Effizientere Motoren und mehr Sicherheit als Ziel

Professor Raymond Freymann, Geschäftsführer der BMW Forschung und Technik GmbH, spricht gerührt von ,unserem größten Schatz", als die rund 100 Mitarbeiter des konzerneigenen ,Think Tank" auf die Bühne treten. Der Anlass ist das 25-jährige Jubiläum der Ideenschmiede. Damit es auch in den nächsten 25 Jahren etwas zu berichten gibt, arbeitet Freymanns Team an neuen Ideen für fast jeden Bereich des Autos.

Sauberer durch Wasserstoff
Schon seit Jahren besitzt BMW viel Know-how im Bereich der Wasserstofftechnologie. Die Erkenntnisse umfassen aber nicht nur die Nutzung von Wasserstoff in Verbrennungsmotoren beziehungsweise in einer Brennstoffzelle. Auch für die Optimierung des Emissionsverhaltens herkömmlicher Benzin- und Dieselmotoren kann Wasserstoff eingesetzt werden. Eine Lösung in diesem Bereich präsentiert die BMW Forschung und Technik GmbH mit der so genannten Reformertechnologie in einem ansonsten vollständig serienmäßigen BMW der 1er-Reihe. In Anbetracht der anspruchsvollen Emissionsgrenzwerte sind vor allem die ersten Sekunden nach einem Kaltstart schwierig, denn Katalysatoren entfalten ihre vollständige Wirkung erst nach dem Aufheizen auf eine definierte Temperatur. Die Reformertechnologie greift genau an diesem Punkt an und reduziert die bislang nahezu ungereinigt austretenden Emissionen beim Kaltstart signifikant.

Einsetzbar bei Benziner und Diesel
Die Reformertechnologie kann sowohl bei Benzin- als auch bei Dieselmotoren eingesetzt werden. Das System besteht aus einer Mischzone, einem Einspritzventil, einer Zündkerze und einem speziellen Katalysator, in dem Kraftstoff unter geringer Sauerstoffzufuhr partiell oxidiert wird. Der initiierte katalytische Prozess bewirkt eine selektive Auftrennung der Kohlenwasserstoffketten (CxHy), wodurch ein Synthesegas mit einem Wasserstoffanteil von rund 21 Prozent und Kohlenmonoxid von ungefähr 24 Prozent erzeugt wird. Dieses Synthesegas wird anschließend über die konventionelle Sauganlage dem Motor zugeführt, indem es über luftumfasste Einspritzventile in die Zylinder selektiv eingeblasen wird. Während der Warmlaufphase kann es den herkömmlichen Kraftstoff vollständig ersetzen. Da es nahezu rückstandsfrei verbrennt, wird die für das Emissionsverhalten kritische Phase unmittelbar nach dem Kaltstart dank Reformertechnologie laut BMW zu einem besonders sauberen Betriebszustand.

Reduzierung erforderlich
Gegen den dauerhaften Betrieb des Verbrennungsmotors mit dem aus Wasserstoff gewonnenen Synthesegas spricht allein der geringere Wirkungsgrad der Reformierung. Bei der Verbrennung des Gases werden 15 bis 20 Prozent des ursprünglichen Kraftstoffenergiegehalts in Wärme umgewandelt. Dieser Nebeneffekt ist während der Warmlaufphase jedoch gerade von Nutzen. Das im Forschungsfahrzeug präsentierte Reformersystem entspricht derzeit dem Status eines Prototypen. Einer Serienentwicklung steht den Ingenieuren zufolge noch die Reduzierung der Bauteilgröße und des Gewichts von derzeit rund fünf auf maximal eineinhalb Kilogramm bei gleichzeitiger Optimierung der Systemeigenschaften im Wege.

