Verkehr Personal Car
Autos mit Charakter
Ob Mode, Möbel oder Mobiltelefon ein Einzelstück sollte es sein. Auch die Automobilhersteller und -zulieferer setzen auf den Trend zu mehr Individualität.
Das Lenkrad der Zukunft hier in einer neuen Cockpit-Studie von Siemens VDO vibriert nicht nur bei Gefahr. Es hat auch zwei Schalter, mit denen der Fahrer per Daumendruck alle wesentlichen Bordsystem-Funktionen steuern kann
Wer vor 50 Jahren einen Volkswagen kaufen wollte, kannte die Qual der Wahl noch nicht: Es gab nur den Käfer mit ein paar Extras. Heute bietet VW allein in Deutschland 13 Karosserieformen und mehr als 90 Motorvarianten an. Berücksichtigt man unterschiedliche Ausstattungen und Farben, gibt es etwa vom Golf mehr als zehn Millionen Varianten. Individualität beschränkt sich aber nicht nur auf das Aussehen, sondern schließt auch das Innenleben mit ein, also die Elektronik und die Software. Beides zusammen erhöht die Variantenvielfalt ins schier Unermessliche. Aber damit nicht genug. Die Autos von morgen werden einen individuellen "Charakter" besitzen: Sie sind intelligent, erkennen ihre Besitzer, passen sich an, hören zu, verstehen und verfügen über persönliche Displays und lernfähige Getriebesteuerungen.
Die ersten Ansätze dazu lassen sich bereits auf den Straßen bewundern: So erkennen Fahrzeuge der S-Klasse von DaimlerChrysler schon seit drei Jahren den Fahrer anhand von Funkschlüsseln oder Smart Cards auf 1,5 m Entfernung und geben dann die Türen frei. Zudem lässt sich der Motor einfach per Knopfdruck starten. Zukünftig kommen diese PASE (Passive Start and Entry System) genannten schlüssellosen Zugangskontroll-Systeme von Siemens VDO auch in Modellen von VW, BMW und Renault zum Einsatz. Weitere Hersteller wollen ab 2003 nachziehen. Während PASE Radiofrequenzen im Kilohertz- und Megahertz-Bereich nutzt, wird die nächste Generation, die 2005 auf den Markt kommen soll, auf Radarwellen im Gigahertz-Bereich basieren, die eine Reichweite bis 10 m gestatten. Das Auto von morgen stellt dann via Radar fest, in welcher Zone sich der Fahrer gerade befindet das System unterscheidet Erfassungs-, Authentifizierungs-, Zugangs- und Innenraumzone. "Gelangt der Fahrer in die Erfassungszone, so spricht das Fahrzeug den ID-Geber, also Funkschlüssel oder Smart Card, an", sagt Wolfgang Piesch, zuständig für die Systementwicklung von Zugangskontroll-Systemen bei Siemens VDO. Sobald der Fahrer die Authentifizierungszone erreicht hat, antwortet der ID-Geber: "Ich bin es!" "Da sich der Fahrer bereits in der Authentifizierungszone eindeutig identifizieren lässt, entriegeln die Türen bereits dann, wenn der Fahrer die Zugangszone betritt. Auf eine aufwändige und kostspielige Näherungssensorik im Türgriff kann deshalb künftig verzichtet werden", erklärt Piesch. "Diese Aufteilung in vier Zonen ermöglicht auch neue Applikationen wie das sichere automatische Verriegeln des Fahrzeugs beim Entfernen."
Fahrererkennung via Funkschlüssel oder Smart Card: Schlüssellose Zugangskontroll-Systeme von Siemens VDO unterscheiden künftig vier Zonen. Dies ermöglicht etwa das sichere automatische Verriegeln des Autos, wenn sich der Fahrer entfernt
In Zukunft werden auch biometrische Verfahren zur Fahrererkennung zum Einsatz kommen, etwa die Identifikation per Fingerabdruck. Der ab Herbst 2002 erhältliche neue Audi A8 wird über einen Fingerprint-Sensor von Siemens VDO verfügen, mit dem sich der Fahrer eindeutig identifizieren lässt. Anschließend gibt die Steuerung personenbezogene Datenbereiche frei, etwa das persönliche Telefonbuch oder das persönliche Adressverzeichnis des Navigationssystems. Zudem werden Sitz, Spiegel und Radiosender individuell eingestellt.
