Forschende der Universität Stuttgart haben eine neue Assistenzfunktion für autonom fahrende Fahrzeuge entwickelt, mit dem die Übernahme der verantwortlichen Fahrzeugführung von der automatisierten Fahrfunktion zurück zum manuellen Steuern durch den menschlichen Fahrer sicher ablaufen kann. Das von Prof. Wolfram Remlinger am Institut für Konstruktionstechnik und technisches Design entwickelte System kommt beim sogenannten „Take Over Request (TOR)“ zum Einsatz. Mit „TOR“ wird die Situation bezeichnet, in der die Fahrzeugsteuerung vom autonom fahrenden Fahrzeug zurück an einen menschlichen Fahrer geht.

Die Funktion des so genannten „Situation Awareness Managers“ besteht darin, sowohl den Fahrer bei der sicheren Übernahme der Fahrzeugsteuerung hilfreich zu unterstützen, als auch den erfolgreichen Übernahmeprozess für Fahrer, Fahrzeughersteller und Behörden nachprüfbar zu dokumentieren. Das Assistenzsystem übermittelt vor der Übergabe alle Informationen, die für das Einschätzen der Situation erforderlich sind. Auch der Zeitaufwand oder -bedarf zum Beispiel für einen Wechsel der Fahrposition wird mit einberechnet. Mit der neuen Assistenzfunktion wird dann die Verantwortung vom Fahrzeug nur übertragen, wenn der menschliche Fahrer die Erkennungsabfragen ausreichend richtig beantworten kann. Die Informationen über die Verkehrssituation vom Fahrzeug an den Fahrer kann akustisch und zusätzlich auf einem Display erfolgen. Der Fahrer müsste dann beispielsweise Details über die Verkehrssituation auf dem Display bestätigen. Möglich wäre auch eine zusätzliche Überprüfung des Fahrers über eine Kamera.  Eine achtlose und routinemäßige Beantwortung wird bei diesem Test der „Situation Awareness“ verhindert.

Aus technischer Sicht ist das automatisierte Fahren nicht eine Frage des Ob, sondern nur des Wann. In den nächsten zehn Jahren wird der Anteil an automatisiert fahrenden Fahrzeugen deutlich zunehmen. Das Fahrerassistenzsystem eignet sich vor allem für automatisierte Fahrzeuge auf SAE Level 3 („Bedingte Automatisierung“) und Level 4 („Hochautomatisierung“). Erforderlich ist bei allen diesen Fahrzeugen die Funktion, dass ein Fahrer oder eine Fahrerin eingreifen kann oder muss. Dann wird die Verantwortung vom Fahrzeug zurück an diese Person übergeben („Take Over Request, TOR“).

Die zentralen Fragen für Fahrzeuge mit Level 3 und 4 werden sein, welche Aktivitäten einem Fahrer während der Fahrt erlaubt sind und welcher Ablenkungsgrad nicht mehr zulässig ist. Die Fahrzeugherstellen müssen die Fahrzeuge gegen missbräuchliches Fahren absichern und sind verantwortlich für die rechtzeitige und sichere Übergabe.

Das neu entwickelte Dialogsystem verfügt über eine Speichervorrichtung, ähnlich einer Blackbox. Dort werden die Sensordaten sowie alle übermittelten Informationen gespeichert. Durch diese Zusammenfassung der gespeicherten Informationen wird die Übergabeprozedur rechtlich verbindlich dokumentiert.  So kann bei einem Unfall nach einer Fahrerübernahme nachgewiesen werden, ob und in welchem Umfang der Fahrer sich das zuvor erforderliche Situationsbewusstsein angeeignet hat.

Die Erfindung wurde zum Patent angemeldet (DE 102021209251 anhängig /
EP 22191753.7 anhängig). Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Wissenschaftler und Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der aktuellen Entwicklung. TLB ist mit der Verwertung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Herstellern Möglichkeiten der Lizenzierung oder der Kooperation. So ist eine Weiterentwicklung mit Projektpartnern am Institut gewünscht. Die Innovation eignet sich aber ebenfalls für die Entwicklung einer neuen Fahrzeugfunktion durch die herstellende Automobilindustrie.

