Vergangene Zukunft - Die Geschichte der Bosch Mobility Innovationen

Die „Bosch-Magnetzündung“ war 1897 ein Hightech-Produkt, ohne Vorbild, wegweisend und serienfähig. Die Fahrzeughersteller hatten nun endlich Zündsysteme, die das Automobil zum alltagstauglichen Transportmittel machten. Das neue Produkt bahnte der kleinen Hinterhofwerkstatt von Robert Bosch den Weg zum internationalen Unternehmen.

Im Sommer 1901 beauftragte Robert Bosch seinen Mitarbeiter Gottlob Honold mit der Konstruktion einer Magnetzündung ohne das bisher übliche wartungsanfällige Abreißgestänge. Nach nur wenigen Monaten präsentierte Honold die Hochspannungs-Magnetzündung, auch Lichtbogenzündung genannt. Sie erzeugte durch zwei Wicklungen auf dem Anker eine Hochspannung. Diese wurde über eine einfache Kabelverbindung an eine Zündkerze weitergeleitet, zwischen deren Elektroden der Funke übersprang.

1909 schloss Robert Bosch mit Eugen Wörner aus Cannstatt bei Stuttgart einen Vertrag, der es ihm erlaubte, Zentralschmierapparate für Motoren zu bauen, so genannte „Öler“. Die Kenntnisse aus der Beherrschung hoher Drücke in Leitungen und der exakten Dosierung von Flüssigkeiten, die Bosch bei der Öler-Technologie erworben hatte, erwiesen sich als unverzichtbar für die Entwicklung von Einspritzsystemen für Diesel- und Benzinmotoren, bei denen Bosch heute weltweit führend ist.

Die Entwicklungsarbeiten am damals „Lichtmaschine“ genannten Generator starteten 1910, und 1913 war das „Bosch-Licht“ serienreif. Es bestand aus Generator, Scheinwerfern, Batterie und Reglerschalter. Dieses Bordelektrik-System bahnte Bosch den Weg zum Automobilzulieferer und legte die Basis für heutige Bordnetze im Automobil.

Elektrische Anlasser waren eine ungeheure Erleichterung für Autofahrer. Es ersparte dem Chauffeur das schweißtreibende Ankurbeln des Wagens, die Zahl von „Selbstfahrern“ nahm deutlich zu und das Ankurbeln auch gefährlich. Die Anlasserkurbel konnte in Gegenrichtung des Drehens zurückschlagen. Der elektrische Anlasser hingegen war sicher und einfach zu bedienen.

Das „Bosch-Horn“ ersetzte die damals üblichen quietschenden handbetriebenen Ballhupen, die furchteinflößend krächzenden Klaxton-Hörner oder zwitschernden Motorpfeifen. Es arbeitete nach dem Prinzip der „gedeckten Pfeife“, das aus dem Orgelbau bekannt ist. Das Ergebnis: ein angenehmer Ton mit einer Reichweite von über einem Kilometer – und ein Konstruktionsprinzip, das sich bis heute als Standard durchgesetzt hat.

Die ersten Bosch Auto-Bordnetze verfügten über eine Beleuchtung, einen Generator und Regler aus eigener Fertigung. Den Stromspeicher, die Batterie wurde zu Beginn jedoch noch zugekauft. Erst ab 1922 starte Bosch eine eigene Batteriefertigung, um gleichbleibende Qualität zu gewährleisten und die Komplettlösung aus einer Hand anbieten zu können.

Bestehend aus einem Elektromotor, der über Schnecke und Zahnradgetriebe einen Hebel mit Gummibelag antrieb, schuf der elektrische Scheibenwischer von Bosch endlich klare Sicht durch die Frontscheibe bei Regen oder Schneefall.

Sie machte Nutzfahrzeuge sparsam: Dieseleinspritzpumpe Typ PE4, Baujahr 1927. Die rund 1 000 im Winter 1927/28 hergestellten Pumpen bilden den Grundstock für den heutigen Erfolg der Bosch-Dieselsparte.

