Die Antwort ist relativ simpel: Wir entwickeln Autos für Menschen. Und wir wissen, dass jedes noch so ausgeklügelte, objektive Bewertungsverfahren die menschlichen Empfindungen und Befindlichkeiten nicht vollständig erfassen und adäquat berücksichtigen kann. Die Feinabstimmung ist nach wie vor Sache von (Sitz)Fleisch und Blut – selbstverständlich mit Unterstützung moderner Messtechnik.

Was die Mitglieder des Motorsteuerungsteams auszeichnet, ist ein besonderes Gespür, beispielsweise für Drehzahländerungen bei Gangwechseln, für Lasteinflüsse bei der Zuschaltung von Verbrauchern wie Klimaanlage oder heizbare Heckscheibe… Auch für Phänomene wie Lastschlag und Abstellschütteln bei unterschiedlichen Temperaturen, Luftfeuchtigkeitswerten und Höhenlagen haben wir ganz empfindliche Antennen.

Darüber hinaus treiben uns Fragen um wie: Ist das Pedalkennfeld im Lastpunkt x bei Drehzahl y in Ordnung? Passt dieser Kennfeldlastpunkt zu dem von Georg Bednarek & Co. vorgeschlagenen Schaltkennfeld des Automatikgetriebes? Hier bestand die Herausforderung übrigens darin, einen sauberen Kompromiss zwischen Komfort (z.B. Rangieren bzw. Fahren in 30er-Zone) und Sportlichkeit zu finden.

Dieses Beispiel verdeutlicht den hohen Stellenwert des Faktors Mensch auch in der modernen Motoren- bzw. Automobilentwicklung. Denn: Seit wann können Computer und Prüfstände Kompromisse schließen? Und das auf hohem Niveau?

Uns standen der Sports Tourer 1.4 und der 1.6 Turbo zur Verfügung. Als Referenzmodelle hatten wir einen Astra H Caravan 1.4 TWINPORT, den Ford Focus Turnier 1.6, Skoda Octavia Combi 1.8 TSI und einen VW Golf Variant 2.0 TDI dabei.

Dieter Schindel ließ sich in puncto Streckenwahl mal wieder nicht lumpen: Autobahnanteile, Ortsdurchfahrten und verschlängelte Landstraßen – von allem etwas und alles vom Feinsten, eingebettet in die schöne pfälzische und rheinhessische Landschaft.

In den Kurven, besser gesagt: Serpentinen, hatte ich diesmal mein Aha-Erlebnis. Dazu muss ich vorausschicken: Als Performance-Mann bin ich ein exzellenter Geradeausfahrer , querdynamische Höchstleistungen überlasse ich lieber Michael Harder & Co.

Nun, auf den vielen Windungen von der Autobahn runter nach Bacharach wollte ich im Caravan den Faden zum vor mir wedelnden ST 1.6 Turbo nicht abreißen lassen. Es kam, wie es kommen musste: In einer Ecke war ich viel zu schnell – Untersteuern. Dann hab ich das gemacht, was wohl jeder in der Situation automatisch macht: Fuß vom Gas und auf die Bremse. Ganz brav drehte der gute Caravan mit dem Heck ein und war wieder auf Linie. Ein bisschen Gummi und ein paar Nerven blieben auf der Strecke – alles halb so schlimm. Das meinte nachher auch ein Kollege: Ich sei ja wohl noch nicht mal im ESP-Regelbereich gewesen.

Von dem Sports Tourer war nach der Aktion übrigens weit und breit nichts mehr zu sehen. Der fuhr in aller Ruhe zwei Kehren vor mir seinen Stiefel runter. Da merkt man halt schon, dass der neue Astra eine Generation weiter ist. Glückwunsch an das Chassis-Team!

Ziel des hier gezeigten Simulationstyps ist es, die Auswirkungen verschiedener Saugrohr-„Architekturen“ und Ventilsteuerzeiten auf den Ladungswechsel zu überprüfen. Dank dieser Darstellungen gewinnen wir Erkenntnisse hinsichtlich:

• Gleichverteilung (Bekommt jeder Zylinder gleich viel Luft?)
• Rückströmung (Wird Abgas ungewollt zurück gesaugt?)
• Turbulenzzonen (Ist die Zylinderfüllung gefährdet?)

