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Forschung und Entwicklung

Schwerpunkte unserer Forschung und Entwicklung sind die Themen Sicherheit im Straßenverkehr, saubere Luft sowie mehr Komfort und Fahrfreude.

Schwerpunkte unserer Forschung und Entwicklung (F&E) im Berichtsjahr waren Produkte rund um die Themen Sicherheit im Straßenverkehr, saubere Luft sowie mehr Komfort und Fahrfreude. Hierfür entwickeln wir weltweit Lösungen.

Vom rein mechanischen Produkt entwickelt sich das Auto im Laufe der Zeit zu einem rollenden Computer. Mehr als 170 Sensoren, ca. 90 elektronische Steuereinheiten und über 150 Aktuatoren sind in modernen Fahrzeugen verbaut. Die Automobilindustrie vernetzt sich sowohl mit dem, als auch über das Internet und kann so über das eigentliche Fahren hinaus neue digitale Dienstleistungen rund um die Mobilität anbieten.

Früher agierten elektronische Systeme, Sensoren und Aktuatoren getrennt voneinander und waren jeweils für eine Funktion zuständig. Heute arbeiten sie in einem Netzwerk zusammen. Künftig werden Fahrzeuge dadurch erheblich leistungsfähiger. Sie werden in der Lage sein, miteinander über Netzwerke zu kommunizieren. So entsteht ein lernendes Komplettsystem, das wegweisend sein wird für vorausschauendes Fahren und maximale Fahrsicherheit.

Kosten für Forschung und Entwicklung erneut gestiegen
Der Aufwand für F&E des Konzerns stieg im Berichtsjahr um 14,6 % auf 2.449,6 Mio €. Dies entspricht einer Forschungs- und Entwicklungsquote von 6,2 %. Bezogen auf das Automotive-Geschäft, in dem wir im Berichtsjahr 23,6 Mrd € Umsatz erzielt haben, beträgt die Quote 8,9 %. Im Vergleich dazu beträgt die Investitionsquote des Konzerns 5,6 %.

Sensoren – Datensammler für mehr Sicherheit
Sensoren erfassen im Fahrzeug dessen Umfeld und reagieren darauf. Bei Continental geschieht dies nach dem Ablaufmuster „Sense-Plan-Act“ (Situation erfassen, Reaktion vorbereiten, agieren). Das Fahrzeug erhält durch Sensoren analog zum Menschen Fähigkeiten zur Datenaufnahme, Datenverarbeitung und zum Informationsaustausch.

Fahrzeuge sammeln während der Fahrt durch Sensorik zahlreiche Informationen über sich verändernde Ereignisse wie Staus, Unfälle, Ampelschaltungen, Warnbeschilderungen oder den Fahrbahnzustand. Sensorik und Vernetzung machen das Auto zukünftig zum Teil des Internets.

Die sensorische Sensibilität beginnt schon im Reifen. In Zukunft werden wir in die Reifen Sensoren einbauen, mit denen das Fahrzeug die Beschaffenheit der Fahrbahn unmittelbar ertasten kann. So werden die Reifen zu einem wichtigen Teil unseres Sensornetzwerks im Auto. Damit ergänzen wir unser lernendes Komplettsystem für das vorausschauende Fahren. Denn je mehr ein Fahrzeug über die vor ihm liegende Strecke weiß, desto besser kann es seine Funktionen darauf einstellen.

Forschungs- und Entwicklungskosten
  2015 2014
  in Mio € in % vom Umsatz in Mio € in % vom Umsatz
Chassis & Safety 691,2 8,2 629,5 8,4
Powertrain 708,7 10,0 635,1 9,8
Interior 697,3 8,6 570,9 8,2
Reifen 244,9 2,4 216,9 2,2
ContiTech 107,5 2,0 85,3 2,2
Continental-Konzern 2.449,6 6,2 2.137,7 6,2
         
Aktivierung von Forschungs- und Entwicklungskosten 78,7   57,9  
in % der Forschungs- und Entwicklungskosten 3,1   2,6  
Abschreibungen auf aktivierte Forschungs- und Entwicklungskosten 51,6   58,5  

Download Tabellenübersicht (MS-Excel | 315KB)

Road Database – die Straßendatenbank
Vernetzte Fahrzeuge können die über Sensoren generierten Informationen entweder über Verkehrsgroßrechner (Backend) oder direkt an andere Verkehrsteilnehmer weitergeben. Aus dieser Datensammlung entsteht ein aktuelles und hochgenaues Bild des Straßennetzwerks und Verkehrsflusses.

