Advanced Urban Vehicle – ein „Skateboard“ für den Stadtverkehr von morgen

Wie Mobilität der Zukunft in der Stadt aussieht, zeigt ZF mit der Fahrzeugstudie Advanced Urban Vehicle.

Wie in einem Frühbeet gedeihen auf dem Armaturenbrett Radieschen, auch ein Bonsaibäumchen könnte man pflanzen und durch die Gegend kutschieren. Zu Beginn dieses Jahres stellte die schweizerische Fahrzeug-Zukunftsschmiede Rinspeed das „Oasis“ genannte Konzeptauto vor. Das Ungewöhnliche: der hinter der Windschutzscheibe integrierte Kleingarten. Der Slogan dazu: „Aus ‚Heim+Garten‘ wird ‚Auto+Garten‘.“ Nicht als PR-Gag, sondern als ernstgemeinte Vision, dass das Auto zum neuen Lebensraum werde. Als rollendes Wohnzimmer mit Drehsesseln, Sideboard, TV und Fußboden aus Holz. Als fahrendes Büro, denn wenn der Computer im wahlweise autonomen Auto die Kontrolle übernimmt, lässt sich das Lenkrad zu einem Klapptisch umlegen, auf dem ein Tablet oder eine Tastatur eingeklinkt werden kann. Der Insasse soll sich auf Rädern zu Hause fühlen, entspannen können oder auch seiner Arbeit nachgehen. Ein Vehikel für Individualisten. Und doch steckt unter der Karosserie des „Oasis“ so etwas wie Stangenware: das vom Zulieferer ZF beigesteuerte Intelligent Rolling Chassis (IRC), das sich um alles kümmert, was mit Bremsen, Antreiben und Lenken zu tun hat. ZF nennt den zugrundeliegenden Prototypen Advanced Urban Vehicle (AUV) und versteht darunter ein individualisierbares Gesamtkonzept für den elektrifizierten städtischen Verkehr der Zukunft.

Gesamtkonzept für den Stadtverkehr von morgen

Mit einem unkompliziert nutzbar gemachtem Baukastensystem unter einem Prototypen-Chassis, bei dem alle Komponenten aus einer Hand kommen, geht ZF einen neuen Weg. Wenn man die technischen Systeme wie beim Advanced Urban Vehicle zusammen entwickle und intelligent miteinander vernetze, sagt Gerhard Gumpoltsberger, Leiter Innovationsmanagement bei ZF in Friedrichshafen, ließen sich Synergien erzielen. Beispielsweise sei das Bremsen effizienter, wenn es mit dem E-Antrieb verbunden ist. So könne auch das so genannte One-Pedal-Driving optimiert werden: Allein das Antriebspedal loszulassen, erziele dann einen für viele Verkehrssituationen ausreichenden Bremseffekt, ohne zusätzlich auf die Bremse treten zu müssen. „Wir können alle Elemente vom Antrieb über die Lenkung bis zum Bremssystem in einem Konzept anbieten und by-wire miteinander vernetzen“, sagt Entwickler Gumpoltsberger. By-wire – davon reden Ingenieure, wenn sie mechanische Verbindungen durch Kabelverbindungen ersetzen. Ein bekanntes Beispiel ist Steer-by-wire, bei dem keine Lenkstange mehr zum Einsatz kommt, sondern die Lenkbefehle über Sensor und Kabel an einen elektrischen Motor übertragen werden. Dadurch ergeben sich unter anderem Vorteile beim Bauraum, bei der Montage und beim Crash-Verhalten.