Die Animation vermittelt einen Eindruck von der Gasdynamik im Ansaug-/Abgastrakt und von den komplexen Abläufen in den Zylindern. Mit Hilfe der Farben wird der Wechsel der Luftströmungsgeschwindigkeiten von blau = niedrig bis rot = hoch deutlich.

Um einige Beispiele zu nennen: Dank des hohen Drehmoments schon unter 2.000 min^-1 konnten wir das Getriebe lang übersetzt auslegen. Anders als die ADAC-Tester sehe ich das nicht als Nachteil. Besonders auf Autobahnstrecken lernt man das niedrige Drehzahlniveau zu schätzen, denn es reduziert den Verbrauch – und das ohnehin niedrige Geräuschniveau.

Die Powertrain-Kollegen haben einen hervorragenden Job gemacht: Der 1.4 Turbo ist ein echter „Downsizing“- oder besser „Rightsizing“-Motor. Vermeintliche Kleinigkeiten bewirken im Zusammenspiel ein paar Gramm CO₂-Ersparnis auf der Autobahn – im echten Fahrbetrieb, nicht nur im Testzyklus. So haben die Kollegen auch speziell auf die Aerodynamik geachtet und beispielsweise kleine Veränderungen an der Kühlungsöffnung vorgenommen. Eine elektronisch gesteuerte Kraftstoffpumpe fördert nur exakt die Menge zur Einspritzdüse, die wirklich benötigt wird – das spart Strom und damit wiederum Kraftstoff. Und die Leistung des Klimakompressors wird – je nach Umweltbedingungen – ebenso elektronisch geregelt. So führt schließlich die Summe all dieser Maßnahmen zu einem Praxisverbrauch, der sich sehen lassen kann: Im EcoTest-Schnitt 6,5 l/100 km.

Insbesondere die Abstimmung der Motorsteuerung unter extremen klimatischen Bedingungen ist eine echte Herausforderung für Mensch und Maschine. Das Aggregat muss am Polarkreis genauso wie im unerträglich heißen Death Valley ohne Mucken starten und sauber laufen – ein Wechselbad der Extreme.

Die Teams in Nordschweden muteten den Motoren Spezialversuche bis weit unter -30 °C zu. Währenddessen checkten die Kollegen im umgekehrt unwirtlichen Südwesten der USA das Startverhalten bei +45 °C, analysierten Leistungskurven, schauten ganz genau auf die Kühlung, beobachteten den Einfluss verschiedener Kraftstoffqualitäten und legten dabei immer die strengstmöglichen Abgasnormen zu Grunde.

Der erste Wettbewerber-Vergleich führte uns von Rüsselsheim nach Südtirol – ein Zehn-Stunden-Trip über Landstraßen und Autobahnen. Doch Zuversicht und gute Laune bekamen einen Knacks, als gerade mal 30 Kilometer nach dem Start per Funk die Ausfallmeldung eines Wagens kam. Die komplette Flotte von zwölf Fahrzeugen bog auf den nächsten Parkplatz ab. Nach wenigen Minuten kam die Entwarnung: Motorunabhängiger Software-Fehler, der schnell behoben werden konnte.

Danach lief alles wie am Schnürchen. Die Kollegen attestierten unserem Motor eine hervorragende Elastizität, Durchzugskraft, viel nutzbare Leistung sowie gleichzeitig einen angenehm zurückhaltenden Klang und hohes Sparpotenzial. Schon bei der ersten Manöverkritik in einem der beliebten Südtiroler Gasthäuser war klar: Passend zum schön abgehangenen Dolomitenspeck hatte auch unser 1.4 Turbo sehr früh einen hohen Reifegrad erreicht.

Noch bevor ein Aggregat im SSM, IV oder gar im PPV werkeln kann, müssen die Integrations- und DMU-Ingenieure (digital mock-up) schauen, ob und wie alles in den Motorraum passt. Wichtige Kriterien hierbei sind die Festlegung der Motorlage (Position, Winkel) und die Schnittstellen zu Motor und Getriebe wie Kühlwasser-, Treibstoff-, Strom-, und Reinluftversorgung, Ladeluftanschlüsse, Kabelsatz allgemein, Abgasanlage, Motorlagerung sowie die mechanische Leistungsübertragung. Weitere Stichworte in diesem Zusammenhang: Geräuschabstrahlung, Temperaturgrenzwerte, Druckverlustreduzierung, Service-Zugänglichkeit und Freigängigkeiten auch bei extremen Fahrmanövern.

