Doktoranden der TU München zeigen Ideen für das Auto der Zukunft

Jeder kennt das Problem: Man steht in einer engen Parklücke und kann die Autotür nur mit viel Geduld öffnen, um sich dann herauszufädeln. Im Projekt CAR@TUM sucht BMW nach Lösungen. Einen ersten Ansatz können wir an einer Fahrgastzelle des 6er-BMW sehen. Dort wird eine Zweigelenkstür mit situationsangepasster Öffnungsbewegung und eine variable Sitzkinematik erprobt.

Vernetzung von Industrie und Studium
Hinter CAR steckt der Begriff ,Munich Centre of Automotive Research", unter dem Kooperationsprojekte zwischen BMW und der TU München zusammengefasst sind. Aktuell arbeiten 43 Doktoranden an 23 Lehrstühlen mit 33 Fachstellen der BMW AG zusammen. Die Zusammenarbeit lohnt sich für beide Seiten: Während die Doktoranden über einen Zeitraum von drei Jahren von BMW finanziell unterstützt werden und danach gute Chancen auf einen Job im Unternehmen haben, erhofft sich BMW von den jungen Leuten einen frischen Wind in Form von kreativen Ideen. Drei dieser Ideen konnten wir persönlich in Augenschein nehmen, darunter die Lösung der eingangs erwähnten Türfrage.

Mechatronik: Guter Einstieg
Das realisierte Türkonzept ist sehr flexibel, elektrisch angetrieben und kann auf seine Umgebung reagieren. Die dafür notwendigen Informationen erfassen so genannte omnidirektionale Kamerasensoren, die einen Bereich von 360 Grad abdecken. Werden Hindernisse erkannt, reagiert die entwickelte Zweigelenktür entsprechend. Im vollautomatischen Modus berechnet sie einen Ausweichpfad für die Türbewegung. In der Praxis heißt das: Bei konventioneller Öffnung steht zum Beispiel ein Poller im Weg, die Tür stoppt und wechselt zur Schiebebewegung. Die Ingenieure bezeichnen das als ,multikinematisch". Desweiteren verhindern die Kameras das Einklemmen von Körperteilen beim Schließen. Im manuellen Modus warnen spürbare Gegenkräfte vor einer Gefahr. Die zweite Komponente des Systems ist eine Kipp- und Schwenkbewegung des Fahrersitzes beim Ein- und Aussteigen. Als netten Nebeneffekt können die Kameras vor dem Betreten des Autos die Körperlänge des Fahrers ermitteln und den Sitz dementsprechend einstellen. Auch als Sicherheitskontrolle könnten die Kameras dienen.

IT-Architekturen im Fahrzeug
Ein weiteres Feld ist die Informationstechnologie, welche in modernen Fahrzeugen einen immer größeren Platz einnimmt. Je nach Modell besteht die klassische IT-Architektur aus Sensoren, Aktoren und über 70 Steuergeräten. Die Kommunikation zwischen den in seperaten Gruppen angeordneten Elementen erfolgt über spezifische Datenbusse beziehungsweise gruppenübergreifend über so genannte Gateway-Koppelelemente. Letztere ,übersetzen" gewissermaßen die Dateninformationen der einzelnen Geräte. Doch die steigende Komplexität macht es zunehmend komplizierter, alle Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit und Gleichteileverwendung zu erfüllen. Im Rahmen des Projektes ,IT-Motive 2020" verfolgen Institute der TU München in einem interdisziplinären Vorgehen gemeinsam mit BMW das Potenzial eines neuen, revolutionären Ansatzes für eine Fahrzeug-IT-Architektur.

Einfacher gedacht
Der Grundgedanke ist das Motto ,Less is more", also ,Weniger ist mehr". Ziel ist eine standardisierten IT-Infrastruktur mit einheitlicher Software-Basis. Unter anderem können die Funktionen mehrerer heutiger Steuergeräte auf eine physikalische Einheit gebündelt werden. So kommt es zu einer Vereinfachung, die Vorteile im Störungsfall bietet. Am Beispiel eines umgerüsteten 7ers sehen wir, was das heißt: Sobald beispielsweise die Videofunktion des Multimediasystems durch Datenüberlastung stockt, sucht die Technik in Windeseile nach einer Umleitung zu einer anderen Recheneinheit. Allerdings lässt ein Blick in den mit Elektronik vollgestopften Kofferraum erahnen, dass es bis zur Serienreife noch zirka fünf Jahre dauern wird, die Experten erwarten einen schrittweisen Übergang.

Mensch-Maschine-Interaktion
Wenn die neue Bauform der Elektronik dann serienreif ist, bleibt die Frage nach ihrer Bedienung. Auch hierzu haben sich die TU-Studenten etwas überlegt. Im Forschungsbereich Mensch-Maschine-Interaktion, kurz MMI, konzentriert sich die gemeinsame Tätigkeit im Rahmen von BMW ConnectedDrive auf intuitiv benutzbare Anzeige- und Bedienkonzepte im Auto. Wie so etwas aussehen könnte, demonstriert das Projekt ,TUMMIC": Dahinter verbirgt sich unter anderem ein Touchscreen mit Annäherungserkennung. Dieser registriert die Präsenz einer Hand oder eines Fingers bereits vor der eigentlichen Berührung, zugleich gibt es eine Spracheingabe. Das neuartige System entschärft die Anforderungen für den Fahrer, denn es erlaubt auch ungenaue Handbewegungen. Laut einer Untersuchung des Instituts für Ergonomie an der TU München bevorzugen Autofahrer für die meisten Funktionen eine Spracheingabe, nur die Lautstärkeregelung würden die Befragten lieber per Drehknopf durchführen.

Vorausschauend handeln
Ein weiterer Aspekt des MMI-Bereichs betrifft das Handeln des Fahrers hinter dem Lenkrad. Mittels Kommunikation des Autos mit der Umwelt und detaillierter digitaler Karten möchte man den normalen ,Vorausschauhorizont" des Fahrers erweitern. Dieser soll über Hindernisse informiert werden, auf die er schon reagieren könnte, obwohl sie für ihn noch nicht sichtbar sind, wie etwa ein Stauende. Die Anzeige erfolgt über ein Display, auf dem das eigene Fahrzeug im Stil eines Videospiels von oben dargestellt wird. Eingeblendet werden dort unter anderem auch Hinweise zu kommende Tempolimits oder Baustellen. So soll eine effizientere Fahrweise möglich werden. Man merkt: An Ideen mangelt es den Nachwuchs-Forschern nicht, allerdings werden noch einige Jahre bis zur Serienreife der Anwendungen vergehen.

Jugend forscht