Das "Personal Car" der Zukunft besitzt auch einen Internetzugang. In Verbindung mit dem Navigationssystem kann sich der Fahrer dann z.B. alle italienischen Restaurants im Umkreis von 5 km anzeigen und sich dorthin lotsen lassen. Doch was helfen die besten Informationen, wenn der Fahrer sie nicht auf einen Blick erfassen kann? Gefordert sind deshalb übersichtliche Anzeigen und Displays. Schon heute fertigt Siemens VDO davon jährlich rund zehn Millionen von der Tankuhr über die Batterieladeleuchte bis zum kompletten Kombi-Instrument.
"Unser Kombi-Instrument im neuen 7er BMW, der im Herbst 2001 in den Markt eingeführt wurde, ist eine Weltneuheit", sagt Dr. Helmut Angermüller, der bei Siemens VDO den Bereich Technik für die BMW Group leitet. "Es verbindet analoge und digitale Anzeigen." Parameter wie Geschwindigkeit und Drehzahl werden auch weiterhin wie gewohnt und bewährt mit Zifferblatt und Zeiger dargestellt. Doch Navigations- und Abstandsanzeigen sowie Warnhinweise und Bordcomputer-Funktionen werden dem Fahrer auf einem hochauflösenden Display präsentiert. "Fahrerrelevante Informationen wie Abstandswarnungen blendet der Bordcomputer dabei situationsbezogen ein. Neu ist, dass der Fahrer über zwei in den Blinkerhebel integrierte Tasten Informationen auswählen und ins Display einblenden kann. So kann er sich etwa wahlweise den Tankinhalt oder die Reichweite anzeigen lassen. Damit haben wir einen ersten Schritt in Richtung eines persönlichen Displays gemacht", hebt Angermüller hervor. "Die Instrumentierung des neuen 7er BMWs kann man als erste Generation rekonfigurierbarer Displays bezeichnen." Zeigt die erste Generation noch ein einfarbiges Bild beim 7er BMW in Orange , so werden digitale Kombi-Instrumente der Zukunft farbige Bilder liefern.
Weltneuheit von Siemens VDO: Das Kombi-Instrument im 7er BMW mit analogen und digitalen Anzeigen (links). Mal konservativ, mal futuristisch: Die Displays der Zukunft (rechts) sind frei konfigurierbar
"Im Jahr 2010 werden viele Pkws serienmäßig über farbige rekonfigurierbare Displays verfügen", prognostiziert Dr. Thomas Brohm, Leiter der Basisentwicklung Elektronik bei Siemens VDO. "Je nach Fahrer zeigt dann der Bildschirm identische Informationen unterschiedlich an, beispielsweise im konservativen oder futuristischen Look, ganz nach Wunsch."
Doch die Gestaltungsfreiheit wird nicht grenzenlos sein. "Zum einen werden die Automobilhersteller auch in Zukunft ihre Corporate Identity pflegen und nur eine eingeschränkte Design- und Farbauswahl erlauben, passend zum Fahrzeug und zur Innenraumausstattung", sagt Brohm. "Zum anderen muss die Anzeigengestaltung ergonomischen Aspekten und gesetzlichen Vorschriften gerecht werden." Wie heutige, so müssen auch künftige Displays nicht nur kostengünstig, sondern auch jederzeit gut lesbar und insbesondere automobiltauglich sein, also - 40 °C genauso gut vertragen wie + 85 °C.
Optimal in gewölbte Oberflächen integriert: In 15 Jahren könnten Projektionsdisplays (hier die Cockpitstudie "Pure Vision 2.0" von Siemens VDO) große Bereiche des Cockpits überspannen
"Ich kann mir auch vorstellen, dass in 15 Jahren ein so genanntes Projektionsdisplay große Bereiche des Cockpits überspannt", sagt Brohm. "Der große Vorteil wäre, dass es sich wunderbar in die gewölbte Oberfläche integrieren ließe und im abgeschalteten Zustand sogar völlig unsichtbar wäre. Ein Flüssigkeitskristall- oder Flachbildschirm ist hingegen immer sichtbar, egal ob an- oder ausgeschaltet." Beim Projektionsdisplay dient die Oberfläche des Cockpits als Projektions-Leinwand, ähnlich einer Dia-Leinwand. Die Lichtquelle befindet sich versteckt im Armaturenbrett und beleuchtet die Leinwand von hinten.
