Automatische Abstandshalter, Einparkhilfe und Nachtsichtassistent sind nur einige Begriffe aus der langen Liste schlauer Fahrzeugkomponenten. Die Elektronik an Bord wird immer komplexer und verlangt nach höherem Steuerungsaufwand.
Ich sehe was, was Du nicht siehst: Nachtsichtsysteme haben die Straße immer fest im Blick.
DÜSSELDORF. Rund 100 Mikroprozessoren kümmern sich um Assistenzfunktionen wie ABS, ESP oder Scheinwerfer, die sich an jede Situation automatisch anpassen. Fast ebenso viele Steuergeräte senden ihre Befehle an Einspritzpumpen und Airbags. Doch jedes Gerät hat eine eigene Software und jeder Zulieferer verfolgt sein eigenes Konzept. Die Folge ist ein heilloses Durcheinander.
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Software- und Systemtechnik (ISST) in Berlin rechnen mit einer Zunahme des Software-Volumens in Neufahrzeugen in den nächsten vier Jahren um bis zu 300 Prozent. Die Schlüssel zu mehr Sicherheit, Sparsamkeit und Komfort sind Sensoren, Mikrochips und Rechner. Das heißt auch: Ohne Standardisierung der Software läuft bald nichts mehr.
Daran arbeitet die internationale Entwicklungspartnerschaft Autosar, an der neben großen Autobauern und Zulieferern auch das ISST beteiligt ist. Autosar biete den Unternehmen, die Software für Fahrzeuge herstellten, was Entwicklern in anderen Bereichen seit Jahrzehnten zur Verfügung stehe, sagt Markus Hardt, Abteilungsleiter für verlässliche technische Systeme beim ISST. Es geht um nicht weniger als ein einheitliches Betriebssystem für sämtliche Autos.
Die Entwickler müssen dazu alle Fahrzeugfunktionen zuerst unabhängig von der jeweiligen Plattform beschreiben und miteinander verbinden. Erst in einem weiteren Schritt verteilen sie diese Funktionen auf die Steuergeräte des Autos. Zuletzt passen sie die ebenfalls standardisierte Infrastruktur-Software an. Die eigentliche Informationsverarbeitung leistet ein übergeordneter sogenannter "Virtual Functional Bus", der alle Computerprogramme im Fahrzeug verbindet. "Diese Herangehensweise bedeutet eine enorme Vereinfachung und zeigt einen Weg auf, das wachsende Software-Durcheinander zu strukturieren", sagt Hardt.
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Und das ist auch notwendig. "Fahrzeug-Elektronik ist das größte Wachstumsfeld der Automobilindustrie", sagt Ferdinand Dudenhöffer, Direktor des Forschungszentrums Automobilbranche an der Fachhochschule Gelsenkirchen. Im Jahr 2015 werden seiner Schätzung nach vierzig Prozent des Wertes eines Mittelklasse-Fahrzeugs aus Elektronik und Software kommen. Dieser Teil werde die Führung in allen wichtigen Bereichen wie Sicherheit, Antrieb, Navigation und Komfort übernehmen.
Weil das System immer komplexer wird, sieht Dudenhöffer die Herausforderung in der "hundertprozentigen Ausfallsicherheit". Schon jetzt werkeln bis zu 50 verschiedene Steuergeräte unter dem Blechkleid eines Mittelklasse-Autos, die miteinander kommunizieren müssen. Stürzt die Software für die Steuerung der elektronischen Bremse ab, wäre das fatal.
"Wir arbeiten mit Hochdruck am sensitiven Auto, das schon bald rundum sehen können wird. Dazu braucht es besonders leistungsfähige elektronische Systeme", sagt Rainer Kallenbach, Bereichsvorstand Automobilelektronik bei Bosch. "Das Fahrzeug lernt, seine Umgebung wahrzunehmen und zu interpretieren. Die Augen sind die Kameras, der Tastsinn sind Ultraschall- und Radarsensoren."
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Die Bosch-Ingenieure kombinieren verschiedene bildgebende Techniken, damit die Elektronik Gefahren erkennen kann: Ultraschallsensoren überwachen den Raum vier Meter um das Auto, Videokameras den mittleren Bereich bis 80 Meter und Radarsensoren schließlich den Fernbereich bis 200 Meter. Die Aufgabe der Entwickler ist es, diese Systeme miteinander zu vernetzen, damit sie Informationen austauschen können. Bosch will so auch die automatische Notbremsung realisieren. Diese soll einen Wagen stoppen, wenn beispielsweise ein Kind vor dem Auto auf die Straße rennt. In zwei Jahren soll die Technik in den ersten Fahrzeugen zum Einsatz kommen. Bis dahin wollen die Entwickler sicherstellen, dass die Notbremse Autos nicht in den falschen Situationen stoppt.
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Schon heute sorgen intelligente Assistenzsysteme für mehr Sicherheit. So bleiben Fahrzeuge per Videoaufzeichnung in der Spur. Der sogenannte "Lane Assist" von Audi lässt das Lenkrad vibrieren, wenn ein Auto Spurbegrenzungen ansteuert, ohne dass der Fahrer den Blinker setzt und der Lenkwinkel bei dem Streckenverlauf nichts Gutes ahnen lässt. Bei Mercedes wird der Fahrer zwar auch vibrierend wachgerüttelt, allerdings zieht der Wagen dann von allein wieder in die Spur, wenn der Lenker nicht reagiert. Dafür greift das System, ähnlich wie beim ESP, in die Bremse ein. Derartige Lösungen werden alle Premium-Hersteller über kurz oder lang im Angebot haben.
Innovations-Bündnis für mehr Schlagkraft
Große Vorsätze: Unter der wissenschaftlichen Leitung des Forschungsinstituts Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) hat sich vor kurzem die "Innovationsallianz Automobilelektronik" gegründet. In dem Verbund wollen einige Hersteller und Zulieferer der deutschen Automobilbranche in Sachen Elektronik stärker als bisher zusammenarbeiten. Die Allianz besteht derzeit aus den Mitgliedern Audi, BMW, Daimler, Bosch, Continental, Elmos und Infineon.
Neue Ansätze: Die Unternehmen wollen die Entwicklung vor allem in vier Bereichen vorantreiben: Sicherheit, Umweltverträglichkeit, Zuverlässigkeit und Standardisierung. Das zentrale Problem ist das undurchsichtige und zuweilen unkompatible Dickicht aus Steuerungselementen und Software. Wesentlich für den Erfolg wird sein, ob es tatsächlich gelingt, die Architektur der Elektrik- und Elektroniksysteme zu vereinfachen und auf einen Standard zu bringen.
Hoffen auf Umsätze: Die Firmen der Innovationsallianz haben sich verpflichtet, für die Umsetzung der Forschungsergebnisse in marktfähige Produkte in den nächsten Jahren mehr als 500 Mill. Euro zu investieren. Außerdem fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Kooperation mit einem Public-Private-Partnership-Modell. Die Arbeit konzentriert sich auf den vorwettbewerblichen Bereich. Eine Plattform soll helfen, alle Aktivitäten zu bündeln.
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