Für weitere Informationen: Innovationsmanager Dr. Frank Schlotter (schlotter@tlb.de).

Forscher der Hochschule Heilbronn haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem Schnellladegeräte, die auf große Leistungen ausgelegt sind, kostengünstiger und in einem höheren Maße automatisiert hergestellt werden können. Besonders geeignet ist dieses von Prof. Dr.-Ing. Michael Kokes entwickelte Verfahren (3-Phase Direct Resonant Charging System) für alle Schnellladegeräte mit sehr hoher Leistung, wie sie zum Beispiel zum Laden von Lastwagen oder Bussen notwendig sind.

Auch für Schnellladestationen im Pkw-Bereich sind immer höhere Leistungen notwendig, da die Autos schnell geladen werden sollen und das Ladegerät sehr viel Leistung in kurzer Zeit liefern muss. Bisher wurde diese Ladestationen mit Leistungen über 100 KW mit netzseitigem Transformator oder einem Stromrichter mit Gleichspannungs-Zwischenkreis und Umrichter hergestellt. Die Kosten für die benötigten Wickelgüter und Kondensatoren machen die Herstellung jedoch sehr teuer.

Das von Prof. Kokes entwickelte Schaltungskonzept funktioniert mit einer Stromrichterschaltung ohne netzseitigen Transformator und einem Verfahren zum Erzeugen einer potentialgetrennten Gleichspannung, welches nahezu ohne Kondensatoren auskommt. Dadurch kann auf große Kondensatoren verzichtet werden, was die Herstellung der Ladegeräte im Bereich bis zu mehreren 100 KW wesentlich günstiger macht.

Das Schaltungskonzept sieht zudem einen modularen Aufbau vor. Das bietet zum einen die Möglichkeit, die Ladegeräte automatisiert herstellen zu können. Zum anderen bietet der modulare Aufbau eine große Vielfalt an Kombinationsmöglichkeiten. Durch die einzelnen Module kann auf die unterschiedlichsten Leistungen oder Modelle eingegangen werden. Aufgrund von Schaltvorgängen des Resonanzumrichters zur Potentialtrennung in den stromlosen Phasen des Zwischenkreises entstehen hier prinzipbedingt keine Schaltverluste.  Die Regelung der Ausgangsspannung erfolgt durch den netzseitigen Stromrichter. Durch Frequenzvervielfachungen im Eingangs- und Ausgangskreis werden die Filteraufwände signifikant reduziert, was zu einer weiteren erheblichen Kostenreduktion führt.

Geeignet ist dieses Verfahren vor allem für Schnellladestationen von großen Fahrzeugen wie beispielsweise Lastwagen oder Bussen. Doch auch die PKW-Ladestationen, die schnell viel Leistung bringen müssen, könnten mit diesem Verfahren kostengünstiger hergestellt werden.

Die Erfindung wurde zum Patent angemeldet (DE 102021208278 A1 anhängig /
WO2023/006949A1 anhängig). Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Wissenschaftler und die Hochschule Heilbronn bei der Patentierung und Vermarktung der aktuellen Entwicklung. TLB ist mit der Verwertung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Motorenherstellern Möglichkeiten der Lizenzierung.

Für weitere Informationen: Innovationsmanager Emmerich Somlo (somlo@tlb.de)

Dieses Jubiläum hat die TLB GmbH mit einer Festveranstaltung in Karlsruhe gefeiert. In einem „Grußwort-Talk“ sprachen bei der Veranstaltung der Rektor der Universität Stuttgart und Vorsitzende der Gesellschafterversammlung, Prof. Wolfram Ressel, sowie der frühere langjährige Aufsichtsrat der TLB GmbH, Prof. Winfried Lieber mit TLB-Geschäftsführer Dr.-Ing. Hubert Siller über die Geschichte, die Gegenwart, die Erfolge und die Zukunft der TLB GmbH.

