systeme, die sich automatisch zuschalten, sind dagegen komfortabler. Damit das ABS beim Bremsen ordentlich arbeiten kann, haben sie einen Freilauf. Echter permanenter Allradantrieb setzt ein zentrales Differenzial zwischen den Achsen voraus. Das Fahrwerk kann dann optimal darauf abgestimmt werden.

Allradantrieb – Gibt es den idealen Allradantrieb?

Jeder Automobilhersteller hat die Möglichkeit aus theoretisch mehr als 2000 Kombinationen eine Allrad-Lösung zu finden. Welches Prinzip das vorteilhafteste ist, liegt vermehrt am Kunden: in der Einstiegsklasse erreicht man mit möglichst einfachen Mitteln befriedigende technische Ergebnisse, in der Oberklasse sind fast perfekten Lösungen möglich – um jeden Preis.

Der Porsche unter den Rollstühlen

Alber-Elektrorollstuhl entwickelt von Porsche

Porsche-Ingenieure sind Meister des Sportwagenbaus: 911er, Boxster, Cayenne und Cayman belegen dies. Kürzlich haben die Weissacher-Ingenieure einen weiteren Volltreffer gelandet: Der Elektro-Rollstuhl „Adventure“ wurde vom Design-Zentrum Nordrhein-Westfalen mit dem „red dot award: product design 2004″ ausgezeichnet.

Hersteller des Adventure ist das auf Rehatechnik spezialisierte Unternehmen Ulrich Alber in Albstadt. Gemeinsam mit der Porsche Engineering Group entwickelte man Fahrwerk und Design des Elektro-Rollstuhls. Im Vordergrund stand ein ansprechendes Design sowie eine komfortable Federung. Patrick Ade, Produktmanager bei Alber: „Während normale Rollstühle nur einen einfachen geschweißten Rohrrahmen mit Motor und Sitz haben, hat der Adventure ein vollgefedertes Fahrwerk und einen Antrieb wie im Automobilbau – mit dem sogar ein Abstecher ins Gelände möglich ist.“

Vier unabhängig voneinander gefederte Räder erlauben höchste Mobilität: Bis zu acht Zentimeter hohe Bordsteinkanten kann man so überwinden. Das Feder- und Dämpferelement arbeitet im Zusammenspiel mit einem Stabilisator in einem zentralen Rahmenkasten. Er verringert im Gelände deutlich die Seitenneigung, der Rollstuhl bleibt standfest, der Fahrer fühlt sich stets sicher.

Angetrieben wird der Elektro-Rollstuhl über Radnabenantriebe in den Hinterrädern, gesteuert über einen Joystick. Verschiedene Fahrprogramme für Haus und Straße lassen sich damit einstellen, ebenso verschiedene Parameter wie beispielsweise Beschleunigungs-, Kurven- oder Bremsverhalten.

Eine Eigenentwicklung aus dem Hause Alber ist der Radnabenmotor mit einem hohen Wirkungsgrad. Mit deutlich kleineren Akkus als in herkömmliche Elektro-Rollstühlen soll man eine Reichweite von 45 Kilometern erreichen. Im Gefälle speisen die Antriebe sogar Energie in die Akkus zurück.

Für Rollstuhlfahrer wichtig ist die Modularität. „Räder, Sitz und Akkupacks lassen sich beim Adventure mit wenigen Handgriffen abnehmen, dann kann der Rollstuhl beispielsweise in einen Renault Twingo oder gar in einen Smart geladen werden“, erläutert Patrick Ade. Der Adventure wird zum Stückpreis von rund 9000 Euro verkauft, die in vollem Umfang von den Krankenversicherungen erstattet werden, verspricht Ade. Mittlerweile haben schon 800 Behinderte den Elektro-Rollstuhl bestellt.

Airbag

Airbag-Diebstahl nimmt zu

Autoknacker gehen mit der Zeit: Nachdem Autoradios und Navigationsgeräte mittlerweile häufig auf das Fahrzeug codiert sind, wenden sie sich Airbags zu, die sich mit wenigen Handgriffen ausbauen lassen und mit denen schnell Geld zu verdienen ist.