Einen ersten und weltweit einmaligen Prototypen ein großes 10-Zoll-Display mit Rückwandprojektion in der Mitte des Cockpits präsentierte Siemens VDO im Rahmen der Cockpitstudie "Pure Vision 2.0" auf der IAA Pkw 2001 in Frankfurt. "Heutzutage treiben wir einen enormen Entwicklungsaufwand, um Displays ans Fahrzeugmodell anzupassen und zudem Anforderungen wie Blickwinkel- und Beleuchtungsoptimierung nachzukommen", sagt Brohm. "In 15 bis 20 Jahren könnte es erste Displays aus flexiblen organischen Leuchtdioden geben (siehe Artikel Multimedia-Darstellung: Maxi-Displays und Mini-Projektoren). Vielleicht lassen sich diese dann auch direkt auf die Cockpitoberfläche aufdrucken. Egal aus welcher Richtung die Fahrzeuginsassen auf derartige Displays blicken, sie sehen ein kontrastreiches, scharfes und brilliantes Farbbild."
Displays von morgen könnten aus organischen Leuchtdioden bestehen. Eine Demonstration zeigt, dass sie auch bei direkter Sonneneinstrahlung klar erkennbar bleiben
Auf einen anderen neuen Charakterzug des "Personal Car" müssen die Kunden nicht mehr ganz so lange warten. Bereits 2003 präsentieren Fahrzeuge eines europäischen Automobilherstellers wichtige Informationen dort, wo der Fahrer sie am schnellsten und bequemsten aufnehmen kann: direkt im Bereich der Windschutzscheibe. Bei einer solchen, Head-up-Display (HUD) genannten Anzeige hat der Fahrer den Eindruck, dass ein 170 × 85 mm² großes, farbiges Bild in einer Entfernung von etwa 2 m über der Motorhaube schwebt. Ziel für die Informationsdarstellung des HUD ist es, den Fahrer nicht mit unzähligen Informationen zu überfluten, sondern vielmehr die wichtigsten Anzeigeinhalte beispielsweise Geschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise einfach und prägnant darzustellen.
"Unser Head-up-Display erhöht erheblich die Sicherheit im Straßenverkehr, da der Fahrer den Blick nicht mehr von der Straße abwenden muss, um etwa die Geschwindigkeitsanzeige abzulesen", konstatiert Dr. Heinz-Bernhard Abel, Leiter Vorentwicklung bei Siemens VDO. Gegenüber dem Kombi-Instrument kann der Fahrer dieselben Informationen beim HUD eine halbe bis eine Sekunde schneller erfassen. Von einem weiteren Vorteil des HUD profitieren insbesondere ältere Verkehrsteilnehmer, deren Zahl in den kommenden Jahren stetig steigen wird. "Die Fähigkeit der Augen, sich auf unterschiedliche Entfernungen einzustellen, nimmt mit zunehmendem Alter ab", so Abel. "Beim HUD werden die Augen weniger beansprucht, da der Fahrer die Informationen in etwa 2 m Entfernung und somit im entspannten Augenzustand aufnimmt." Auch das HUD lässt sich personalisieren. "Die Definition von Umfang und Art und Weise der Personalisierungsmöglichkeiten erfolgt dabei in enger Zusammenarbeit mit den Automobilherstellern" sagt Guido Meier-Arendt, Chef-Ergonom der Abteilung Vorentwicklung bei Siemens VDO.
