Elektronik als Innovationstreiber im Kraftfahrzeug

In den letzten 30 Jahren hat sich die Zahl der im Straßenverkehr getöteten Personen halbiert, obwohl das Verkehrsaufkommen um 150 Prozent stieg. Moderne Einspritzsysteme reduzierten die Abgase von Dieselmotoren seit 1990 um über 90 Prozent – bei weiter sinkendem Kraftstoffverbrauch. Maßgeblichen Anteil an diesem Erfolg hat die Einführung elektronisch gesteuerter Systeme. Deren Anteil im Auto wird auch in den nächsten Jahren wachsen, da die AnForderungen an Sicherheit und Umweltverträglichkeit, aber auch die Zahl der Komfortfunktionen weiter steigen. So besitzen Fahrzeuge der Ober- und Luxusklasse mittlerweile bis zu 80 Steuergeräte, die ihre Daten untereinander austauschen. Noch mehr Steuergeräte führen aber zu einer Komplexität, die nur mit größtem Aufwand beherrschbar ist. "Mit der Vernetzung der Elektronik schaffen wir die Voraussetzung für die sichere Funktion von Systemen, die Sicherheit, Sauberkeit und Sparsamkeit weiter steigern", so erläutert Dr. Bernd Bohr, Vorsitzender des Unternehmensbereichs Kraftfahrzeugtechnik bei Bosch. "Und zudem bleibt die wachsende Komplexität des gesamten Systems Kraftfahrzeug beherrschbar."

Bosch arbeitet bereits seit den 80er Jahren an der Vernetzung. Der von dem Kraftfahrzeugzulieferer entwickelte und 1991 erstmals eingesetzte CAN-Bus hat sich mittlerweile weltweit als Standard durchgesetzt. Seit Anfang der 90er Jahre forscht Bosch an einer standardisierten Softwarearchitektur – dem Cartronic-Konzept. Das Ergebnis dieser Arbeiten fließt nun in die Autosar-Initiative (Automotive Open Systems Architecture) ein, die Zulieferer und Hersteller der Automobilindustrie ins Leben gerufen haben. Die neue Architektur sieht eine gemeinsame Softwarestruktur vor, die bisherige firmenspezifische Einzellösungen ersetzen soll. Auf dieser vom Zulieferer dargestellten Grundfunktionalität lassen sich dann herstellerspezifische Softwarefunktionen einbinden, die eine Differenzierung im Wettbewerb ermöglichen. Die Systeme werden zuverlässiger und preiswerter, die Entwicklungskosten sinken erheblich.

Bislang setzen die Ingenieure neue Funktionen meist mit einem eigens dafür entwickelten Steuergerät um. In künftigen Fahrzeuggenerationen soll ein Netz von rund 20 Steuergeräten alle Funktionen abdecken. Von ihnen fungieren einige wenige als Hauptrechner, die wichtige Funktionsgruppen wie zum Beispiel Antriebsstrang, Fahrzeugelektrik oder Fahrwerkmanagement bündeln. Über Datenbusse stellen einerseits Sensoren aufbereitete und geprüfte Signale bereit, andererseits erhalten Aktoren mit integrierter Ansteuerelektronik über die Busse die entsprechenden Stellbefehle. Neue Funktionen können künftig oftmals die bestehende Rechnerstruktur nutzen und werden als reiner Software-Zusatz darin integriert. Ein früher notwendiges zusätzliches Steuergerät kann damit entfallen, und das System muss nur mit den eventuell erForderlichen Sensoren und Aktoren ergänzt werden. Software ist somit künftig nicht mehr zwangsläufiger Bestandteil einer Hardware, sondern wird zunehmend eigenständiges Produkt. Geschäfts- und Zusammenarbeitsmodelle zwischen Zulieferer und Hersteller müssen dieser Situation in Zukunft angepasst werden.