Die Bremse war zweifellos die erste und wichtigste Sicherheitskomponente in einem Fahrzeug. Schon in den 1920-er Jahren jedoch waren die Bremsen der Motorleistung und dem Gewicht der damaligen Automobile kaum mehr gewachsen. Deutlich mehr Sicherheit brachte die pneumatische Servobremse, die Bosch 1927 vorstellte. Mit der genialen Erfindung konnte der Bremsweg damaliger Nutzfahrzeuge um ein Drittel verkürzt werden.

Der Bosch-Winker besteht aus einem Elektromagneten, der beim Betätigen des Winkerschalters den Winkerarm aus seinem Gehäuse ausschwenkt. Gleichzeitig wird der Winkerarm dabei durch eine Glühlampe beleuchtet, um ihn bei Dunkelheit deutlich sichtbar zu machen.

In den 1930iger Jahren ergänzte Bosch sein sehr erfolgreiches Licht Portfolio um weitere Spezialanwendungen wie Nebelscheinwerfer, Weitstrahler, Rückleuchten und Bremsleuchten. Bosch entwickelte sich zum weltweit führenden Hersteller von Fahrzeugbeleuchtung

Die Radioexperten von Ideal und die Autoelektrik Fachleute von Bosch entwickelten in Stuttgart das erste seriengefertigte Autoradio Europas. Auto-Super 5 hieß es, und trug als Marke den „Blauen Punkt“, der als Firmen- und Markenname der Unterhaltungselektronik noch bis 2009 bei Bosch geführt wurde. Ein Metallkoloss von 12 Kilogramm, der sich nur mühsam im Beifahrerfußraum unterbringen ließ.

In den 1930er Jahren waren Automobile in der Regel nicht mit einer serienmäßigen Heizung ausgestattet. So erzeugte der Bosch-Wagenheizer, nachträglich im Auto installiert, behagliche Wärme. Zudem verhalf er bei beschlagenen Scheiben zu klarer Sicht. Der elektrische Heizlüfter war unter dem Armaturenbrett angebracht, in der Regel vor dem Beifahrer, und angeschlossene Luftschläuche führten an die Frontscheibe, so dass warme Luft an ihr entlang nach oben zog.

Die Benzineinspritzung stellte Bosch 1951 auf der Frankfurter Automobilausstellung im Gutbrod Superior 600 und im Goliath GP 700 mit Zweitaktmotor vor. Dieses Direkteinspritzsystem sparte durch die exakte Kraftstoffdosierung rund 20 Prozent Benzin und steigerte die Leistung. Dem Gutbrod etwa verhalf sie zu 28 statt 23 PS. Auch in Viertaktmotoren, zum ersten Mal eingesetzt im Mercedes-Benz 300 SL („Flügeltürer“), steigerte sie die Leistung erheblich; das war ein wichtiges Kaufargument.

Ein unscheinbares Bauteil – kaum erbsengroß und nicht zu sehen auf dem Foto des Generatorenreglers: Ab 1958 in Serie, trug das neuartige Halbleiterelement „Variode“ zur besseren und gleichmäßigeren Beladung der Batterie durch den Generator bei – vor allem im Leerlauf bei stehendem Verkehr. Mit diesem Bauteil entstand die Keimzelle der Elektronik, heute ein Kerngeschäftsfeld von Bosch.

Die neue Generation des Drehstromgenerators erzeugte schon im Leerlauf genügend elektrische Energie für die Aufladung der Batterie. Der zunehmende Straßenverkehr mit Schrittverkehr und Staus machte diese Innovation erforderlich, zumal der Generator angesichts der immer größeren Zahl von Energieverbrauchern im Auto generell mehr Energie zur Verfügung stellen musste.

1967 stellte Bosch auf der Internationalen Frankfurter Automobil-Ausstellung die elektronisch gesteuerte „Jetronic“ erstmals vor. Die Markteinführung kam zunächst in den USA, wo die neuen strengen Abgasnormen auf dem wichtigen kalifornischen Markt es erforderten.

