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Automatisiert, vernetzt und elektrifiziert: Technologien für den Güterverkehr der Zukunft

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Der Güterverkehr der Zukunft: Stressreduziert soll er sein, emissionsfrei sowieso und im Idealfall unfallfrei. Bosch will diese Ziele in Angriff nehmen und setzt dabei neben vernetzten Services und Fahrerassistenzsystemen für Nutzfahrzeuge auch auf noch effizientere Antriebe.

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Bosch hat sich zum Ziel gesetzt, den Güterverkehr der Zukunft unfallfrei, stressfrei und emissionsfrei zu gestalten.
Bosch hat sich zum Ziel gesetzt, den Güterverkehr der Zukunft unfallfrei, stressfrei und emissionsfrei zu gestalten.
(Bild: Bosch)

Kosten senken, Logistikketten verbessern, Fahrer entlasten: Mit Techniken zur Automatisierung, Vernetzung und Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen will Bosch die Effizienz und Sicherheit in der Logistik deutlich steigern.

Vernetzte Services sollen für Entlastung sorgen

Vernetzungsplattform für cloudbasierte Services: Mit einer neuen Connectivity-Plattform vernetzt Bosch Nutzfahrzeuge über ihre gesamte Lebensdauer hinweg. Sie ist damit die technische Basis für cloudbasierte Services, wie die vorausschauende Diagnose und Software-Updates Over-the-Air. Die Plattform besteht aus zwei wesentlichen Komponenten: Das Basis-Softwaremodul ist die sichere Kommunikationsschnittstelle zwischen Fahrzeug, Cloud und Services. Mit dem Datenmanagementmodul organisieren Nutzfahrzeughersteller oder Flottenmanager die Fahrzeugdaten, analysieren sie und halten die Software immer auf dem neusten Stand.

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Vorausschauende Diagnose: Fahrzeugausfälle kommen meist ungeplant und führen gerade bei Nutzfahrzeugen oft zu hohem wirtschaftlichen Schaden. Die vorausschauende Diagnose von Bosch erfasst, bewertet und meldet fortlaufend Komponenten- und Systemzustände im Fahrzeug an eine Cloud. Auf Basis dieser Daten können Störungen oftmals vorhergesagt und somit rechtzeitig behoben werden. Dadurch reduzieren sich die Wartungs- und Servicekosten von Nutzfahrzeugen und die geringere Zahl an Ausfällen erhöht ihre Verfügbarkeit.

Elektronischer Horizont: Der elektronische Horizont lernt in Zukunft bei jeder Fahrt dazu. Die Basis sind hochgenaue Karten mit topographischen Daten der vorausliegenden Strecke. Diese Daten werden in der Steuerung von Motor und Getriebe berücksichtigt, um eine möglichst effiziente Fahrstrategie zu wählen und den Verbrauch weiter zu senken. Bosch entwickelt den seit einigen Jahren verfügbaren elektronischen Horizont nun weiter. Zukünftig gleicht die Funktion ab, ob die in der Karte hinterlegten Informationen mit den tatsächlichen Gegebenheiten auf der Straße übereinstimmen. Erkennt beispielsweise die Kamera ein Tempo-30-Schild auf einer Straße, in der laut Karte 50 km/h erlaubt sind, lernt das Navigationssystem des Trucks die neue Geschwindigkeit. Über die Cloud sollen diese Informationen in Zukunft auch mit anderen Trucks geteilt werden. Der elektronische Horizont, der mitdenkt, soll Anfang 2019 in Serie gehen.

Transportgutüberwachung: Wo ist meine Ware und wie geht es ihr? Diese Fragen stellen sich Logistiker und Kunden. Der Transport Data Logger gibt Antworten und macht die Lieferkette von Gütern transparent. Die rund zehn mal zehn Zentimeter kleine Box mit integrierten Sensoren überwacht den Transport sensibler Waren und misst unterwegs die Temperatur, Feuchtigkeit, Neigung und Erschütterung. Die Messwerte werden in einer Smartphone- oder Tablet-App angezeigt und dokumentiert. Werden bestimmte Werte überschritten, schlägt die App Alarm und mögliche Schäden an der Ware können frühzeitig erkannt und dem Verursacher zugeordnet werden.