2003 auf dem Markt: das Head-up-Display. Dem Fahrer werden wichtige Informationen in die Windschutzscheibe eingespiegelt. Er behält dabei die Verkehrssituation voll im Blick und wird nicht abgelenkt
Ein elektronischer Pfadfinder, der den Fahrer sicher durch unbekanntes Terrain lotst, gehört natürlich auch zu einem Auto mit Charakter. "Künftig wird es personalisierte Navigationssysteme geben", sagt Meier-Arendt. "Denn ältere Menschen möchten die Wegbeschreibungen beispielsweise um einige Sekunden früher bekommen als jüngere." Doch eines werden die persönlichen Lotsen der Zukunft gemeinsam haben: das Zuhören und Sprechen. "Aus ergonomischer Sicht muss ein Navigationssystem überwiegend akustisch funktionieren", ist Meier-Arendt überzeugt. Doch die Spracherkennung und -ausgabe von Navigationssystemen steckt noch in den Kinderschuhen. "Derzeit erkennt ein Navigationssystem etwa 200 Wörter, die man in Form kurzer Befehle sagen muss", sagt Dr. Hans-Wilhelm Rühl, der bei Siemens VDO für die Integration von Sprachmodulen in die Fahrzeugumgebung zuständig ist. "Die nächste Generation, die in zwei Jahren auf den Markt kommen wird, schafft dann schon 1000 Wörter." Erst nach 2010 werden die Fahrzeuge umgangssprachlich formulierte Sätze verstehen und interpretieren können. "Auch alles, was an Infotainment inklusive Internet-Applikationen im Auto vorhanden ist, wird sich in wenigen Jahren via Sprache steuern lassen", sagt Rühl. "In vier Jahren wird sich der Fahrer beispielsweise e-Mails vom Fahrzeug vorlesen lassen und eine Antwort diktieren können, die dann als e-Mail mit Audio-Attachment herausgeht. Dazu braucht das Auto übrigens keine eigene e-Mail-Adresse. Vielmehr wird das UMTS-Handy die Verbindung zwischen Außenwelt und Fahrzeug herstellen." (s. Beiträge zur Kommunikation)
Ob Sonntagsausflügler oder Rennfahrer: Jeder hat so sein eigenes Fahrverhalten und das ist auch noch regional unterschiedlich. Während es z.B. Europäer bevorzugen, selbst zu entscheiden, wann sie einen Gang hoch- oder zurückschalten, ziehen Nordamerikaner und Asiaten die komfortablere Lösung vor und überlassen es dem Automatikgetriebe, welchen Gang es einlegt. Waren im Jahr 2000 gerade mal 17 % aller europäischen Pkws mit einem Automatikgetriebe ausgestattet, so waren es in den USA und Kanada über 90 % und in Asien 70 %.
Damit die Stufenautomatik auch den richtigen Gang trifft, bietet Siemens VDO die Fahrstrategie SAT (Siemens Adaptive Transmission Control) an, die bereits seit 1998 in unterschiedlichen Pkw-Modellen erfolgreich im Einsatz ist. "SAT basiert auf Fuzzy Logic, also auf einem System, das menschliches Denken nachahmt", erklärt Dr. Oliver Nelles, zuständiger Gruppenleiter für SAT bei Siemens VDO. "Aus bestimmten Sensorsignalen kann es nicht nur das Gefälle der Straße und den Beladungszustand des Autos erfassen, sondern in gewissem Umfang auch die Fahrweise, etwa ob der Fahrer das Gaspedal bevorzugt langsam oder schnell tritt oder wie stark er bremst." Je nach Fahrsituation schaltet das Auto dann adaptiv automatisch einen Gang hoch oder zurück.
Da es aber genauso viele Schaltstrategien wie Fahrer gibt, gefällt nicht jedem, was SAT macht. Deshalb kann man in hochpreisigen Fahrzeugen mit SAT in den manuellen Modus umschalten und dann selbst bestimmen, wann geschaltet wird. Im erweiterten Sinn individuell lernfähig ist SAT jedoch noch nicht: Kommt der Fahrer in exakt dieselbe Situation, so macht das System genau dasselbe wie zuvor, auch wenn dies dem Fahrer damals nicht gefallen hat.
Intelligenter verhält sich die Weiterentwicklung von SAT, das neue IntelligenTip-System von Siemens VDO und Siemens Corporate Technology. "IntelligenTip ist lernfähig und gleicht die Schaltstrategie dem persönliche Fahrverhalten an", sagt Projektleiter Friedrich Graf von Siemens VDO. Wenn sich eine Situation drei- bis fünfmal wiederholt und der Fahrer dabei über Plus-Minus-Tip-Tasten am Lenkrad beispielsweise stets einen Gang hochgeschaltet hat, so weiß die schlaue Software von IntelligenTip beim nächsten Mal, was zu tun ist und wählt automatisch den höheren Gang.
"Der Fahrer kann auf diese Weise beide Vorteile genießen, den Komfort eines adaptiven Automatikgetriebes und die Freiheit, dem System seine persönliche Note aufzuprägen. Mit dem kleinen Unterschied zum manuellen Getriebe, dass ihm IntelligenTip die Arbeit des Schaltens abnimmt", so Graf. Verschiedene Fahrer könnte das Auto etwa anhand von individuellen Schlüsseln, per Fingerabdruck oder Smart Card erkennen und sofort die individuelle Schaltstrategie parat haben. Die ersten Praxistests hat das intelligente Getriebe bereits erfolgreich absolviert.
Individualität und Intelligenz werden also in Zukunft nicht mehr nur eine Domäne des Fahrers oder der Fahrerin sein, sondern verstärkt auch ein Charakterzug des jeweiligen Automobils.
Ulrike Zechbauer