Ab 1971 gab es Hauptscheinwerfer mit Fern- und Abblendlicht als Halogenlicht (H4). Wie bei den Vorläufern, den Bilux-Lampen, wurde das Licht durch einen glühenden Wolframdraht erzeugt. Beim Halogenlicht jedoch war der Glaskolben der Glühlampe mit einem Halogen (Jod oder Brom) gefüllt. Effekt: höhere und konstante Lichtausbeute und eine längere Lebensdauer der Lampe.

Die Weiterentwicklung der Transistorzündung (TSZ) zur kontaktlos gesteuerten TSZ-i mit einem elektronischen Zündimpulsgeber ist eine völlig wartungsfreie Zündung. Es entfallen Wartungsarbeiten oder der Austausch der bisher mechanischen Kontakten. Gleichzeitig ist die Präzision der TSZ-i Voraussetzung für die Integration der Zündung in elektronische Motorsteuerungen (Motronic).

Die Lambda-Sonde ist eines der wesentlichen Bauteile von Drei-Wege-Katalysatoren. Sie misst den Sauerstoffgehalt des Abgases, bevor das Gas in den Katalysator gelangt. Die von der Sonde gelieferten Daten ermöglichen es dem elektronischen Einspritzsteuergerät, die Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemischs zu variieren und so die Verbrennungseffizienz und die Abgasreinigung durch den Katalysator zu maximieren.

Im Jahr 1978 begann die Erfolgsgeschichte des ABS mit dem Fertigungsstart des ersten elektronisch geregelten Vierrad-Antiblockiersystems für Personenwagen, einer Entwicklung, an der Bosch-Entwickler neun Jahre gearbeitet hatten. Bis zu 40-mal pro Sekunde senkt das ABS den Bremsdruck beim Blockieren der Räder und hebt ihn anschließend wieder an. Das hält den Bremsweg auch auf rutschigem Untergrund kurz, und der Wagen bleibt lenkbar.

Das weltweit erste in Großserie gefertigte elektronische Benzineinspritz- und Zündsystem mit einem gemeinsamen Steuergerät – und es war die Premiere des Mikroprozessors im Automobil. Sie regelte Parameter wie Einspritzmenge und Zündzeitpunkt nach einer Vielzahl von Kriterien, die für jeden einzelnen Zündvorgang neu berechnet wurden, z.B. Gasstellung und Motortemperatur. Der Effekt: eine Optimierung vor allem bei Benzinverbrauch, Schadstoffausstoß und Laufkultur. Das erste Serienfahrzeug mit Bosch-Motronic war der BMW 732i.

Die auf dem Airbag-Steuergerät basierenden Insassenschutzsysteme halten die bei einem Unfall auf die Insassen wirkenden Beschleunigungen und Kräfte möglichst niedrig. Dazu wertet das Airbag-Steuergerät die Daten von Drucksensoren für die Seitencrash-Erkennung sowie von Beschleunigungssensoren für die Seiten-, Front- und Heckcrash-Erkennung aus.

Die Erfindung des Navigationssystems: EVA war das erste experimentelle System zur autonomen Navigation. Es verfügte über eine digitale Landkarte, deren Zielpunkte in einen Zahlencode übersetzt worden waren. Nach der Eingabe der Start- und Zielkoordinaten berechnete EVA selbstständig den besten Weg zum Ziel. Radsensoren erfassten die Fahrstrecken und Richtungswechsel und glichen die Bewegung des Fahrzeugs mit der gewählten Strecke ab.

Die Antriebsschlupfregelung ASR verhindert das Durchdrehen der Antriebsräder. Die elektronische Steuerung reduziert die Geschwindigkeit durchdrehender Antriebsräder, bis diese wieder greifen. Das ASR ist ein frühes Beispiel für die Vernetzung verschiedener elektronischer Systeme im Auto

TravelPilot IDS konnte den Fahrer auf Basis einer digital gespeicherten Karte, der Eingabe von Start- und Zielkoordinaten sowie Radsensoren über seine Position informierte. Der entscheidende Durchbruch für den kommerziellen Erfolg gelang 1995 mit dem TravelPilot RG 05 mit satellitengestützter Navigation, Routenführung und Sprachausgabe.

