Flex-Ray-System im Auto soll Daten-Kollaps verhindern
Natur inspiriert Elektronikentwickler

Das menschliche Nervensystem dient Fraunhofer-Forschern als Vorbild bei der Verknüpfung von Steuergeräten im Auto.

STUTTGART. Die Verknüpfung von Biologie und Technik – die Bionik – wird in vielen technischen Bereichen schon lange als Vorbild genutzt. In anderen jedoch gar nicht. Forscher in der Informations- und Leistungselektronik etwa, jener Disziplin, die sich mit dem Transport und der Verarbeitung von Bytes und elektrischem Strom befasst, hatten lange Zeit mit der Natur wenig am Hut. Deshalb haben Forscher um Albert Cucek vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart vor rund zwei Jahren begonnen, auch hier nach biologischen Vorbildern zu fahnden.

Sie waren überrascht, dass allein der menschliche Körper gleich mehrere Antworten auf fundamentale Probleme der Informations- und Leistungselektronik bietet. Es zeigte sich, dass eine Kopie der Struktur des menschlichen Nervensystems die Elektronik in Autos verbessern könnte. Und, dass das Innenohr einen perfekten Bauplan für störungsfreie Durchflusssensoren liefert.

Inzwischen ist es Cucek und seinen Kollegen gelungen, ihre Erkenntnisse auf technische Systeme zu übertragen. Erste Entwicklungen haben sie zum Patent angemeldet. Die Forscher haben beispielsweise ein Funktionsschema für Elektroniksysteme im Auto entwickelt, das dem des menschlichen Nervengeflechts entspricht.

Bislang arbeitet die Autoelektronik mit Datenübertragungsstrukturen (Bus-Systemen) in denen viele Elektronik-Komponenten für die Fahrzeugsicherheit hintereinander geschaltet sind – zum Beispiel das ABS-System oder das Elektronische Stabilitätsprogramm (ESP). Informationen, die für eine dieser Komponenten bestimmt sind, rasen zunächst von zentralen Steuergeräten über eine Hauptdatenleitung an allen anderen Knoten vorbei, ehe sie endlich beim richtigen Elektronik-Bauteil ankommen. Je mehr Komponenten, so genannte Knoten, im Auto verbaut sind, desto enger wird es auf der Datenautobahn – bis es zum Kollaps kommt und die Elektronik streikt.

Abhilfe soll in Zukunft das neue Flex-Ray-System schaffen. Dabei handelt es sich um ein Bus-System, das nicht allein auf eine zentrale Datenleitung setzt, sondern Knoten auch über einige separate Leitungen mit den Steuergeräten kontaktiert. Cucek stellte jedoch fest, dass auch das Flex-Ray-System an seine Grenzen stoßen wird, wenn die Zahl der Knoten weiter zunimmt – insbesondere durch Einführung der x-by-wire-Systeme. Hier werden ehemals mechanische Bauteile wie die Lennkung oder Bremse mit kleinen Elektromotoren angetrieben.

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