ZF sieht in diesem High-Tech-Bausatz viel Potenzial. Teile und Komponenten verschiedener Zulieferfirmen einzeln einzukaufen, aufeinander abzustimmen und in ein funktionierendes Gesamtsystem Auto zu integrieren, ist aufwändig. „Mit dem IRC aber könnten die Entwicklungsaufwände für die Autohersteller deutlich reduziert werden“, sagt Gerhard Gumpoltsberger. Dass diese Rechnung aufgehen könnte, zeigen die sogenannten Plattformstrategien der Hersteller selbst. So kam 2012 der Golf VII als erstes Modell auf den Markt, das den damals neuen Modularen Querbaukasten (MQB) verwandt. Mittlerweile beinhalten etliche Modelle des Volkswagen-Konzerns diese Basis. Andere Hersteller verfahren ähnlich.

Komplettlösung mit Individualisierungspotenzial

Auch das Plattformkonzept von ZF kann vom jeweiligen Hersteller modifiziert werden. Viele verschiedene Aufbauarten und Innenraumkonzepte sind dank des weitgehend ebenen Bodens des Chassis, das ZF anschaulich „Skateboard“ nennt, möglich. Die Konstruktion beinhaltet hinten eine Verbundlenkerachse mit zwei radnah integrierten, jeweils 40 kW starken Elektromotoren. Diese sind mit je einem Eingang-Getriebe in Aluminiumgehäusen untergebracht. Der Autohersteller hat freie Hand, wie er den Aufbau gestaltet.

Kleine zweisitzige Sportwagen für die City sind denkbar, Mini-Familienkutschen, auch Robotertaxis oder Lieferwagen für Paketboten. Und sie alle sollen vom wohl größten Vorteil profitieren, den das Advanced Urban Vehicle bietet: sein immens großer Lenkeinschlag. „Dank intelligenter Mechanik liegt er bei 75 Grad. Normal ist bei angetriebenen Vorderachsen ein Lenkeinschlag von 40 Grad“, sagt Gumpoltsberger. Innovativ konstruiert sei die Doppel-Querlenker-Einzelradaufhängung als zentrale mechanische Voraussetzung. „Der volle Lenkeinschlag sieht sehr imposant aus“, sagt Gumpoltsberger. Ungewöhnlich ist aber vor allem die daraus resultierende Wendigkeit. „Sie können in einem Fußballtor wenden.

Größter Vorteil: die Wendigkeit

„Das ist für den Stadtverkehr, wo manchmal auf engstem Raum rangiert werden muss, von großem Vorteil.“ Nicht nur in Parklücken, sondern auch in engen Gassen, Baustellen oder Ladezonen. Der Traum eines jeden Paketboten wäre das sicher auch.

Dass die knappen Wendemanöver klappen, dafür sorgt ebenfalls die Vernetzung der Systeme. Torque-Vectoring – also das Überwachen der an den Rädern wirkenden Antriebskraft und deren variable Verteilung – kennt man von anderen Autos als Mittel zur Steigerung der Fahrstabilität, etwa in Kurven. Beim AUV wird das Einlenken durch die zwei radnahen Elektromotoren an der Hinterachse optimiert. So geht zum Beispiel ein Großteil der Antriebskraft auf das rechte Hinterrad, wenn bei vollem Lenkeinschlag nach links ein- oder ausgeparkt werden soll – und umgekehrt.

Unterwegs im emissionsfreien Robotertaxi

Bei ZF geht man davon aus, dass auch in Zukunft Autos in den Städten fahren. „Die Stückzahlen werden aber wohl leicht zurückgehen“, sagt ZF-Forscher Gumpoltsberger. „Es gibt Studien, die voraussagen, dass sich die Anzahl von Autos in Zukunft um den Faktor 5 bis 10 reduzieren lässt, wenn Robotertaxis zum Einsatz kommen.“

In solchen Fahrzeugen sieht er die „attraktivste Art der Beförderung“. Zwar besäße man das Auto nicht mehr selbst. „Die Individualität aber bleibt gewahrt, Sie können Start- und Zielpunkt selbst bestimmen.“ Robotertaxis ohne menschlichen Fahrer an Bord, die man per App oder Bot ordert, seien zwar noch ein Thema der Zukunft, sagt Gumpoltsberger, „aber auf diese Zukunft bereiten wir uns vor.“

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