Wie erfolgreich Technologietransfer verlaufen kann, erläuterte Prof. Giso Hahn (Universität Konstanz) in einem Kurz-Interview. Die Konstanzer Professor zeigte am Beispiel mehrerer erfolgreicher Transferprojekte, wie die Lizenzierung von patentierten Hochschulerfindungen erfolgreich verlaufen kann.
Im Ausblick auf die nächsten 25 Jahre skizzierten TLB-Geschäftsführer Hubert Siller und Prof. Ressel im Gespräch mit Moderator Dr. Jan-Martin Wiarda, wie Technologietransfer über Patente noch besser gelingen könnte und welche Maßnahmen von politischer Seite dazu beitragen könnten.
Die Referenten stimmten darin überein, dass eine zentrale Organisation überaus hilfreich wäre, um den Technologietransfer in Baden-Württemberg erfolgreich zu gestalten. Eine solche Organisation könne jedoch nicht ohne Unterstützung der Landesregierung erfolgreich und nachhaltig arbeiten. Die TLB könne diese Rolle einnehmen, wie Prof. Ressel ausführte. Immerhin wurde die TLB GmbH im Jahr 1998 als eine solche langeweit tätige Einrichtung gegründet.

Spannende Einblicke in das Thema Technologietransfer aus Sicht der Forschung und der Wirtschaft gaben die beiden Keynotes von Prof. Nejila Parspour (Universität Stuttgart) und Dr.-Ing. Hans Hubschneider von fokus.energie e.V.

Prof. Nejila Parspour lehrt Elektrische Energiewandlung an der Universität Stuttgart und erläuterte in ihrer Keynote, wie am Institut geforscht und welche Erfindungen zum Patent angemeldet werden. Kooperationen und die Zusammenarbeit mit Firmen waren ein weiterer Schwerpunkt ihrer Keynote. Zudem sprach Prof. Parspour über das Spannungsfeld von Veröffentlichungen versus Patentanmeldung in der universitären Forschung.   

Der Karlsruher Unternehmer Hans Hubschneider ist mittlerweile im Netzwerk fokus.energie e.V aktiv und berichtete in seiner Keynote über seine Erfahrungen mit verschiedenen Wegen des Technologietransfers. Für Hubschneider steht vor allem ein enger Kontakt zwischen Firmen und Forschungseinrichtungen an erster Stelle.  Er führte aus, dass eine Lizenzierung von patentrechtlich geschützten Forschungsergebnissen erfolgreich sein könne, wenn der Technologietransfer professionell gemanagt werde, zum Beispiel durch eine Agentur wie die TLB.  Weitere Wege zum erfolgreichen Technologietransfer seien, ein Spin-off aus den Forschungseinrichtungen zu gründen oder aber den Technologietransfer über Hochschulkooperationen zu gestalten.

Abschließend überreichte IHK-Geschäftsführer Dr. Arne Rudolph die IHK-Urkunde für 25 Jahre erfolgreiche unternehmerische Tätigkeit an Hubert Siller.

Nach den Reden ging die Veranstaltung mit einem angeregten Get-together weiter.

Der vielversprechendste Ansatz ist eine sog. Niederdruck-Direkteinblasung (LP DI = low pressure direct injection), also eine Einblasung direkt in den Brennraum. Lässt man die Einblasung erst nach Schließen der Einlassventile beginnen, kann der unerwünschte Luftverdrängungseffekt vermieden werden. Infolge dessen kann das Drehmoment bei gleichem Ladedruck gegenüber einer einfachen Kanaleinblasung um ca. 20% gesteigert werden und ein Rückzünden in den Einlasskanal wird sicher ausgeschlossen. Durch die Auslegung des Systems auf niedrige Einblasedrücke von etwa 20 bar kann der Drucktank ohne Leistungseinbußen fast vollständig leer gefahren werden.