Mit der Road Database präsentierten wir im Berichtsjahr eine Technologie, um Fahrerassistenzsysteme mit hochpräzisen Streckeninformationen zu versorgen. Die Road Database sammelt dafür Informationen von verschiedenen Fahrzeugsensoren und setzt diese zu einem maschinenlesbaren Bild der Straße zusammen. Der bisher verfolgte Ansatz, hochpräzise Karten allein durch Vermessung und Datenerfassung zu erstellen, ist sehr aufwändig, teuer und zeitintensiv. Darüber hinaus entsteht das Problem, dass die erfassten Straßeninformationen oft nicht aktuell genug sind. Mit der Road Database können Assistenzsysteme vorausschauender arbeiten und dadurch das Fahren komfortabler und sicherer machen. Je mehr Fahrzeuge und Hersteller das System nutzen, umso präziser und zeitnaher werden die zur Verfügung gestellten Informationen. Das System ist je nach Einsatzzweck als Ergänzung oder Alternative zu konventionellen digitalen Straßenkarten nutzbar.

F&E-Kosten (in Mio €) / F&E-Quote (in %)

F&E-Kosten (in Mio €) / F&E-Quote (in %)


Elektronischer Horizont lernt während der Fahrt
Die Road Database versorgt Fahrerassistenzsysteme mit einer Fülle von Daten. Ein Beispiel dafür ist der elektronische Horizont, eHorizon. Seit 2012 ist er in seiner statischen Variante in Lkw in Verwendung. Dort nutzt er Informationen zum Höhenprofil der Strecke, um Getriebe und Antrieb effizient einzustellen. So können über 1.500 l Kraftstoffeinsparung pro Lkw und Jahr erreicht werden.

Es gibt Situationen, beispielsweise ein Unfall hinter der nächsten Kurve, die nicht früh genug vom menschlichen Auge oder den Fahrzeugsensoren entdeckt werden können. Mit dem dynamischen eHorizon erlebt der Fahrer, wie ihm von anderen Fahrzeugen gesammelte Informationen einen Blick „um die Ecke“ ermöglichen. Der Fahrer wird so bereits vor Gefahren gewarnt, bevor er die Situation selbst erfassen kann. Mit dem dynamischen eHorizon lernt ein Fahrzeug künftig während der Fahrt ständig dazu. Dafür benötigt unser System einerseits deutlich weniger Datenaufwand als herkömmliche Navigationssysteme, andererseits liefert es umfangreiche aktuelle Informationen. Der Fahrer wird frühzeitig gewarnt, ggf. erfolgt eine Anpassung des Fahrstils, der Verkehrsfluss insgesamt wird sicherer und effizienter. Z. B. wird die Routenführung individuell an die aktuelle Lage angepasst. Darüber hinaus bietet der dynamische eHorizon die Verknüpfung mit mobilen, smarten Kommunikationsgeräten. Er unterstützt damit die nahtlose Vernetzung der Fahrzeuginsassen mit deren digitalen Lebenswelten und den künftig nutzbaren digitalen Servicediensten.

Mildhybridsystem für weniger Kraftstoffverbrauch
Ein weiterer Schwerpunkt unserer Entwicklungsarbeit ist die Effizienzsteigerung. Um den strenger werdenden Abgasvorgaben nachzukommen, hat Continental ein Mildhybridsystem mit 48-Volt-Bordnetz entwickelt. Dabei entlastet ein kleiner Elektromotor den Benzin- oder Dieselmotor in verschiedenen Fahrsituationen. Das Mildhybridsystem mit 48-Volt-Bordnetz verbraucht ein Fünftel weniger Treibstoff, ist relativ kostengünstig und kann in allen Fahrzeugklassen eingesetzt werden. Die Serienproduktion in Europa, Asien und den USA startet im Jahr 2016.

Die Vernetzung des 48-Volt-Systems mit dem dynamischen eHorizon, der auch auf Informationen aus der Cloud zurückgreift, ermöglicht ein erhebliches Einsparpotenzial von Kraftstoff. Aufgrund dynamischer Daten wie Ampelphasen oder variabler Geschwindigkeitsbegrenzungen können wir das Energiemanagement unter Antizipation von Ereignissen vor dem Fahrzeug anpassen. Somit werden noch effizientere Fahrstrategien mit einer optimalen Kombination von Engine-off-Coasting (das sogenannte Segeln bei abgeschaltetem Motor) und regenerativem Bremsen ermöglicht. Das vernetzte Energiemanagement reduziert so insgesamt den Kraftstoffverbrauch um zusätzliche 2 % bis 3 %.