Ob in Autohäusern oder gar direkt bei Autoherstellern, mehrmals hintereinander hat die Airbag-Mafia zugeschlagen. Bei Opel in Rüsselsheim drangen beispielsweise Diebe nachts, bewaffnet mit Bolzenschneider und Schraubenzieher, in einen umzäunten Verladeplatz ein und bauten zweiundzwanzig Airbags aus. Zum Abtransport nahmen sie gleich einen Pkw vom Gelände mit. Der Schaden liegt bei mehr als 100.000 Euro.

Innerhalb von wenigen Minuten ist solch ein wertvoller Luftsack ausgebaut: Seitenscheibe einschlagen, Stromzufuhr unterbrechen, zwei Schrauben lösen. Je nach Fahrzeug-Fabrikat liegt sein Wert zwischen 1000 und 1500 Euro. Die Hehlerware geht vor allem an dubiose Gebrauchtwagenhändler, die sie gegen gezündete Airbags in Unfall-Fahrzeugen auswechseln, um einen höheren Verkaufspreis zu erzielen. Da aber oft die zugehörige Steuerelektronik fehlt oder beim Diebstahl beschädigt wurde, lösen sie bei einem Unfall nicht mehr aus.

Innerhalb weniger Wochen haben organisierte Banden im Rhein-Main-Gebiet etwa 300 Airbags gestohlen. Im hessischen Hofheim erbeuteten Diebe aus 40 Neuwagen mehr als 80 Stück. „Die gestohlene Ware geht überwiegend in den osteuropäischen Raum“, weiß die Kripo Hofheim. Im Visier der Diebesbanden sind Opel- und VW-Modelle, die auf osteuropäischen Gebrauchtwagenmärkten zu den gängigsten gehören. Nach Einschätzung der Kripo handelt es sich bei den Diebstahlserien um systematisch abgearbeitete Auftragsbestellungen.

Auch die Kripo in Zwickau kämpft mit dem Delikt „Autoteilediebstahl“: Aus fünf Autohäusern wurden dort mehr als 90 Airbags gestohlen. Im sächsischen Reinsdorf schlugen Kriminelle in einem Autohaus gar zum zweiten Mal zu, nahmen zwanzig Bags mit. Wahrscheinlich hatten sie sich als interessierte Autokäufer getarnt und dabei das Autohaus ausspioniert. Volkmar Stöcker, Geschäftsführer des Opel-Hauses Friedrichsgrün: „Da die Lenkräder schon mit Lenkradkrallen gesichert waren, haben die Täter mit Gewalt die Beifahrer-Airbags herausgerissen.“ So musste Stöcker beschädigte Armaturenbretter im Wert von rund 50.000 Euro ersetzen.

Erleichtert wurde der Diebstahl durch die verkehrsgünstige Lage. Nach Erkenntnissen der Kripo sind Autohäuser in dünn besiedelten Gegenden oder Industriegebieten besonders gefährdet: Dort besteht üblicherweise eine gute Anbindung zur Autobahn. So erreichen überregionale Banden schnell ihren Fluchtweg.

Ob Profi- oder Gelegenheitsdiebe, Autohändler Volkmar Stöcker hat keine Angst mehr vor ihnen. Er hat sein Autohaus mit Kameras gesichert und zur Festung ausgebaut. Zudem hat er sich für einen Wachdienst entschieden, der rund um die Uhr Patrouille läuft. „Wir hatten uns sogar schon überlegt, vorsichtshalber die Airbags aus den Neuwagen auszubauen“, erklärt Stöcker.

Airbag mit Ohren

Der heutige Fahrerairbag ist grundsätzlich rund, denn dies ermöglicht den Herstellern eine unkomplizierte und preiswerte Produktion, zudem bildet er in jeder Lenkradstellung ein gutes Schutzpotenzial. Ein neuer asymmetrischer Airbag, der so genannten Ohren-Airbag, bietet dem Fahrer künftig im Crashfall noch mehr Schutz – vor allem bei einem Schrägaufprall. „Wir eröffnen mit dem asymmetrischen Airbag ein neues Kapitel im Airbagdesign“, erklärt Mehran Khazami, Entwicklungsleiter „Fahrerairbag und Lenkrad“ bei der TRW Automotive in Aschaffenburg. Künftig können somit unterschiedliche Unfallarten mit nur einem Airbag abgedeckt werden.

