Continental ersetzt herkömmliche Lautsprecher durch Aktuatoren, die Schall erzeugen, indem sie bestimmte Oberflächen im Fahrzeug in Schwingung versetzen. Das System war eine der vorgestellten Neuerungen auf dem Tech Day.
Continental
Continental hat vorab gezeigt, was Besucher des Messestands während der diesjährigen IAA am Stand des Zulieferers zu sehen bekommen werden. Die Großthemen Elektrifizierung, Konnektivität und Automatisierung drückten der Tech Show ihren Stempel auf. Continental-Vorstandschef Elmar Degenhart, warnte bei allen Wachstumspotenzialen jedoch davor, sich allein auf diese Bereiche zu konzentrieren und bestehende Technologien wie Otto- oder Dieselmotoren vorschnell abzuschreiben.
"Die vollständige Elektrifizierung ist noch zu teuer", konstatierte der Conti-Chef. Daher erwarte er bis 2025 nur einen Marktanteil von zehn Prozent. Daher sei die milde Hybridisierung für ihn eine geeignete Brückentechnologie, die auch den Diesel zukunftsfähig machen könnte. Dies stellten die Conti-Ingenieure unter anderem mit einem Dieselfahrzeug unter Beweis, das durch ein 48-Volt-System nicht nur den Kraftstoffverbrauch reduziert, sondern auch den Schadstoffausstoß von Dieselmotoren signifikant verringert, was dem in Bedrängnis geratenen Diesel neue Zukunftsaussichten ermöglichen könnte.
Liegt die Zukunft des Diesels in seiner Elektrifizierung?
Die Spezialisten des Konzerns modifizierten ein Euro 6 Diesel-Serienfahrzeug so, dass die Stickoxidemissionen um mehr als 60 Prozent sinken und auf diesem Weg auch bei realen Straßentests - in erweiterten Temperaturbereichen - deutlich unter den gesetzlichen Limits bleiben. Anders als bei vielen anderen Maßnahmen zur Schadstoffabsenkung leidet der Verbrauch in diesem Fall nicht: Der CO2-Ausstoß verringert sich sogar nach neuesten Messungen um rund vier Prozent. "Der Dieselmotor wird für die Mobilität auf absehbare Zeit weiter eine wichtige Rolle spielen", sagte José Avila, Leiter der Division Powertrain und Mitglied des Vorstands bei Continental. Daher sei es unabdingbar, die technischen Voraussetzungen für einen schadstoffarmen Dieselantrieb schaffen
Um die Vision von einem sauberen Dieselfahrzeug zu realisieren, gingen die Ingenieure in mehreren Schritten vor. Zunächst tauschten sie das Serien-Einspritzsystem gegen das eigene Piezo-Common-Rail-System PCRs5 aus. Dieses arbeitet mit Einspritzdrücken von bis zu 2.500 bar und ist in der Lage, mehrere Einspritzungen mit sehr kurzen Intervallen und präziser Dosierung zu realisieren. Es ermöglicht, nach dem Ende des Verbrennungsvorgangs eine winzige Menge Kraftstoff in den Zylinder einzuspritzen. Dieser Kraftstoff entzündet sich erst im Katalysator und führt dazu, dass dieser sich schneller aufheizt.
Allein auf die Nacheinspritzung will Continental jedoch nicht setzen, da sich dadurch der Kraftstoffverbrauch um etwa vier Prozent erhöhen würde. Daher appliziert der Zulieferer ein 48-Volt-Hybridsystem, das auf einem riemengetriebenen Starter-Generator basiert. Der verwendete Elektromotor mit einer Spitzenleistung von rund 15 Kilowatt ermöglicht es nicht nur, Bremsenergie wiederzugewinnen und als Strom in einem kleinen Lithium-Ionen-Akku zu speichern. Vielmehr unterstützt es den Verbrennungsmotor kurzzeitig auch in Phasen stärkerer Beschleunigung. Dies senkt die Stickoxidemissionen, die bei einem Dieselmotor besonders hoch ausfallen, wenn sehr schnell sehr viel zusätzliche Leistung abgerufen wird.
Zur Emissionsminderung wird ein motornaher elektrisch heizbarer Katalysator eingesetzt. Mit einer kurzzeitig anliegenden Leistung von bis zu drei Kilowatt bringt er den dahinterliegenden SCR-Katalysator - unabhängig von der Motorbetriebsstrategie - bereits nach kurzer Zeit auf Betriebstemperatur, um mit der Stickoxid-Konvertierung zu starten. Die Einspritzung der für die SCR-Katalyse benötigten wässrigen Harnstofflösung (AdBlue) erfolgt direkt hinter dem Heizkatalysator auf das ausströmende Abgas. Durch die Applikation des Heizkatalysators sinken die Stickoxidemissionen um weitere 14 Prozent. Der Kraftstoffverbrauch bleibt dabei unverändert, da die elektrische Energie hierfür ausschließlich aus rekuperierter Bremsenergie gewonnen wird.