Das Bild zeigt Karl Ludwig Klingelschmitt, Klaus Frondorf und mich (von links) beim Check der Einbauposition des neuen Turboladers. Wir mussten sicherstellen, dass der Abstand zu anderen Bauteilen auch dann groß genug ist, wenn der Aktuator der Turbinenleitschaufeln arbeitet. Der große Bildschirm hat sich übrigens auch bei der Fußball-WM bewährt…

Der „Rundflug“ um den 1.7 CDTI vermittelt einen Eindruck vom Motor-Puzzle, das wir täglich spielen.

Nun waren wir alle auf die ersten Ergebnisse gespannt. Erfüllt der Motor die hohen Leistungszielwerte? Was macht der Kraftstoffverbrauch? Können wir den Wettbewerb auch in dieser wichtigen Disziplin schlagen? Kann die neue volumenstromgeregelte Ölpumpe wirklich ihre Vorteile ausspielen? Und vor allen Dingen, sind die umgesetzten Versteifungsmaßnahmen auch im harten Dauerlauf ausreichend?

Die Antworten lauteten ja – aber sie waren auch mit Erkenntnissen verbunden, die uns zeigten, wo noch Änderungen nötig waren. Das bedeutete in der Praxis den Umbau von Prototypen, damit alle Entwickler wieder die gleichen Bedingungen hatten. Eine logistische Herausforderung, denn in dieser Phase war die Zahl unserer Motoren bereits auf knapp 100 gewachsen, viele davon schon in Fahrzeugen eingebaut, die für Testfahren überall auf dem Globus unterwegs waren. Aber auf unsere Entwicklungswerkstätten und Lieferanten war Verlass: Unser kleiner Turbo blieb im Plan.

Für uns ging es vor knapp drei Jahren nach der erfolgversprechenden Vorausentwicklungsphase so richtig los. Gefordert war ein hoch aufgeladener und gleichzeitig zuverlässiger Serienturbomotor auf Basis der kleinsten Opel-Motorenfamilie mit sportlichen Leistungsdaten bei gleichzeitig minimalem Kraftstoffverbrauch.

Um diese Quadratur des Kreises zu schaffen, wurde nichts dem Zufall überlassen – ein Entwicklungsteam von knapp 100 Ingenieuren machte sich an die Berechnungs- und Testarbeit. Unter Einsatz neuester Tools prüften wir das Motorkonzept auf Herz und Nieren bezüglich der Anforderungen unter Serienbedingungen. Ich kann mich noch gut an den Tag erinnern, als mir das Berechnungsteam darlegte, welche Komponenten außerplanmäßig unsere besondere Aufmerksamkeit erfordern würden. Von der arbeitsintensiven Entwicklungsphase hin zur Serienreife möchte ich in meinen nächsten Blog-Beiträgen berichten.

Ein Riesenvorteil von HiL ist, dass der Testkandidat auf verschiedene Motor- und Fahrzeugzustände (auch Grenzbereiche) hin schnell und reproduzierbar überprüft werden kann. So validieren wir sehr früh neue Entwicklungen wie Diagnosefunktionen oder das Zusammenspiel von Motorsteuergerät und ABS/ESP, ohne jedes Mal ein „echtes“ Auto bestücken und auf die Teststrecke schicken zu müssen.

Das Motorsteuergerät ist schon eine sehr komplexe Komponente, an die hohe Anforderungen gestellt werden. Dies sind:

• Die sehr hohe Anzahl elektrischer Ein-und Ausgänge für Stromversorgung, Sensoren und Aktuatoren – beim 1.7 CDTI über 150.
• Die einwandfreie Funktion bei Wind, Wetter und Vibrationen. So reicht zum Beispiel das Spektrum der tolerablen Umgebungstemperaturen von unter -35 °C bis über 100 °C.
• Die Zuverlässigkeit in der Kombination mit anderen Steuergeräten (CAN = Controller Area Network). Temporäre extreme Signalstärkenschwankungen wie im WLAN oder im Mobiltelefonnetzwerk sind keine Option.

Im Bild von links Karsten Brosseit, Thorsten Michel und ich bei letzten Checks.