Möglich wurde diese Innovation erst nach der Entwicklung des weltweit ersten Lenkradsystem mit feststehender Nabe (von Autoliv) im Kleinwagen Citroen C4. TRW entwickelte für das System ein neues Kegel-Getriebe. Mehran Khazami: „Damit wird der Verschleiß der Zahnräder am Lenkradkranz auf ein Minimum reduziert und auch an der Lenksäule sind keine weiteren Änderungen nötig.“ Die neue Luftsack-Generation eignet sich vor allem für Fahrzeuge mit tief liegendem Windlauf, flacher Windschutzscheibe oder für Sportwagen und Cabrios, in denen Fahrer einem höheren Verletzungsrisiko ausgesetzt sind.

Erste Tests bei TRW haben bestätigt, dass allein die Verschiebung der Luftsackmitte um 100 Millimeter nach unten einen um 20 Prozent niedrigeren Brustbeschleunigungswert und damit ein deutlich niedrigeres Verletzungsrisiko in diesem Bereich bedeutet. Mit einem asymmetrischen Airbag sollen auch die neuen US-Crashvorschriften kein Problem mehr darstellen: Um den Schutz für gegurtete und ungegurtete Insassen zu erfüllen oder die teils gegenläufigen Anforderungen an Rückhaltekomponenten beim Test gegen die feste und deformierbare Crash-Barriere, müssen Hersteller ab 2006 dort einen Schrägaufprall absolvieren. In der nächsten Generation des Citroen C4 soll der Ohren-Airbag erstmals in Serie gehen.

Airbag in der Kopfstütze

Nach einem Verkehrsunfall machen Verletzungen an der Halswirbelsäule (HWS) und im Schulter- und Nackenbereich nicht nur den Betroffenen, sondern auch Ärzten und Versicherungen zu schaffen. Denn häufig verlangen Autofahrer wegen eines so genannten Schleudertraumas Schmerzensgeld. Tatsächlich haben Mediziner am Institut für Rechtsmedizin der Uni München mehr als einhundert Gutachten zu HWS-Verletzungen ausgewertet, von denen nur jedes fünfte berechtigt war.

Falsch eingestellte Kopfstütze ist gefährlich

Die Ursache für ein HWS-Syndrom liegt oft bei der Kopfstütze, die in Design und Handhabung teils kompliziert ist: da ist die Kopfstütze zu niedrig eingestellt, der Abstand zum Kopf zu groß oder sie ist schlicht im Blickfeld des Fahrers.

Eine Lösung soll die Kopfstütze mit einem kleinen integrierten Airbag sein. Der Autozulieferer TRW Occupant Restraint Systems stellte auf der Tagung “Airbag 2000” in Karlsruhe den Prototypen einer aufblasbaren Kopfstütze vor.

Statt flexible Rückenlehne besser Airbag

Saab, Volvo und Renault haben mittlerweile passive Systeme eingeführt, die im Crashfall die Kopfstütze zum Kopf hin bewegen, aktiviert von einer ausgelenkten Rückenlehne.

Alexander Heilig, Entwicklungsingenieur bei TRW: “Ein passives System ist sicherlich hilfreich, offen bleibt jedoch die Frage, inwieweit dies für die Vermeidung von HWS-Verletzungen im Crashfall ausreichend sein kann.”

Grundlage der neuen Airbagentwicklung sind Studien und Versuche verschiedener Kopfstützenkonzepte, welche nach Effektivität, Sicherheit, sowie Kosten verglichen wurden.

Anforderungen an einen Kopfstützen-Airbag

Dabei stellten die Ingenieure fest: ein optimales System muss alle Insassengrößen und Positionen berücksichtigen und im Crashfall sehr schnell reagieren. Es muss auf allen Fahrzeugsitzplätzen einsetzbar sein und unabhängig von jeglicher Kopfstützenvoreinstellung die Verletzungsgefahr verringern. Es entstand eine Kopfstütze mit Airbagsystem, dass von einem Schaumblock umgeben ist.

Das Zündsignal fließt von der Fahrzeug-Crashsensorik über ein Kabel in die Kopfstütze. Zündet das System bei einem Heckcrash, bläst ein pyrotechnischer Gasgenerator innerhalb von 30 Millisekunden einen 3-Liter-Luftsack sehr sanft auf.

