gesponsertNutzfahrzeugtechnik Taktgeber bei Nutzfahrzeugen

Gesponsert von

ZF Friedrichshafen AG

Die Division „Commercial Vehicle Solutions“ der ZF Friedrichshafen AG ist Marktführer im Nutzfahrzeugsegment. Kunden profitieren vom breiten Systemverständnis und einem effizienten Technologietransfer innerhalb des ZF-Konzerns.

In den vergangenen Monaten hat sich die ZF Friedrichshafen AG neu aufgestellt: Beispielsweise wurden die beiden Divisionen Pkw-Fahrwerktechnik und Aktive Sicherheitssysteme am 1. Januar 2024 zur neuen Division Chassis Solutions zusammengeführt. Die Division Passive Sicherheitstechnik wird derzeit als „ZF Lifetec“ ausgegliedert. Gemeinsam mit dem weltweit größten Elektronikproduzenten Foxconn hat man die „ZF Chassis Modules GmbH“, ein Joint Venture für Pkw-Fahrwerksysteme, gegründet.

Was nach wie vor bleibt, ist die Fähigkeit von ZF, technologische Fortschritte rasch für unterschiedliche Mobilitätsanwendungen anzubieten. „Durch internen Technologietransfer und Skaleneffekte über verschiedene Märkte hinweg können wir schnell, flexibel und kosteneffizient Schlüsseltechnologien für neue Bereiche adaptieren“, erklärte ZF-Vorstandsvorsitzender Dr. Holger Klein auf einem Tech Day diesen Sommer. Konkret werden Innovationen zunächst für bestimmte Segmente – etwa Pkw, Lkw, Busse oder Landmaschinen – entwickelt, nach dem Roll-Out aber schnell in die anderen Segmente transferiert. Beispielsweise hat ZF auf eben jenem Tech Day im Juni mehrere neue Produkte und Funktionen aus den Bereichen ADAS und Fahrwerk präsentiert, die vom Pkw auf die Nutzfahrzeugwelt übertragen wurden.

Damit baut ZF seine ohnehin starke Position als Marktführer im Nutzfahrzeugsegment aus. „Mit einem organischen Umsatzwachstum von rund 20 Prozent auf 8,7 Milliarden Euro (2022: 7,5 Milliarden Euro) entwickelte sich unsere Nutzfahrzeugdivision im Jahr 2023 besser als der Nutzfahrzeug-Gesamtmarkt, der um 15 Prozent zulegte“, verdeutlicht Prof. Dr. Peter Laier, Mitglied des Vorstands der ZF Group und verantwortlich für den Nutzfahrzeugbereich. „Die Breite unseres Portfolios erlaubt uns, gezielt in ertragsstarke Wachstumsbereiche zu investieren und bei der Elektromobilität – je nach den Marktgegebenheiten – sowohl Produkte für rein elektrische als auch für Hybrid- und konventionelle Antriebe zu liefern. Wir sind heute der One-Stop-Shop der Wahl für viele unserer Kunden.“

Maßgeschneiderte Lösungen

„Wir gehen bei Neuentwicklungen gezielt auf die global unterschiedlichen Geschwindigkeiten zur Dekarbonisierung ein“, sagt Peter Laier. „Mit seiner umfangreichen Erfahrung in Forschung und Entwicklung kann ZF unterschiedlichste Technologien in praktikable, kosteneffiziente Lösungen für Nutzfahrzeuge übertragen. Die Fähigkeit von ZF, technologische Fortschritte über unterschiedliche Mobilitätsanwendungen hinweg anzubieten, sorgt dafür, Schlüsseltechnologien frühzeitig für die Nutzfahrzeugindustrie zu entwickeln und zu produzieren.“

Paradebeispiel ist das neue Hybridgetriebe Traxon 2 Hybrid, das bei schweren Nutzfahrzeugen verbrennungsmotorisches und batterieelektrisches Fahren gleichermaßen ermöglicht. Aus dem Getriebe-Wissen abgeleitet, erschließt es durch seine Teilelektrifizierung die jetzt schon möglichen Kraftstoff-Minderungspotenziale und adressiert Märkte, bei denen vollelektrische Nutzfahrzeuge beispielsweise mangels Ladeinfrastruktur noch nicht realisierbar sind. Es deckt wesentliche Fahrprofile von Lkw bis 40 Tonnen Gesamtgewicht ab und macht den Hybrid-Truck in Verbindung mit einer großen Traktionsbatterie durchaus langstreckentauglich. Laut Peter Laier soll der Serienstart „nach 2025“ in Asien und Europa für jeweils einen lokalen Kunden erfolgen.