Abkürzung für Light Electronic. Gasentladungslicht für Scheinwerfer. Die Litronic erzeugt eine wesentlich höhere Lichtausbeute bei geringerem Energieverbrauch als Halogenlicht. Das Licht weist eine hohe Farbtemperatur ähnlich dem Sonnenlicht auf, jedoch mit starken Blau- und Grün-Anteilen

Die Einparkhilfe erleichtert das Einparken erheblich. Gerade wenn es um Zentimeter geht, vermeidet sie Schäden am Fahrzeug. Sensoren senden in den hinteren Stoßfängern Ultraschallsignale aus und empfangen deren Echo. Aus der Zeitdifferenz ermittelt das System den Abstand des Fahrzeugs zum Hindernis und meldet dem Fahrer optisch oder akustisch die Entfernung zum angrenzenden Objekt. Auch kleinste Parklücken können so effizient genutzt werden.

Es unterstützt den Fahrer in nahezu allen kritischen Fahrsituationen. Es umfasst die Funktionen des Antiblockiersystems (ABS) und der Antriebsschlupfregelung (ASR), kann aber noch deutlich mehr. Es erkennt auch Schleuderbewegungen des Fahrzeugs und wirkt diesen aktiv entgegen. Dadurch erhöht es die Fahrsicherheit wesentlich.

Das unter Hochdruck gespeicherte Kraftstoffgemisch wird im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen wie Reihen- oder Verteilerpumpen bis zu acht Mal pro Einspritztakt in den Zylinder einspritzen – und sorgt damit für wesentlich mehr Laufruhe. Mit Common Rail stößt ein Fahrzeug 96 Prozent weniger Schadstoffe aus als noch 20 Jahren zuvor und trägt durch geringeren Verbrauch erheblich zur Senkung der CO₂-Emissionen bei.

Das Einspritzsystem Unit-Pump (UPS) dient der Einspritzung des Kraftstoffs in den Motorzylinder. Es besteht aus einer elektronisch gesteuerten Einspritzpumpe UP und einer Düsenhalterkombination, die über eine exakt abgestimmte Hochdruckleitung verbunden sind. Das Unit-Injector-System (UIS) ist eine Düsenhalterkombination mit integrierter Hochdruckpumpe.

Dabei handelt es sich um eine 3-Zylinder-Radialkolbenpumpe, die von der Einlassnockenwelle angetrieben wird. Durch die drei im Abstand von 120° angeordneten Pumpenelemente werden die Druckschwankungen im Kraftstoffverteilerrohr gering gehalten. Sie konnte einen Kraftstoffdruck von bis zu 100 bar aufbauen. Moderne System erreichen heute über 350 bar.

Bei der EHB entfällt die hydraulische Verbindung zwischen Betätigungseinheit und der Radbremse. Pedaldruck und -Geschwindigkeit werden mit Sensoren erfasst und gemeinsam mit anderen Signalen vom Steuergerät zur Berechnung des Bremsdrucks genutzt. Dieser wird dann durch das Hydraulikaggregat mit elektrischer Hochdruckpumpe aufgebaut.

Der Piezo-Injektor spritzt abhängig von der Fahrsituation die Kraftstoffmenge für eine effiziente Verbrennung in den Zylinder ein. Er wird permanent vom Rail über den Hochdruckanschluss mit Kraftstoff versorgt. Der Einspritzvorgang wird über den elektrischen Anschluss vom Steuergerät initiiert.

Das aktive Infrarot-Nachtsichtsystem von Bosch, bietet dem Fahrer ein mehr als dreimal größeres Sichtfeld als herkömmliches Abblendlicht – ohne andere Verkehrsteilnehmer zu blenden. Zwei Infrarot-Scheinwerfer leuchten die Straße mit Lichtkegeln aus, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Eine hinter der Frontscheibe installierte Videokamera nimmt die Straßenszene auf und gibt die Bilddaten über ein Steuergerät an ein Display im Kombiinstrument oder das Zentraldisplay weiter. Das Display zeigt dem Fahrer ein brillantes Schwarzweißbild der Verkehrssituation an.