Mehrere Lösungen möglich

Um Styling und Design möglichst offen zu halten, wählte man mehrere Konstruktionen: ein Kopfstützenüberzug aus Stretchmaterial, eine Kopfstütze mit Reißnähten und ein auswechselbares Luftkissen mit befestigtem Frontpolster, das vorne in die Kopfstütze eingeklipst wird. Alexander Heilig: “Alle Varianten wurden in dynamischen Versuchen erfolgreich geprüft”.

Erfolgreich mit Schlittenversuch getestet

Gemeinsam mit der Technischen Universität Graz wurden mittlerweile etwa 170 dynamische Versuche mit Dummies und Freiwilligen gefahren. Ergebnis: Die Versuche zeigten eine deutlich niedrigere Halsbelastung, keiner der Testpersonen – Schlittenversuch bei 10 km/h – verletzte sich. Das aufblasbare Kopfstützensystem wurde subjektiv als komfortabel empfunden, ein Zündknall war nicht störend – das Crashknall der Versuchsanlage schien sogar lauter zu sein.

TRW entwickelt derzeit im Auftrag von Automobilherstellern weiter an dem System, “schon bald” sollen die ersten Pkw mit Kopfstützen-Airbag vom Band rollen.

Forschungsergebnisse zu Dieselschadstoffen

Umstritten ist die Fragestellung: Wie gefährlich sind Partikel für die Gesundheit? Die Partikelmenge wird wie gesetzlich vorgeschrieben im verdünnten Abgas gemessen, kann aber nicht in der Atmosphäre verfolgt werden. So liegen derzeit auch keine ausreichenden Kenntnisse über das Reaktionsverhalten der Partikel in der Atemluft vor, obwohl Lungenfachärzte vor den sehr feinen Partikeln warnen, die tief in die Lunge eindringen können, dort möglicherweise Entzündungen verursachen und damit auch ein potentielles Krebsrisiko bilden.

Vergleich Tier-Mensch umstritten

Seit 40 Jahren forschen Wissenschaftler nach den Auswirkungen der Dieselabgase. So ergaben toxikologische Untersuchungen der Medizinischen Hochschule Hannover mit ungefilterten Dieselabgasen lediglich bei Ratten eine Steigerung der Lungenkrebsrate – allerdings lag die Konzentration um mehr als das Tausendfache höher als im Straßenverkehr. Vergleichende Untersuchungen zwischen Affen und Ratten zeigten ebenfalls, dass die Ergebnisse der Tierversuche nicht ohne weiteres als Grundlage für die Risikoabschätzung für den Menschen geeignet ist.

Studien beweisen keinen Zusammenhang

Und während beispielsweise Greenpeace auf den Zusammenhang zwischen Diesel-Rußpartikeln und allergischen Atemwegserkrankungen hin weist und auch japanische und australische Mediziner dieses bestätigen, zeigt eine Auswertung wissenschaftlicher Studien kein eindeutiges Bild. Denn das Berufsgenossenschaftliche Institut in St. Augustin stellte im letzten Jahr fest, dass keine der 91 epidemiologischen Studien einen Zusammenhang zwischen Dieselmotor-Abgasbelastung und Lungenkrebs beweist. Die Krebsgefahr durch Dieselruß scheint – je nach Auftraggeber – bewiesen oder eben nicht.

Fragen an Professor Dr. Hans Peter Lenz vom Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau der Technischen Universität Wien (Veranstalter des Wiener Motorensymposiums)

1.) Immer wieder Streitpunkt beim Diesel sind die angeblich krebserregenden Stoffe. Wie bewerten Sie die Diskussion und die Forschungsergebnisse?

A: Es gibt bisher keinen Nachweis, dass die Konzentrationen, in denen die Rußpartikel emittiert werden, Krebs fördernd sind. In der letzten Zeit wurde die Behauptung aufgestellt, moderne Dieselmotoren hätten zwar weniger Partikelmassenemissionen, aber die verbleibenden Partikel hätten kleinere Durchmesser und seien somit schädlicher. Diese Vermutung hat sich als unrichtig herausgestellt.

2.) Mit welchen technischen Maßnahmen könnte man den Partikelausstoß schnell reduzieren?

A: Der Partikelausstoß wird durch viele Details im Hinblick auf bessere Verbrennung vermindert, beispielsweise eine intensivere Ladungsbewegung, höhere Einspritzdrücke oder eine größere Zahl der Einspritzstrahlen. Die drastischste Maßnahme zur Partikelverminderung ist das Partikelfilter, das aber noch Probleme in der Dauerhaltbarkeit und Regeneration macht.