Keine Angst mehr vor Baustellen
Basierend auf der bereits in Serie erhältlichen Spurverlassenswarnung arbeitet man bei BMW aktuell an einer neuen Form der Fahrerunterstützung in komplexen Situationen: dem so genannte Engstellenassistent. Das System das Fahren in besonders schmalen Fahrspuren erleichtern. Es hilft dem Fahrer beispielsweise im Bereich von Baustellen, einen Engpass im Vorhinein richtig einzuschätzen, beim Befahren der schmalen Passage präzise den Kurs zu halten und dabei den Sicherheitsabstand zu beiden Seiten möglichst optimal zu nutzen. Der Engstellenassistent nutzt einen Laserscanner, der das Vorfeld des Fahrzeugs vermisst, sowie Ultraschallsensoren, die den seitlichen Abstand zu Hindernissen wie Leitplanken oder anderen Fahrzeugen taxieren. Aus den gemeinsam erhobenen Daten wird ein Gesamtbild generiert und als Hinweis für den Fahrer auf dem Head-up-Display ausgegeben, um so die Fahrsituation vor der Einfahrt in die Engstelle einzuschätzen und während des Befahrens der schmalen Spur sicher den Kurs zu halten.

Hilfe vom Auto
Im Alltagsverkehr ließe sich der Engstellenassistent beispielsweise im Verlauf von Autobahnbaustellen nutzen, wo zwei parallel zueinander angeordnete Fahrspuren für den Verkehr in eine Richtung ausgewiesen, aufgrund ihrer reduzierten Breite jedoch nur mit extrem konzentrierter Fahrweise zu nutzen sind. Eine besondere Herausforderung stellen dabei vor allem Überholmanöver dar. Der Engstellenassistent hilft dem Fahrer einzuschätzen, ob er gefahrlos an einem auf der rechten Spur fahrenden Lkw vorbeifahren kann. Reicht der auf seiner Fahrspur verbleibende Platz nicht aus, um das Manöver risikofrei zu absolvieren, wird der Fahrer frühzeitig darauf hingewiesen. Bei ausreichend breiter Fahrspur erhält der Fahrer auch während des Überholvorgangs Hinweise, die es ihm ermöglichen, den idealen Abstand auf beiden Seiten zu halten. Im Head-up-Display wird der vorhandene Abstand zu beiden Seiten in Form von kreisförmigen Symbolen angezeigt. Sobald die Distanz zur Leitplanke beziehungsweise zum Fahrzeug auf der Parallelspur ein definiertes Maß unterschreitet, erfolgt zusätzlich ein kurzer Lenkimpuls. Folgt der Fahrer diesem, kehrt sein Fahrzeug auf den optimalen Kurs zurück. Schon jetzt funktioniert diese Technik sehr gut, wie wir im persönlichen Versuch feststellen konnten. Bis zur Serienreife werden aber noch mindestens drei Jahre vergehen.

Bezahlen mit dem Autoschlüssel
Als Mittel zur Vernetzung der Mobilität mit der übrigen Lebenswelt des Fahrers wurde der Prototyp eines multifunktionalen Autoschlüssels entwickelt. Der so genannte ,BMW Key" ist mit einem Sicherheitschip versehen, der neben dem personalisierten Zugang zum Fahrzeug unter anderem bargeldloses Einkaufen ermöglicht. Darüber hinaus bietet der Fahrzeugschlüssel mit integrierter Kreditkartenfunktion die Option, elektronische Fahrkarten für Bus und Bahn oder auch Flugtickets aus dem Fahrzeug heraus zu speichern. Bei der Nutzung von Mietwagen oder Car-Sharing-Systemen bietet der personifizierte Schlüssel zusätzliches Potenzial, weil er erstmals nicht dem Fahrzeug, sondern seinem Besitzer zugeordnet ist.

Zugang zu persönlichen Daten
Desweiteren ist eine Vielzahl an zusätzlichen Mobilitätsszenarien denkbar: Fahrzeugdaten wie zum Beispiel der Kilometerstand, der Schließzustand, die GPS-Position, Servicedaten und der Batterieladestand könnten in Zukunft vom Autofahrer selbst via so genannter ,Near Field Communication" aus dem ,BMW Key" ausgelesen werden. Der Schlüsselinhaber bekommt so einen sicheren Zugang zu persönlichen Daten im Fahrzeug. Dies bedeutet, dass er auf seinen Online-Zugang im Auto zugriffsberechtigt sein wird – unabhängig davon, ob er in seinem eigenen Auto unterwegs ist oder ob er beispielsweise in einem BMW-Mietwagen fährt.

BMW: Technik für morgen