Bei Fahrzeugstillstand wird der Verbrennungsmotor automatisch abgeschaltet. Soll die Fahrt weitergehen, genügt es, ein Fahrpedal zu betätigen, um den Motor neu zu starten. Für den Warmstart wird nur noch so viel Kraftstoff verbraucht wie bei 0,7 Sekunden Leerlauf. Damit lohnt sich ein Stopp bereits ab der ersten Sekunde, für Mensch und Umwelt.

Das Dosiersystem Denoxtronic dient zur Einspritzung von AdBlue®, einer wässrigen Harnstofflösung von 32,5 %, in den Abgasstrom. Durch Thermo- und Hydrolyse wird der Harnstoff in Ammoniak umgewandelt. Im SCR-Katalysator reduziert Ammoniak die Stickoxide zu Wasser und Stickstoff.

Im Vorbeifahren scannt ein Ultraschallsensor den Fahrbahnrand ab. Erkennt der Parkassistent eine passende Längs- oder Querparklücke, erhält der Fahrer umgehend eine Rückmeldung. Aktiviert er nun per Knopfdruck den Parkassistenten, berechnet das System den bestmöglichen Weg in die Lücke, die erforderlichen Lenkmanöver und die Anzahl der Züge. Dann übernimmt der Assistent das Kommando: der Fahrer lässt das Lenkrad los und kontrolliert den Einparkvorgang durch behutsames Gas geben und Bremsen

Moderne Steuerungstechnik managt darin das Zusammenspiel von Verbrennungsmotor und E-Maschine. Eine mechanische Leistungsverzweigung entfällt. Ein wesentlicher Vorteil des Systems ist der einfache Aufbau. Erstmalig in Serie im Volkswagen Touareg und Porsche Cayenne S.

Um das Risiko eines Unfalls im dichten Straßenverkehr oder beim Abbiegen in einer Kreuzung zu reduzieren oder dessen Auswirkungen abzuschwächen, hat Bosch die automatische Notbremsung entwickelt. Erkennt das System eine kritische Annäherung an ein vorausfahrendes oder stehendes Fahrzeug, bereitet es das Bremssystem für eine mögliche Vollverzögerung vor und leitet im Notfall eine Teilbremsung ein.

Bosch entwickelte den eBike-Antrieb von vornherein als komplettes System, bestehend aus Motor, Software, Sensorik, Batterie und Bedieneinheit. Die Getriebeanordnung sorgt für eine optimale Integration und für mehr Bodenfreiheit. Dieser Systemansatz mit kompaktem Mittelmotor-Konzept setzte sich schnell durch und führte Bosch in wenigen Jahren in die Position des europäischen Marktführers.

Das hydraulische System besteht aus zwei Hydraulikeinheiten sowie den dazugehörigen Druckspeichern. Die kinetische Energie, die sonst beim Bremsen vor allem im Stop- and Go-Verkehr in nutzlose Wärme verpufft, wird hier in den beiden Hydraulikbehältern gespeichert. Mit ihrer Unterstützung kann der Verbrennungsmotor bei niedriger Last in einem verbrauchsgünstigeren Betriebspunkt betrieben werden.

Die Motorradstabilitätskontrolle erfasst mit einer Reihe von Sensoren die Fahrdynamik des Zweirads und unterstützt den Fahrer bei Geradeaus- und Kurvenfahrt sowohl beim Bremsen als auch beim Beschleunigen. Diese Sensor-Daten bilden die Grundlage für die Bremsregeltechnologie von MSC, die in allen Fahrsituationen die Fahrzeugsicherheit und -stabilität deutlich erhöht.

Die elektrische Lenkung ist eine Schlüsseltechnologie für assistiertes und hochautomatisiertes Fahren. Die EPS regelt und unterstützt die Lenkung von Fahrzeugen mithilfe eines Elektromotors und bietet ein optimales und angenehmes Lenkgefühl sowie zusätzliche Sicherheit im Fehlerfall dank der neuen Generation von Steuergeräten.