3.) Wie könnte man über die Kraftstoffqualität, im Besonderen mit schwefelfreiem Kraftstoff, die Partikelemissionen senken?

A: Die Qualität des Kraftstoffs beeinflusst sowohl die Zahl wie auch die Masse der emittierten Partikel. Schwefelfreier Kraftstoff senkt beide Emissionen drastisch. Leider sträubt sich die Mineralölindustrie bei einer schnellen Einführung. Die für 2005 vorgeschriebene Grenze von 50 ppm Schwefel ist deutlich zu hoch, gefordert werden muss eine Grenze von 10 ppm.

4.) Hat der Dieselmotor größere Chancen, wenn die Geruchsprobleme beseitigt sind und wie ist dabei der Stand der Technik?

A: Das Geruchsproblem der Dieselmotoren hängt auch mit dem Schwefelgehalt des Kraftstoffes zusammen. Je besser generell die Dieselmotoren im Hinblick auf die Schadstoffemissionen entwickelt werden, desto geringer wird auch das Geruchsproblem.

5.) Welche Zukunftschancen geben Sie dem Diesel im Pkw-Bereich und hat die Brennstoffzelle, die 2004 serienreif sein soll, eine Chance den Verbrennungsmotor zu ersetzen?

A: Beim PKW rechne ich in der Zukunft mit einem Dieselmotoranteil von etwa 50 %. Die Brennstoffzelle hat meiner Ansicht nach erst Chancen zu einer größeren Serienfertigung in etwa 20 Jahren; bis dahin gibt es keine Alternative zum konventionellen Verbrennungsmotoren.

Vielen Dank Herr Professor Lenz

Schwefelfreier-Kraftstoff

Ohne schwefelfreien Sprit ist beim Diesel wenig zu machen. Weniger Schwefelgehalt verringert den Sulfatanteil. Schwefelarmer Kraftstoff, beispielsweise der so genannte Schwedendiesel, weist weniger als 10 ppm (zehn von einer Million Teile) Schwefel auf. Ein heutiger Euro-2-Dieselmotor verursacht damit deutlich weniger Schadstoffe: bis zu 50 % weniger Kohlenmonoxid (CO) Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOX) um 10 % und die Partikel um mehr als 40 %. Das Startverhalten des Kat wird in der Warmlaufphase um fast 100 % verbessert.

Revolutionärer Diesel-Partikelfilter von Peugeot

Peugeot 607
Grafik zur Funktionsweise des Dieselpartikel-Filters

Ein Dieselmotor ohne Rauch und Partikel – klingt unglaublich. Schon seit Jahrzehnten forscht man nach solch einem Motor. Mit der Entwicklung eines revolutionären Partikelfilters bietet PSA Peugeot-Citroen genau diesen sauberen Dieselmotor für das Topmodell 607 an. Auch die deutsche Automobilindustrie sucht nach einem Reinmacher.

Dieselanteil gestiegen

Vordergründig basiert der Erfolg des Diesels auf den steigenden Kraftstoffpreisen. So stieg innerhalb des letzten Jahres der Neuwagen-Dieselanteil in Deutschland von 22 auf 28 %. Doch auch die typischen Nachteile des Diesel- gegenüber dem Ottomotor, wie Stickoxide (NOX) und Rußpartikel, haben die Techniker mittlerweile gut im Griff: Der Diesel verliert sein Dreckschleuder-Image. Werbewirksam präsentiert jetzt Peugeot ein zukunftsweisendes Schadstoffreinigungssystem, das Partikelfilter FAP (Filtre à particules).

Ruß-Grenzwerte nur mit Filter einzuhalten

Während grundsätzlich ein Dieselmotor immer mit der gleichen Luftmenge arbeitet, kann beim Beschleunigen das Gemisch schnell zu fett werden, dann verbrennt es nur unvollständig. Abgasrückführung (AGR) und selektive katalytische Reduktion (SCR) mindern NOX, reichen aber nicht aus, um Forderungen zur Partikelemission nach EURO 5 und US EPA 2007 zu erfüllen. Dies geht nur mit Filter, der zwar die ultrafeinen Rußpartikel auffangen kann, sich aber schnell zusetzt und deshalb regeneriert werden muss. Mit der Peugeot-Technologie soll es problemlos möglich sein, das Filter in bestimmten Zyklen zu reinigen.