Eine andere pragmatische Lösung ist der E-Trailer mit einer AxTrax 2 von ZF. Diese elektrische Achse samt Batterie ist in den Trailer integriert und verwandelt so ein konventionelles Lkw-Trailer-Gespann in ein Hybridfahrzeug – inklusive 16 Prozent Kraftstoffeinsparung. In Verbindung mit einem Plug-in-Hybridantrieb sorgt der E-Trailer sogar für bis zu 40 Prozent weniger Kraftstoffverbrauch. Und in Kombination mit einer elektrischen Zugmaschine steigt deren Aktionsradius deutlich an.

Die Steuerungssoftware cubiX ist ein Produkt, das par excellence für den umfassenden Entwicklungsansatz und schnellen Technologietransfer von ZF steht. Ursprünglich als Regelalgorithmus für die Längs- und Querdynamik von Pkw entwickelt, steuert cubiX heute im Pkw unterschiedliche Fahrzeugaktuatoren wie Bremse, Lenkung oder Antrieb. Um auch Nutzfahrzeuge schneller in Richtung hochautomatisiertes Fahren, Elektrifizierung und Vernetzung weiterentwickeln zu können, hat ZF cubiX jetzt auf Nutzfahrzeug-Bedürfnisse adaptiert – inklusive Software, der erforderlichen Hardware sowie den Integrations- und Systementwicklungsservices. „Mit cubiX sind wir auf den nächsten großen Schritt hin zum softwaredefinierten Nutzfahrzeug vorbereitet“, ist Peter Laier überzeugt. „Denn automatisierte Anwendungen werden dort in den kommenden Jahren stark zunehmen. Bei der Integration moderner Assistenzsysteme sind insbesondere Fähigkeiten in der Software- und Funktionsentwicklung gefragt, wie sie ZF sukzessive aufgebaut hat.“

cubiX verknüpft und steuert nicht nur die Aktoren der Fahrfunktionen, sondern arbeitet auch mit der wachsenden Zahl moderner Assistenzsysteme zusammen. Damit kann die Plattform in anspruchsvollen Fahrszenarien für Fahrpräzision und somit Sicherheit sorgen – nicht nur auf der Straße, sondern vor allem in abgegrenzten Gebieten wie etwa Logistikzentren oder Häfen. Dort sieht ZF den Einsatz von automatisiert fahrenden Arbeitsmaschinen deutlich früher kommen als auf öffentlichen Straßen. Auf diesem Weg könnte cubiX nicht nur die Effizienz und Produktivität in der Logistik erhöhen, sondern auch ein großes Problem dieser Branche etwas abmildern – den Fahrermangel und das steigende Transportvolumen. Peter Laier: „Ein erster umfangreicher Feldtest auf einem Logistik-Betriebshof zeigt, dass cubiX sich als Basistechnik für höhere Automatisierungsstufen unter realen Bedingungen bewährt.“

Ein Beispiel für die Flexibilität der cubiX-Plattform zeigt sich in der Zusammenarbeit mit den intelligenten Reifentechnologien „SightLine“ des Reifenherstellers Goodyear. Diese bisher für Pkw konzipierten Funktionen erkennen beispielsweise aus den Reifendaten frühzeitig Aquaplaning-Situationen. cubiX kann dann durch Brems- und andere Eingriffe den Fahrer bei der Kontrolle des Fahrzeugs unterstützen.

Gutes wiederverwenden

Der von ZF vorgestellte Spurwechselassistent für Nutzfahrzeuge ist ein weiteres Beispiel für den gelungenen Technologietransfer aus der Pkw-Welt. Er überwacht mit Radar- und Kamerasensoren den Spurwechsel des Trucks und informiert mit akustischen und optischen Warnhinweisen den Fahrer über mögliche Risiken. In unkritischen Situationen führt der Assistent den Spurwechsel selbstständig durch. Laut ZF werden bei Radar- und kameragestützten ADAS-Funktionen etwa 50 Prozent der Basistechnologien aus dem Pkw-Sektor übernommen und auf das Nutzfahrzeug adaptiert.