Die geringe Dichte des Wasserstoffs erfordert dabei allerdings vergleichsweise große Öffnungsquerschnitte, um das Gas im verfügbaren Zeitfenster in den Brennraum zu blasen. Zudem weist das trockene Gas keinerlei Schmiereigenschaften auf. Zurzeit gibt es keine in Serie hergestellten LP-DI-Injektoren, welche die Lastenheftanforderungen auf Dauer erfüllen können.

Die Heilbronner Wissenschaftler um Prof. Karsten Wittek haben ein neuartiges LP-DI-System für gasförmige Treibstoffe entwickelt. Es basiert auf einer nach innen öffnenden Düse mit einer Fachsitzabdichtung. Die Betätigung des Abdichtelementes erfolgt servo-pneumatisch und nutzt die Druckenergie des zuströmenden Brenngases. Die Gestaltung der Sitzgeometrie in Kombination mit hoch verschleißfesten keramischen Werkstoffen garantieren auch die Einhaltung ambitionierter Lebensdaueranforderungen von Industrieanwendungen. Das System eignet sich vor allem für große Motoren wie beispielsweise solche von schweren Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, Lokomotiven und Gen-Sets.

Das Konzept wurde als Prototyp realisiert und es wurden umfassende Versuchsreihen auf dem Einspritzdüsenprüfstand und auf dem Motorenprüfstand absolviert. Alle relevanten funktionalen Eigenschaften konnten experimentell bestätigt werden. Eine ausführliche wissenschaftliche Darstellung und Diskussion der Versuchsergebnisse kann in der Fachpublikation nachgelesen werden (Link: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.12.023).

Die Erfindung wurde zum Patent angemeldet (DE 10 2020 127 020 B3 erteilt). Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Wissenschaftler und die Hochschule Heilbronn bei der Patentierung und Vermarktung der aktuellen Entwicklung. TLB ist mit der Verwertung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Motorenherstellern Möglichkeiten der Lizenzierung.

Für weitere Informationen: Innovationsmanager Benjamin Schilling, M.Sc. (schilling@tlb.de)

Die Nominierten für die Rudolf-Diesel-Medaille 2023 wurden bekannt gegeben:
Die TLB GmbH gehört zu den zwölf Firmen und Institutionen, die in diesem Jahr für den renommierten Preis vorgeschlagen wurden!

Die Rudolf-Diesel-Medaille ist der älteste Innovationspreis Europas. Der Preis, der in diesem Jahr sein 70-jähriges Jubiläum feiert, wird im Juli im MAN Museum in Augsburg verliehen.

Mit dabei: Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH, die als eine von drei Firmen in der Kategorie „Beste Innovationsförderung“ nominiert wurde. Insgesamt sind zwölf Firmen und Institutionen in vier Kategorien vorgeschlagen. Neben der Kategorie „Beste Innovationsförderung“ gibt es die weiteren Kategorien „Erfolgreichste Innovationsleistung, „Nachhaltigste Innovationsleistung“ sowie „beste Medienkommunikation“.

Die Rudolf-Diesel-Medaille, Deutschlands ältester Innovationspreis für wirtschaftlich erfolgreiche, unternehmerische Innovationsleistungen wird seit 1953 im Gedenken an den Ingenieur, Erfinder und Unternehmer Rudolf Diesel verliehen. Mit der Rudolf-Diesel-Medaille werden natürliche Personen und Institutionen für besondere Leistungen auf dem Gebiet des Erfindungswesens und der Innovationskultur geehrt. Die Rudolf-Diesel-Medaille wird vom gemeinnützigen Deutschen Institut für Erfindungswesen (D.I.E e.V.) verliehen. Gewählt werden die Preisträger vom Rudolf-Diesel-Kuratorium, welches die industrielle Management-Elite mit Technikkompetenz in Deutschland repräsentiert. Es handelt sich dabei um rund sechzig Technologievorstände von weltmarktführenden, mittelständischen Technologieunternehmen, die gemeinsam eine halbe Million Arbeitnehmer beschäftigen und über 125 Milliarden Euro Umsatz erreichen.

Weitere Informationen: www.tlb.de
https://rudolf-diesel-medaille.de