Schwierige Vorarbeiten

Die natürliche Abbrenntemperatur der Partikel liegt bei etwa 550 Grad Celsius, die weder mit einem Kammerdiesel noch mit einem Direkteinspritzer zu erreichen ist. Beispielsweise wird der Motor im Stadtverkehr nur so gering belastet, dass lediglich Abgastemperaturen zwischen 150 und 200 Grad entstehen. In den 80er Jahren scheiterte deshalb bei Mercedes die Einführung eines Filtersystems und auch VW legte damals in den USA ein Konzept ohne Erfolg vor.

Anders soll das neue Superfilter sein, das PSA gemeinsam mit vier führenden Zulieferern entwickelt hat: Die Steuer- und Regelelektronik kommt von Bosch, das Filter von der japanischen Firma Ibiden, das Dieseladditiv (Eolys) von Rhodia (früher Rhône-Poulenc). Die Herstellung des Auspuffsystems übernahm Faurecia.

Additiv senkt Abbrenntemperatur der Partikel

Das FAP besteht aus einem Siliziumkarbid-Keramikwabenelement, der Steuersoftware der Common-Rail-Einspritzung und dem Behälter für das Kraftstoffadditiv. Im reinen Filter setzt sich zunächst die Oberfläche des porösen Innern zu, dann die Wände der eintretenden Kanäle. Ein Drucksensor überwacht das Filterinnere, nach etwa 400 bis 500 Kilometern (Filter ist etwa zu 80% beladen) brennt er dann innerhalb von zwei bis drei Minuten vollständig die Partikel ab. Dazu spritzt man zusätzlich Kraftstoff ein, er erhöht die Abgastemperatur von etwa 150 auf 450 Grad Celsius. Um die Verbrennungstemperatur für die Partikel von den natürlichen 550 auf 450 Grad zu senken, wird dem Dieselkraftstoff eine geringe Menge des Additivs Eolys beigemengt. Dieses entscheidende Additiv, entwickelt vom Chemiekonzern Rhodia, enthält eine Verbindung auf Ceriumbasis. Dies gilt Vereinfacht dargestellt “verbindet” sich das anorganische Cerium schon in der Bennkammer des Motors mit dem Ruß. Später lassen sich dann die Rußpartikel einfacher spalten und abbrennen. Nach etwa 80.000 km müssen die Verbrennungsrückstände des Filters ausgewaschen werden, das Additiv wird aufgefüllt. Auch Renault hat mittlerweile angekündigt, 2002 seine Dieselmodelle mit Partikelfilter und einer ähnlichen Additivlösung auszustatten.

Deutsche Autoindustrie skeptisch

Gegenüber dem neuen Filtersystem von Peugeot gibt sich die deutsche Autoindustrie zurückhaltend. Gunter Zimmermeyer, Geschäftsführer beim Verband der Automobilindustrie (VDA): “Derzeit ist das angekündigte Peugeot-Filter noch immer nicht in Deutschland im Serieneinsatz, dies lässt auf Probleme schließen”. So sehen auch die Ingenieure bei DaimlerChrysler das Problem des zusätzlichen Kraftstoffverbrauchs (3 bis 4%) durch die Nacheinspritzung und der vermehrten Aschebildung. Für Autofahrer bedeute dies “nur bedingt alltagstaugliche” Wasch- und Wechselintervalle bei verstopftem Filter.

Doch die Peugeot-Ingenieure kontern: Da das Topmodell 607 schon seit Jahresbeginn beispielsweise in Österreich, Belgien, Frankreich und der Schweiz verkauft wird – mit einem Dieselanteil von fast 70 % -, liegen dort positive Erfahrungswerte vor. So stellte auch die Schweizer Umweltbehörde Buwal fest, dass das Element Cerium die Verbrennung deutlich verbessert. Auch die amerikanische Umweltbehörde EPA prüft derzeit die Zulassung. Rhodia entwickelt schon einem Filter der neuen Generation, der die Aschespeicherung mindert. Weiter bescheinigen auch andere unabhängige Schweizer Institute und das Berliner Umweltbundesamt dem Peugeot Filter in allen Disziplinen Bestnoten und als Fazit: “Die deutschen Hersteller können nicht mithalten”.

CRT – die Rettung?