Das Auto als Resonanzraum
Ein Auto ohne Lautsprecher, in dem dennoch niemand auf die passende Begleitmusik verzichten muss. Die Continental-Ingenieure haben sich bei dem lautsprecherfreien Auto auf neues Terrain vorgewagt. Statt aus einer klassischen Box kommt der Klang aus Deckenhimmel, A-Säule oder Armaturen, die elektronisch angeregt werden. Die Schallwellen werden durch kompakte Aktuatoren erzeugt, die dem Kern eines herkömmlichen Lautsprechers ähneln. Diese Wandler bestehen aus einem Magneten und einer Spule, welche Mikroschwingungen erzeugen. "Wenn man sich zum Vergleich beispielsweise eine Geige vorstellt, dann entspricht der Wandler dem Bogen und den Saiten. Der Steg der Geige entspricht der Lage und der Verbindung des Wandlers zur Oberfläche, welche wiederum den Klangkörper bildet", erläutert Dimitrios Patsouras, Leiter des Kompetenzzentrums NVH bei Continental Engineering Services,. Durch die Verteilung im Auto, lasse sich sogar ein Suround-Sound abbilden.
Der Klang ist durchaus ansprechend, auch wenn sich Klangenthusiasten damit zunächst wohl noch nicht abholen lassen. Der große Vorteil des Systems liegt aber an anderer Stelle. Durch den Tausch der Lautsprecher durch das Continental-System lasse sich 90 Prozent des Gewichtes einsparen, was das System vor allem für elektrifizierte Fahrzeuge interessant mache. Um einen guten 3D-Klang zu erreichen, benötigen konventionelle High-End-Audiosysteme häufig zwischen 10 und 20 oder gar noch mehr Lautsprecher. Solche Systeme wiegen dadurch meist über 15 Kilogramm und bringen es auf ein Einbauvolumen von 10 bis 30 Liter. Das lautsprecherlose Audiosystem von Continental kommt je nach Ausführung mit einem Gewicht von einem Kilogramm aus und benötigt ein Einbauvolumen von einem Liter. Durch den Wegfall der Lautsprecher wird zudem Bauraum frei, was neue Möglichkeiten der Innenraumgestaltung zulässt. "Im Zeitalter von Elektrofahrzeugen suchen Automobilhersteller nach innovativen Lösungen, um das Gewicht ihrer Fahrzeuge drastisch zu reduzieren und mehr Platz für die Insassen und neue Technologien zu schaffen", erläutert Johann Hiebl, Leiter des Geschäftsbereichs Infotainment & Connectivity von Continental.
Der Autobahn-Chauffeur
Die Funktion des Cruising Chauffeurs ermöglicht es Fahrzeugen, auf Autobahnen die Fahraufgabe entsprechend der nationalen Verkehrsregeln komplett zu übernehmen. Das erfolgt nach Festlegung des Fahrers entweder teilautomatisiert oder in naher Zukunft auch in hochautomatisierter Ausprägung, bei der sich der Fahrer anderen Tätigkeiten zuwenden kann. Endet die Autobahn, wird die Fahraufgabe zurück an den Menschen übertragen, Optische und akustische Signale weisen den Fahrer darauf hin, dass er in kurzer Zeit das Steuer wieder übernehmen muss. Wenn der Fahrer nicht auf diese Übernahmeaufforderung reagieren sollte – etwa aus gesundheitlichen Gründen – ist das Fahrzeug in der Lage, automatisiert sicher anzuhalten. Beim Risk Maneuver erkennt das Fahrzeug, wo Platz für einen sicheren Stopp ist und steuert diese Stelle selbsttätig an. Die Funktion wird bei der Serienreife im Jahr 2020 Teil des Cruising Chauffeurs sein.
"Der Cruising Chauffeur ist ein doppelter Sicherheitsgewinn“, sagte Ralph Lauxmann, Leiter Systems & Technology in der Continental Division Chassis & Safety. "Erstens vermeidet die Automation im Regelbetrieb menschliche Fahrfehler und bietet gleichzeitig Fahrkomfort. Zweitens beinhaltet der Cruising Chauffeur eine zusätzliche Rückfallebene, die konventionelle Fahrzeuge nicht haben. Wenn der Fahrer aus welchen Gründen auch immer, nicht mehr in der Lage sein sollte, das Steuer wieder selbst zu übernehmen, bringt der Cruising Chauffeur das Auto trotzdem sicher zum Stehen."
Der Cruising Chauffeur ist redundant aufgebaut, um auch bei einem möglichen Ausfall einzelner Sensoren noch die Fahraufgabe beherrschen zu können. Dazu gehört neben der getrennten Vernetzung unterschiedlicher Sensorarten auch die Safety Domain Control Unit (SDCU) als zweiter Automationspfad neben der ADCU. Die SDCU beinhaltet für sich genommen ebenfalls eine Automationslösung. Sollte also die Automation an eine Regelgrenze kommen oder eine Sensorart beispielsweise aus technischen Gründen ausfallen, so tritt das Minimum Risk Maneuver ein. Eine Rückfallebene existiert ebenfalls für das im Fahrzeug installierte Bremssystem und für die Lenkung.