Das Auto der Zukunft mit Apps lenken

9. Jänner 2015, 11:42
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Forscher versuchen, die überbordende Elektronik im Auto drastisch zu vereinfachen: In Zukunft soll es nur mehr ein Betriebssystem geben

München - Cornel Klein blickt im vergangenen Dezember zufrieden auf einen gelben Elektrotransporter, der leise seine Runden im Siemens-Forschungszentrum München-Neuperlach um einen dort für Umbauarbeiten platzierten Schuttcontainer dreht. Schön fährt der Wagen, wendig, schnell auf das Gaspedal reagierend, ohne Auspuffgase - ein, möchte man glauben, klassisches Elektroauto.

Das von dem deutschen Elektrofahrzeughersteller Streetscooter gebaute Modell ist ein zentraler Baustein in dem von Siemens geleiteten, seit 2012 laufenden Forschungsprojekt Race ("Robust and reliable Automotive Computing Environment for future E-Cars"). Gefördert vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, wollen acht Partner aus Industrie und Forschung - neben Siemens und Streetscooter unter anderen das an Elektromobilität forschende Fortiss-Institut der TU München oder die RWTH Aachen - eine Revolution in der Fahrzeugtechnik einleiten: Das Auto soll entrümpelt werden.

Die digitale Steuerung

An die Stelle der althergebrachten dezentralen Elektronik und der schweren Mechanik soll Race ein Betriebssystem wie bei einem Smartphone setzen, auf das sich Funktionen wie Apps spielen lassen. Die Lenk-, Gas- und Bremsmechanik steuern zudem keine mechanischen Stangen, Züge und Wellen mehr, sondern wird ebenfalls digital. "Erinnern Sie sich an die Speicherschreibmaschine in den Achtzigerjahren?", sagt Siemens-Ingenieur Klein, der das Race-Projekt leitet. "Der PC hat die Technologie vom Markt gefegt. Race könnte eine ähnliche Veränderung in die Wege leiten."

Eine übergreifende Softwareplattform klingt nicht viel verlangt, ist aber im Auto alles andere als selbstverständlich. Blickt man unter die Motorhaube und hinter die Blechschalen eines modernen Mittelklassewagens, finden sich neben dem Kabelsalat über siebzig elektronische Steuergeräte wie das Antiblockiersystem ABS oder die Scheibenwischerautomatik gemeinsam mit mehreren Dutzend Sensoren, die alle miteinander harmonisieren müssen. Aufgrund von Kabelverlegung, Anzeigensystemen und Bordelektronik kann man deshalb getrost vergessen, ein Fahrzeug nach Auslieferung mit neuen Funktionen noch aufrüsten zu wollen.

Der Lieferwagen ist ein erster Schritt in die Richtung, das fahrzeuginterne Wirrwarr zu lichten - daher ist der interne Name für den Streetscooter auch "Evolution". Die Race-Ingenieure haben gemeinsam mit ihren Kollegen von Streetscooter erst einmal das Steuergerät ausgetauscht, das den Motorantrieb und die Energierückgewinnung regelt.

Damit ist von der neuen Softwareplattform natürlich nur ein kleines Stück in den Streetscooter importiert. Aber es demonstriert, dass sich die Technologie in traditionelle Fahrzeuge integrieren lässt.

Zahl der Geräte reduzieren

Dabei soll es nicht bleiben: Die Zahl der Steuergeräte soll bis 2015 weiter deutlich reduziert werden, sodass nur noch zwei oder drei Rechner ihre Aufgaben erledigen. Langfristig wird die einheitliche Softwareplattform erlauben, verschiedenste Funktionen nach dem Prinzip Plug & Play auf den Streetscooter hochzuladen. Etwa effizientere Batteriesteuerung, ein Beschleunigungsprogramm oder schlicht einen Trick, mehr Bass aus der Musikanlage zu kitzeln.

Experimenteller Sportwagen

Wie die Race-Zukunft aussehen könnte, demonstrieren die beteiligten Forscher inzwischen an einem ungewöhnlichen Forschungsfahrzeug - dem "Roding Roadster Electric", einem experimentellen, von einer Oberpfälzer Autoschmiede gefertigten Sportwagen, der in Neuperlach in einer Garage steht. Hier vereinheitlicht das Race-Betriebssystem nicht nur die Elektronik.

Es entsorgt auch die komplette Mechanik zwischen Lenkrad, Brems- und Gaspedal einerseits und Motor und Reifen andererseits. Außerdem verlegt ein Radnabenantrieb in der Hinterachse den Motor direkt in die Reifen. Und das Batteriepaket braucht keinen Stecker mehr, sondern wird kabellos induktiv über einem Ladepunkt aufgeladen. Da verwundert es auch nicht, dass der Wagen auch unter "Revolution" firmiert.

An diese Stelle der klassischen Mechanik tritt im Roding das Prinzip "Drive-by-Wire", analog zur "Fly-by-Wire" genannten Computersteuerung von Flugzeugen. Dabei messen bei Brems- und Gaspedal Drucksensoren die Stärke des Fußabdrucks, woraufhin der Zentralrechner entsprechende Digitalbefehle an die Bremsen und den Motor weitergibt.

Eine elektronische Bremsung findet sich heute schon bei Elektroautos wie dem BMW i3, der allerdings auch über eine mechanische Bremse verfügt. Und das Lenkrad steuert hier nicht über die Lenksäule, sondern elektrische Signale. Diese Innovation gibt es etwa bereits bei Nissans Luxuslimousine Q50 Infiniti. Aber kein Serienfahrzeug wartet mit einem solchen Innovationspaket wie das Forschungsfahrzeug Roding auf.

Doch was, wenn ein Hacker über ein infiziertes Update den Bordcomputer des Fahrzeugs dazu bringt, zu blockieren oder eine Notbremsung hinzulegen? Der im Rahmen des Race-Projekts für Softwaresicherheit zuständige Manfred Broy von der TU München gibt sich gelassen: "Wir wissen, wie man Software schützen kann. Nicht nur mit Firewalls. Für das Betriebssystem gibt eine Vielzahl weiterer Sicherheitsmaßnahmen."

Das Internet des Fahrzeugs

Die Digitalisierung des Autos schreitet also voran - und Race fügt sich nahtlos in weitere kommende Neuerungen der Fahrzeugindustrie ein: das autonome Fahren, dem bereits Assistenzsysteme wie Tempomat, Abstandswarner, Spurerkennungssystem oder automatisches Einparken den Weg bereiten.

Es passt auch bestens zum Internet des Autos, das von Fahrzeug zu Fahrzeug und über Sendestationen am Straßenrand in den nächsten Jahren etabliert werden soll. Vorerst geht es aber darum, die Race-Architektur bis zum Ende des Forschungsprojekts 2015 weiter in den Streetscooter zu integrieren. Bis 2017 könnte dann bereits der erste "racifizierte" Kleintransporter vom Band laufen. (Hubertus Breuer, DER STANDARD, 7.1.2015)

  • Futuristisch schaut er aus, der Prototyp, mit dem die am Projekt Race beteiligten Forscher die Vorteile einer zentralen Plattform für IT und Telekommunikation im Auto zeigen wollen.
    foto: siemens

    Futuristisch schaut er aus, der Prototyp, mit dem die am Projekt Race beteiligten Forscher die Vorteile einer zentralen Plattform für IT und Telekommunikation im Auto zeigen wollen.

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