Echte Tasten auf dem Bildschirm fühlen und drücken analog einer mechanischen Taste. Das drucksensible Display ermöglicht neue Formen der Interaktion: Oberflächenstrukturen können rau oder glatt erlebbar gemacht werden und auch die Darstellung von Kanten und Flächen ist dynamisch und abhängig von der Fingerposition auf dem Bildschirm möglich.

Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe sind zu einer Einheit kombiniert, die unmittelbar die Fahrzeugachse antreibt. Das reduziert die Komplexität des E-Antriebs und macht den Antriebsstrang günstiger, kompakter und effizienter.

Das eBike ABS von Bosch ermöglicht effizienteres Bremsen. Raddrehzahlsensoren an beiden Rädern erkennen, wenn die Bremsen blockieren und die Bremskraft wird mittels Software und Regelung automatisch angepasst. Auf diese Weise lassen sich Überschläge auf griffigem Untergrund und Stürze auf rutschigem Untergrund reduzieren.

Große Außenspiegel bei Nutzfahrzeugen schränken die Sicht nach vorn ein und erzeugen einen hohen Luftwiderstand. Das Digital Vision System ersetzt die Außenspiegel durch zwei innenliegende Monitore, sowie zwei Außenkameras, die oberhalb der Fahrerkabine montiert werden. Das aerodynamische Design senkt den Kraftstoffverbrauch um bis zu 2 Prozent. Gleichzeitig verbessert sich die Rundumsicht des Fahrers erheblich und tote Winkel werden reduziert.

Die weltweit erste vollautomatisierte und fahrerlose Parkfunktion (SAE Level 4) nimmt Fahrer: innen nicht nur die lästige Parkplatzsuche, sondern auch den Parkvorgang im Parkhaus ab. Das Auto wird einfach an einer Drop-off-Area abgestellt und die intelligente Parkhaus-Infrastruktur von Bosch übernimmt im Zusammenspiel mit der Fahrzeugtechnik die Fahrt zum freien Parkplatz und das Parken.

Durch das Verschwinden der Elektronikbox, ist das Ladekabel deutlich leichter und kompakter als herkömmliche Ladekabel. Ein Adapter ermöglicht es dem Fahrer jederzeit den zur Lademöglichkeit passenden Stecker auszuwählen. So kann das Hybrid- oder Elektrofahrzeug sowohl zu Hause an einer herkömmlichen Haushaltssteckdose als auch an Wallboxen und unterwegs an Ladesäulen geladen werden.

Sie sind klein, leistungsstark und extrem effizient: Halbleiter aus Siliziumkarbid (SiC). Mit Leistungshalbleitern aus Siliziumkarbid lässt sich vorhandene Energie besonders effizient nutzen. In Leistungselektroniken von Elektrofahrzeugen sorgen Siliziumkarbid-Chips dafür, dass Autofahrer mit einer Batterieladung deutlich weiter fahren können – im Schnitt rund sechs Prozent verglichen mit ihren Pendants aus Silizium

Die Cockpit & ADAS Integration Platform ist eine skalierbare, modulare Plattform. Sie bündelt die Systemfunktionen für assistiertes und automatisiertes Fahren und Infotainment auf einem Hochleistungsrechner. Dank dieser Fähigkeit kann dieser Bosch-Fahrzeugrechner zeitgleich Fahrspuren erkennen, automatisiert parken sowie intelligente und personalisierte Navigations- und Sprachassistenzfunktionen verarbeiten.

Das skalierbare Fuel-Cell-Power-Module ist ein Brennstoffzellensystem für die Stromerzeugung aus Wasserstoff im Fahrzeug. Es wird vorzugsweise in Nutzfahrzeugen, vor allem in der Langstrecken-Anwendung, eingesetzt. Das System besteht aus einem Brennstoffzellenstack und den Brennstoffzellen Submodulen, wie zum Beispiel für Wasserstoff und Luft, die zum Betrieb des Stacks notwendig sind.