VDA-Experte Gunter Zimmermeyer: “Im Gegensatz zur Lösung von Peugeot ist unsere Philosophie eine andere. Wir wollen mit innermotorischen Maßnahmen die Partikel im Motor erst gar nicht entstehen lassen.” So hat die deutsche Autoindustrie mit dem “aktiven CRT” (Continious Regeneration Trap) ein aussichtsreiches System entwickelt. Bei CRT wird das Filter nicht wie üblich mit Sauerstoff (O2) regeneriert, sondern mit dem im Oxidationskat entstehenden Stickstoffdioxid (NO2). Die Arbeitstemperatur muss bei über 300 Grad Celsius liegen, die entweder mit einer elektrischen Beheizung oder durch “sanfte” Nacheinspritzung erreicht wird. Im unteren Lastbereich häufen sich die Rußpartikel solange an, bis das Filter etwa zu 30 % voll ist, dann setzt die aktive CRT-Funktion ein: Ein nah am Motor platzierter Oxidationskat reinigt das Abgas von Kohlenmonoxid (CO), sowie Kohlenwasserstoffen (HC), im zweiten Kat kann das für die Rußoxidation benötigte NO2 erzeugt werden. Abhängig von Druckdifferenz vor und nach dem Filter und abhängig von der Temperatur beginnt der Reinigungsprozess.

Unterschiedliche Konzepte bei VW

So sieht beispielsweise bei VW das CRT-Konzept vor, für das Jahr 2005 (EU4) in Oberklassemodellen ein Partikelfilter und zusätzlich einen Kat zu integrieren, der die Stickoxide aus dem Abgas holt. Für einen Passat genügt ein Partikelfilter in Verbindung mit dem Pumpe-Düse-TDI der mit bis zu 2050 bar den höchsten Druck aller heute gebräuchlichen DI-Systeme hat. So erfüllt der Lupo 3L TDI als erster Seriendiesel weltweit die Euro 4 Abgasnorm.

Toyota setzt auf neu entwickelten Keramikfilter

Auch Toyota bereitet für 2003 die Einführung eines Schadstofffilters für Dieselmotoren vor: Mit dem DNPR-System (Diesel Particulate NOX Reduction) sollen Rußpartikel und Stickoxide gleichzeitig reduziert werden. Innerhalb des Gesamtkonzepts verwendet Toyota dabei vorhandene Systeme: Gemeinsam mit den neuen Common-Rail-Motoren übernimmt ein neu entwickeltes Keramikfilter, das mit einem Stickstoff-Dreiwege-Speicherkatalysator beschichtet ist und ursprünglich für den Einsatz bei Magermix-Motoren entwickelt wurde, die Reinigung.

Schwefelfreier Kraftstoff auf jeden Fall erforderlich

Erste Ergebnisse sollen eine mehr als achtzigprozentige Reduktion bei Rußpartikeln und Stickoxiden während der ersten Verbrennungsphase ergeben haben – gemessen nach den japanischen Abgasbestimmungen. Während viele Detailfragen zu dem DNPR-System noch offen sind, steht aber fest, dass nur schwefelfreier Kraftstoff zu diesen Werten führt. Diesen fordert auch Gunter Zimmermeyer: “Wann CRT in Serienfahrzeugen zu finden sein wird, steht derzeit noch nicht fest, denn vieles hängt mit der Einführung schwefelfreien Kraftstoffs zusammen.”

Gesetzgeber will neue Abgasmessung

Mit dem FAP ist es Peugeot gelungen, die Partikel auf das Niveau eines Benzinmotors und auf das Messbare von vier Milligramm pro Kilometer zu senken. Damit hofft man auch alle künftigen Abgasvorschriften einhalten zu können. Doch der Gesetzgeber macht Druck. So fordert nicht nur Umweltminister Jürgen Trittin den Partikelfilter für alle, sondern auch Bernd Lange, Verkehrsexperte der SPD und Mitglied im Europäischen Parlament verkündete kürzlich auf einer VDA-Tagung: “Wenn wir deutliche Erkenntnisse haben, wollen wir nicht nur die Masse, sondern auch die Anzahl der Partikel zum Gegenstand der Gesetzgebung machen”. Da aber immer nicht zweifelsfrei bewiesen ist, ob die Größe der Partikel oder ihre Anzahl für Gesundheitsschäden verantwortlich sind, steht eine “Erkenntnis noch aus.