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Aachen/Stuttgart: Realität ist unersetzbar: Am Computer werden Autos nicht serienreif

Aachen/Stuttgart : Realität ist unersetzbar: Am Computer werden Autos nicht serienreif

Mit wimmernden Reifen dreht die Limousine ihre Runden auf der Nürburgring-Nordschleife. Sie bremst ruckartig, beschleunigt wieder und schlängelt sich durch die Kurvenkombinationen. Die Karosserie ist mit wilden Mustern versehen, die Scheinwerfer und Rückleuchten sind abgeklebt, auf dem Dach wackeln mehrere Antennen.

Es ist ein Auto auf Erprobungsfahrt, hinter dem Lenkrad sitzt ein Ingenieur. Denn trotz leistungsstarker Computer, Windkanälen und 3-D-Animationen drehen immer noch reale Prototypen ihre Runden auf Test- und Rennstrecken.

„Grundsätzlich werden alle Fahrzeuge und Komponenten eines Autos getestet. Hierfür kommen stationäre Prüfstände, aber eben auch Teststrecken zum Einsatz”, sagt Micha Lesemann, Oberingenieur am Institut für Kraftfahrzeuge der RWTH Aachen University und Geschäftsführer des Aldenhoven Testing Centers (ATC). Auch die Wechselwirkungen der Komponenten und Fahrzeuge untereinander, beispielsweise bei einer automatisierten Kolonnenfahrt, werden auf Teststrecken untersucht.

Zudem benötige man für eine Simulation valide Eingangsdaten. „Man muss ermitteln, wie die Realität aussieht. Das kann auf einer Teststrecke erfolgen, die reproduzierbare Bedingungen bietet”, sagt Lesemann. Spätestens am Ende des Entwicklungsprozesses stehen dann Erprobungen im oder am realen Fahrzeug.

So stellen die Entwickler sicher, dass die Ergebnisse der Simulation korrekt sind. „Außerdem ist das Gesamtsystem Fahrzeug so komplex, dass sich alle Wechselwirkungen trotz der heutigen enormen Rechenleistungen nicht zu 100 Prozent simulieren lassen”, so Lesemann.

Die meisten Hersteller haben deshalb eigene Strecken, auf denen sie ungestört ihre Runden drehen können. Opel prüft in Dudenhofen und Pferdsfeld seine Autos, zusätzlich auch auf gemieteten Strecken in den USA, Kanada, Skandinavien und Spanien. Ford Europa fährt im belgischen Lommel, in Spanien, auf dem Nürburgring und in Schweden.

Ein Ende für die Autoquälerei auf Asphalt ist nicht in Sicht. „Die Fahrzeugentwicklung findet zwar immer mehr am Computer statt, dafür wird aber andererseits auch immer mehr Aufwand für die Feinabstimmung betrieben. Denn durch die Simulation gewinnen wir Zeit”, sagt Norbert Kessing, Manager Vehicle Dynamics bei Ford Europa.

Dadurch können die Ingenieure bei der Feinabstimmung von elektrischen Servolenkungen, Stoßdämpfern, Federn, Gummilagern oder Stabilitätsprogrammen mehr ins Detail gehen und sie noch weiter optimieren. „Und das findet nach wie vor auf Teststrecken statt”, sagt Kessing. Auch die Dauerhaltbarkeit der Komponenten und ihr Verhalten unter den verschiedensten Umweltbedingungen könne in der Regel nur durch reale Fahrzeugtests geprüft und validiert werden.

Daimler plant deshalb ein neues Prüf- und Technologiezentrum in Immendingen, eine Stunde Fahrtzeit vom Produktionsstandort Sindelfingen entfernt. In der ehemaligen Bundeswehrkaserne soll künftig der größte Teil der Erprobungsfahrten in Baden-Wu?rttemberg absolviert werden. Fahrerassistenzsysteme, die zur Unfallprävention beitragen, und auch Systeme zum autonomen Fahren stehen im Fokus.

Besonders für die Roboterfahrzeuge ist ein abgesperrtes Gelände aus Sicherheitsgründen ideal - so werden im Falle eines technischen Defektes keine Verkehrsteilnehmer gefährdet. Aber auch, um ein neues Auto für die Serie zulassen zu können, müssen bestimmte Dinge geprüft werden, die Fahrgeräusche zum Beispiel.

Uwe Schneider, Leiter Entwicklung Gesamtfahrzeuge Erprobung und Qualität bei Porsche, ist ebenfalls der Ansicht, dass die Entwicklung am Computer alleine nicht zur Serienreife ausreicht: „Ohne die Computersimulation wäre heute eine Entwicklung nicht mehr vorstellbar. Sie hilft bei der Grundauslegung von Bauteilen und Fahrzeugsystemen wie Kühlsystem, Aerodynamik und Karosseriestruktur schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt in der Entwicklung.”

Dadurch haben die Prototypen eine verhältnismäßig hohe Serienreife. „Aber immer, wenn es darum geht, wie Systeme in einem realen Fahrzeug funktionieren und zusammenspielen, dann geht es in der Regel auf die Straße oder Teststrecke”, sagt der Porsche-Ingenieur.

Der Kunde erlebe sein Fahrzeug schließlich während der Fahrt, so Schneider. Deshalb sei es in der Entwicklung unerlässlich, es von erfahrenen Ingenieuren und Technikern beurteilen zu lassen. Porsche besitzt neben dem Entwicklungszentrum in Weissach aber keine andere Teststrecke. Deshalb mieten sich die Schwaben an Standorten wie dem Hochgeschwindigkeitsareal im italienischen Nardo ein.

Doch nicht nur Höchstgeschwindigkeit und schnelle Kurvenfahrten zählen zu den Autoprüfungen vor dem Serienstart. Kaltstartverhalten des Motors und die Wirksamkeit der Heizung nach einer Nacht bei minus 30 Grad sowie Motorkühlung und Klimaanlage bei Temperaturen um plus 50 Grad stehen in den Lastenheften der Prüfingenieure.

Nur ein Teil davon lässt sich in Klimakammern untersuchen, so dass die Hersteller mit ihrer Flotte dementsprechende Regionen aufsuchen. Für Wintertests geht es an den Polarkreis, für Fahrversuche in der Hitze gerne ins Death Valley, nach Spanien oder nach Südafrika. Dabei wird nicht nur dem Auto alles abverlangt, sondern auch den Prüfingenieuren.

(dpa)