Central Gateway: Das Central Gateway steuert den Datenaustausch zwischen den Steuergeräten im Lkw und der Außenwelt über sämtliche Bussysteme hinweg. Es ist damit der zentrale Kommunikationsknoten für vernetzte Nutzfahrzeuge. Besonders sicher wird der Datenaustausch mit modernen Übertragungs- und Verschlüsselungstechnologien. Sie verhindern den unrechtmäßigen Zugriff auf das Fahrzeugnetzwerk mit Firewalls oder dem Intrusion Detection System.

Digitales Außenspiegel-System ab 2019

2019 geht das digitale Außenspiegel-System „Mirror Camera“ von Bosch und Mekra Lang in Serie. Es ersetzt die beiden großen Spiegel durch Videosensoren außen an der Fahrzeugkabine. Das reduziert den Luftwiderstand und senkt den Kraftstoffverbrauch um bis zu zwei Prozent. Dem Fahrer wird das Bild der Kameras in Echtzeit auf hochauflösenden Monitoren in der Fahrerkabine angezeigt. Je nach Situation passt das System die Darstellung auf den Bildschirmen an – weiter Blick auf der Autobahn, großer Blickwinkel im Stadtverkehr, hohe Kontraste bei Nachtfahrten. Mit dem Kamerasystem EasyFit können auch bestehende Lkw-Flotten mit digitalen Außenspiegeln nachgerüstet werden. Das System basiert auf vier Ultra-Weitwinkel-Kameras, die 360 Grad um das Fahrzeug schauen.

Fahrerassistenz- und Lenksysteme für Nutzfahrzeuge

Abbiegewarnung: Gerade in Innenstädten müssen Lkw-Fahrer den Verkehr, Ampeln und Straßenschilder im Auge haben, während sie gleichzeitig auf Fußgänger und Radfahrer achten. Bei unübersichtlichen Abbiegemanövern werden sie künftig durch die Abbiegewarnung von Bosch unterstützt. Radarsensoren erkennen frühzeitig querende Fußgänger und Radfahrer und alarmieren den Lkw-Fahrer vor einer drohenden Kollision, damit dieser rechtzeitig bremsen oder ausweichen kann.

Totwinkelerkennung: Egal ob in der Stadt oder auf Autobahnen – die Bereiche neben und schräg hinter Nutzfahrzeugen sind für Fahrer oft schwer zu überblicken. Die Totwinkelerkennung überwacht mit Radarsensoren den Bereich seitlich neben dem Fahrzeug, erkennt andere Verkehrsteilnehmer und warnt den Fahrer. Die Funktion alarmiert auch vor drohenden Zusammenstößen beim Spurwechsel.

Vorausschauendes Notbremssystem: Systeme für eine automatische Notbremsung für Nutzfahrzeuge sind EU-weit seit Herbst 2015 für alle Lkw mit mehr als acht Tonnen zulässigem Gesamtgewicht vorgeschrieben. Bosch nutzt hierfür eine Kombination aus Multifunktionskamera und Radarsensor, die im Frontbereich des Trucks verbaut werden. Der Radarsensor erkennt Objekte vor dem Fahrzeug und bestimmt sowohl deren Geschwindigkeit als auch deren Position im Vergleich zur Bewegung des eigenen Fahrzeugs. Droht eine Kollision, wird der Fahrer gewarnt. Reagiert er nicht, leitet das System automatisch eine Notbremsung ein.

Spurassistenten: Sie sorgen auf Basis von Kameradaten dafür, dass Lkw nicht unbeabsichtigt von der Fahrspur abkommen. Die Spurverlassenswarnung alarmiert den Fahrer beispielsweise in Form eines vibrierenden Lenkrads, wenn der Lkw die Fahrbahnmarkierung zu überfahren droht. Der Spurhalteassistent hält das Fahrzeug mittels sanfter Lenkeingriffe in der Spur.

Servotwin: Effizienz und Komfort von schweren Nutzfahrzeugen steigert Bosch mit dem elektro-hydraulischen Lenksystem Servotwin. Es bietet eine geschwindigkeitsabhängige Lenkunterstützung und spart im Vergleich zu einer rein hydraulischen Lenkung Kraftstoff. Dank elektronischer Schnittstelle ist das Lenksystem zugleich Basis für Assistenzfunktionen wie Spurassistenten oder eine Seitenwindkompensation. Das Lenksystem kommt unter anderem bereits im automatisiert fahrenden Actros von Mercedes-Benz zum Einsatz.