Eine weitere Innovation von ZF ist die „Gefährdete Verkehrsteilnehmer-Notbremsung“. Erkennen ADAS-Sensoren im Fahrzeugumfeld einen gefährdeten Verkehrsteilnehmer, wird der Lkw bis zu 20 km/h verzögert. ZF geht bei dieser Funktion bewusst über den gesetzlichen Rahmen hinaus, der nur eine Notbremsfunktion für vorausfahrende Fahrzeuge vorsieht. Ebenso übertrifft ZF mit der Notbremsfunktion die gesetzlichen Anforderungen bei der Annäherung an stehende Hindernisse, die eine Verzögerung um 20 km/h vorsieht. Die Technik von ZF kann einen Lkw nach Detektion des stehenden Hindernisses bis zum Stillstand abbremsen und so eine Kollision vermeiden.

Entwicklungsturbo Cloud & KI

Neben Hardware-Komponenten und Software für Fahrzeuge umfasst das ZF-Portfolio auch Flottenmanagement- und Entwicklungswerkzeuge. Der Validierungsdienst ZF Annotate soll bei der Entwicklung und Qualitätssicherung von Assistenzsystemen den Validierungsprozess von Sensordaten bis um den Faktor 10 beschleunigen. Gleichzeitig sollen die Entwicklungskosten um bis zu 80 Prozent sinken.

Assistenzsysteme berechnen aus den Informationen von Kameras sowie Radar-, Lidar- oder Ultraschall-Sensoren kontinuierlich ein dreidimensionales Abbild der Fahrzeugumgebung. Wichtige Voraussetzung ist, dass diese Umgebungsdaten immer die „absolute Wahrheit“ – in der Fachwelt „Ground Truth“ genannt – abbilden, damit sichere Fahrfunktionen errechnet und umgesetzt werden können. Dazu ist ein Abgleich der gesammelten Sensor-Informationen mit einem zuverlässigen und hochpräzisen Referenzsensorsatz unerlässlich.

Hier setzt ZF Annotate an. Auf der Grundlage von kundeneigenen Fahrzeugdaten und der zusätzlichen ZF-Sensordatenaufzeichnungen liefert die Cloud-basierte Servicelösung die „Ground Truth“. Die aufgezeichneten Daten werden analysiert. Mithilfe künstlicher Intelligenz werden relevante Objekte positionsgenau markiert, klassifiziert, attribuiert und mit eindeutigen ID-Nummern versehen. Sich bewegende Objekte werden getrackt. ZF Annotate agiert als ein unabhängiges, redundantes Set-up, das während der Fahrt auf der Straße mit den gleichen Informationen konfrontiert wird und eine hochpräzise Vergleichsmessung liefert. An dieser „Ground Truth“ von ZF Annotate können Entwickler ihre ADAS-Funktionen von Level 2+ bis Level 5 vergleichen und so rasch validieren. Bislang war die Validierung solcher Systeme mit hohem Arbeitsaufwand verbunden und entsprechend zeit- und kostenaufwendig, da die Referenzdaten traditionell manuell von Menschen annotiert werden.

ZF Annotate bietet ein robustes und unabhängiges Referenz-Sensor-Set im dreidimensionalen Raum. „Das macht unsere Lösung zu einer in der Branche einzigartigen Cloud-Fabrik, die einen bislang arbeitsintensiven, kostspieligen Service in mehrfacher Hinsicht optimiert“, erklärt Laier. „Beispielsweise kann die Generierung der Ground Truth von zwölf auf zwei Monate verkürzt werden. Da ZF Annotate als cloudbasiertes System rund um die Uhr zur Verfügung steht, kann auch die Validierung von Referenzdaten in einer verglichen mit dem Markt bemerkenswert kurzen Zeit abgeschlossen werden.“

Der One-Stop-Shop

Weitere Vorteile: Das System ist unabhängig von bestimmten Sensor-Herstellern, kann auch in bereits gestartete Entwicklungsprojekte noch integriert werden und liefert eine 360-Grad-Ansicht der Fahrzeugumgebung. Zudem ist ZF Annotate gemäß der ZF-Philosophie sowohl im Pkw- als auch im Nutzfahrzeugbereich einsetzbar.

„Mit Lösungen wie ZF Annotate und cubiX liefert ZF weitere Bausteine auf dem Weg zum softwaredefinierten Fahrzeug“, bilanziert ZF-Vorstandsvorsitzender Holger Klein. „Wir sind größter Zulieferer der Nutzfahrzeugbranche mit dem breitesten Portfolio, setzen auf Technologieoffenheit, flexible Produktionsstätten und einen spartenübergreifenden Technologietransfer. So unterstützen wir unsere Kunden beim Aufbau einer sauberen, sicheren und komfortablen Mobilität für morgen – egal ob im Pkw, Nutzfahrzeug oder in Industrieanwendungen.“

(ID:50152205)