Kamera-Monitor-System statt Außen- und Innenspiegel
Kameratechnologien halten immer stärker Einzug in die unterschiedlichsten Fahrzeugklassen. Mitte Juli 2015 präsentierten wir erstmals einen Versuchsträger mit Kamera-Monitor-System, das die Außen- und den Innenspiegel eines Pkw ersetzt. Im Versuchsträger sind drei Kameras eingebaut, die technisch Surround View-Kameras entsprechen, jedoch über einen anderen Öffnungswinkel verfügen. Anstelle der bisherigen Rückspiegel zeigen Monitore mit organischen Leuchtdioden dem Fahrer in den jeweils gewohnten Blickrichtungen das Geschehen im rückwärtigen und seitlichen Fahrzeugumfeld. Vorteile neben einem größeren Sichtfeld sind Verkehrssituationserkennung mit Fahrerassistenzfunktionen, wesentlich geringere Verschmutzungsempfindlichkeit, bessere Sicht bei Dämmerung und Nässe, weniger Verbrauch sowie reduzierte Windgeräusche.

Kleinere und leichtere Spikes für mehr Grip und weniger Abrieb
Mehrere Granitplatten müssen 400 Mal vom bespikten Reifen mit 100 km/h überrollt werden. Vor und nach den Überfahrten werden die Platten gewogen und so der Abrieb ermittelt. Liegen die Werte in den vorgeschriebenen Grenzen, erhält der Reifen in Skandinavien seine Zulassung. Die Gesetzgeber wollen so verhindern, dass Spikes einen zu hohen Abnutzungseffekt auf die Straßen haben.

Gemeinsam mit der Universität Karlsruhe (KIT) haben wir eine Testmethode entwickelt und Spikeversuche durchgeführt. Bei diesen Tests stellten die Wissenschaftler fest, dass kleinere und leichtere Spikes deutlich weniger Abrieb verursachen als Modelle mit größerem Gewicht. Daher hat Continental eine neuartige, besonders leichte Spikeversion für den IceContact 2 entwickelt, der in Skandinavien, den baltischen Ländern und Russland im Handel ist. Die neuartigen Spikes sind 25 % leichter als die des Vorgängermodells. Damit können abhängig von der Reifengröße rund 50 % mehr Spikes an einem Reifen angebracht werden, was die Traktions- und Bremsleistung des Reifens auf Eis steigert, ohne dass sich der Abrieb der Straßenoberfläche erhöht. Ein weiterer Effekt der neuen Spikes ist das geringere Abrollgeräusch der Reifen.

Besonders große Fortschritte haben wir zudem bei der Spikefestigkeit gemacht. Die neuen Spikes vom IceContact 2 werden mit einer speziellen Beschichtung (Coating) versehen, von speziell dafür entwickelten Robotern in den Reifen eingebracht und in einem zusätzlichen Einheizschritt so fest mit dem Gummi des Laufstreifens verbunden (StudOn-Retention-Technologie), dass sie rund 400 % mehr Haftkraft aufbringen, als dies bei den herkömmlichen Verfahren möglich ist. Continental setzt diese patentierte Technologie als erster Reifenhersteller weltweit mit dem Ergebnis ein, dass die Vorteile der neuen Spikes nun über die gesamte Lebensdauer der Reifen genutzt werden können.

Dynactiv Power für autarke Strom- und Wasserversorgung
Der Mangel an Energie und Wasser kennzeichnet weite Teile unseres Planeten, sodass eine zuverlässige Energie- und Wasserversorgung nicht immer gesichert ist. Länder, deren Klima durch eine lange Trockenzeit geprägt ist, die jedoch im Jahresverlauf auch etwa drei bis fünf Monate ausreichend Niederschlag aufweisen, können ländliche Regionen und Ballungsräume nur schwer mit dem erforderlichen Maß an Wasser versorgen. Großen Flächenstaaten wie den USA, Australien, China oder Saudi-Arabien fällt dies ebenso schwer wie finanzschwachen, von internationaler Unterstützung abhängigen Ländern. Mit dem Produkt Dynactiv Power haben wir eine spezielle lichtundurchlässige Folie mit multifunktionalen Eigenschaften entwickelt. Sie verschließt zum einen große Wasserflächen komplett und schützt Wasserreservoire zuverlässig vor Schmutz und Verdunstung – bis zu 40 % mehr Brauchwasser bleibt damit erhalten. Zum anderen werden auf die Folie Photovoltaik-Module laminiert, die die Nutzung von Sonnenenergie für umliegende Haushalte oder den Betrieb von Pumpstationen möglich machen. Der Folienverbund produziert in der Spitze bis zu 500 Kilowatt Strom pro 10.000 m². Bei einem Reservoir mit 100.000 m² entspricht dies der Leistung eines Kleinkraftwerks mit bis zu 5,0 Megawatt Leistung.

Diese Innovation ermöglicht den Transport von Wasser über autark betriebene Pumpstationen und Becken in abgelegene Regionen. Dazu kommt die Selbstversorgung mit Sonnenenergie in Gebieten ohne nennenswerten Zugang zu anderen Energiequellen.