Hinterachs-Lenkung: Die elektro-hydraulische Hinterachs-Lenkung ermöglicht bei Nutzfahrzeugen mit drei oder mehr Achsen zusätzlich die Vor- oder Nachlaufachsen zu lenken. Dadurch wird der Wendekreis kleiner und der Reifenverschleiß reduziert. Aus dem über CAN-Bus übertragenen Lenkwinkel an der Vorderachse ermittelt das Lenksystem den optimalen Lenkeinschlag der Hinterachse. Nach der Kurvenfahrt übernimmt das System auch die Rückführung der Räder in die Geradeausstellung. Energie verbraucht das System aber immer nur dann, wenn tatsächlich gelenkt wird.

Nutzfahrzeug unter Strom

Elektrifizierte Trailerachse: Mit der elektrifizierten Achse geht beim Bremsen keine Energie mehr verloren, sondern wird in einer Hochvolt-Batterie gespeichert – und kann dann in unterschiedlichsten Anwendungen wiederverwendet werden. So lassen sich Kühl-Kompressoren von Aufliegern betreiben oder eine Anfahrtshilfe bei Baufahrzeugen. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Diesel-Antrieb des Aufliegers lassen sich mit der elektrifizierten Trailerachse jährlich bis zu 9.000 Liter Kraftstoff einsparen. Auch ein ferngesteuertes elektrisches Fahren beispielsweise auf Speditionshöfen oder in Häfen wird möglich. Für die Umsetzung bietet Bosch erprobte Teile, die kompakt und schnell verfügbar sind. Zum Angebot gehören ein Inverter, das zugehörige Steuergerät sowie die Vehicle Control Unit. Der separate Motor-Generator ist als kompletter E-Motor zum Anbau verfügbar oder die aktiven Komponenten Rotor, Stator und Resolver zur Integration in die Achse.

Thermomanagement für Elektroantriebe: Bosch will die Reichweite von Elektrofahrzeugen mit intelligentem Thermomanagement um bis zu 25 Prozent steigern. Die gezielte Verteilung von Wärme und Kälte im Fahrzeug verbessert den Wirkungsgrad der Batterie und betreibt die Antriebskomponenten im jeweils optimalen Temperaturbereich. Zudem leitet das Thermomanagement-System Wärme und Kälte für den Fahrzeuginnenraum von Elektrofahrzeugen immer dorthin, wo sie gerade gebraucht werden.

Effizienterer Nutzfahrzeug-Antrieb

Modulares Common-Rail-System: Das modulare Common-Rail-Einspritzsystem CRSN für Nutzfahrzeuge und Off-Highway-Anwendungen sorgt für eine effiziente Kraftstoffversorgung bei Dieselmotoren. Es ist variabel in Aggregaten mit bis zu acht Zylindern und Leistungen bis 850 Kilowatt einsetzbar. Je nach Segment und Markt werden Lebensdauern bis zu 1,6 Millionen Kilometer im On-Highway-Betrieb sowie 15 000 Stunden Lebensdauer im Off-Highway-Betrieb erreicht. Gegenüber herkömmlichen Systemen kann der Kraftstoffverbrauch um bis zu ein Prozent gesenkt werden. Dies entspricht bei einem Heavy-Duty-Nutzfahrzeug einer Einsparung von bis zu 450 Litern Diesel pro Jahr. Das System ist auch für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ausgelegt.

Variable Ölpumpe: Bisherige Ölpumpen arbeiten mit einem konstanten Öldruck, um die Motorschmierung und die Kolbenkühlung jederzeit sicherzustellen. Die neue Bosch-Lösung für Nutzfahrzeuge kann ihr Verdrängungsvolumen anpassen und liefert so in allen Situationen genau die richtige Menge an Öl. Dadurch reduziert sich ihr Drehmomentbedarf in einigen Betriebspunkten und es lässt sich bis zu ein Prozent Kraftstoff einsparen. Die variable Ölpumpe basiert auf dem Mehrschaufel-Prinzip und ist als Design mit Ölwanne, als kompaktes Frontdesign sowie als Motorabdeckungsdesign erhältlich.

Erdgasantriebssysteme: Für die kommenden Jahre gehen Marktprognosen weltweit von zweistelligen Wachstumsraten bei Erdgas-Fahrzeugen aus. Hauptgründe sind der im Vergleich zu Flüssigkraftstoffen geringere Ausstoß an Kohlendioxid und Partikeln sowie die hohe Laufruhe. Das Bosch-Angebot umfasst das Steuergerät, Komponenten zur Kraftstoff-Einblasung und Luftsteuerung sowie eine Vielzahl von Sensoren. Die Komponenten sind leistungsfähig, kompakt und durch langjährige Felderfahrung erprobt.

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