Autoelektronik
Autos sind zu rollenden Hightech-Computern geworden. Die Elektronik verteilt sich dabei auf unterschiedliche Steuergeräte, die den Betrieb überwachen und sicherstellen. Bei der Entwicklung entsprechender Hard- und Software steht die Effizienz oft im Mittelpunkt. Trotzdem sorgen gestiegene Anforderungen dafür, dass die Autoelektronik stetig komplexer wird. Im Folgenden zeigen wir, was Autoelektronik ist, wo sie zum Einsatz kommt und wie sich Hersteller aus dem Automobilsektor zusammenschließen, um einheitlich Standards zu schaffen.
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Was ist Autoelektronik?
Der Begriff Autoelektronik umfasst im Auto eingesetzte Assistenzsysteme ebenso, wie Kombiinstrumente und Motorsteuerung. Moderne Fahrzeuge bringen eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme mit. Zur Veranschaulichung: In modernen Mittelklassefahrzeugen kommen mehr als 20 Steuergeräte zum Einsatz, um die verwendeten Systeme miteinander zu verbinden. Bei Fahrzeugen der gehobenen Klasse sind es mehr als 80. Diese zunehmende Verwendung moderner Technik mit steigender Komplexität führt 2003 zu einem Zusammenschluss verschiedener Unternehmen aus der Automobilindustrie für die Entwicklungspartnerschaft AUTOSAR.
Die Geschichte von Autosar
Die Geschichte von Autosar (Automotive Open System Architecture) geht auf die Anforderungen der Automobilbranche zurück. Die verwendete Hardware soll effektiv, günstig und platzsparend sein. Dies führt zu einer geringeren Rechenleistung und verhältnismäßig wenig Speicher. Die meisten Betriebssysteme werden diesen Anforderungen nicht gerecht. Dies führte 2003 zu einem Zusammenschluss von unterschiedlichen Automobilherstellern, Zulieferern sowie Elektronik- und Softwareherstellern, um eine universell einsetzbare Alternative zu schaffen. Die erste Version von Autosar stand bereits 2 Jahre später zur Verfügung und bis heute sind 3 weitere Updates erschienen, die den Funktionsumfang stetig erhöht haben. Veröffentlichung und Entwicklung sind in 4 Phasen unterteilt. Die ersten 2 Hauptversionen stehen für die Initialphase und dienen der Schaffung grundlegender Standards. Phase 2, welche die Versionen 3 und 4 enthält, erweiterte die Standards und Phase 3 konzentriert sich mit den Unterversionen 3.2, 4.1 und 4.2 auf die Wartung.
Autosar und Autoelektronik
Die zugrunde liegende Software ist eine sogenannte Middleware, die Steuergeräte unterschiedlicher Zulieferer mit der Software verschiedener Autoherstellern verbindet und dabei universell ist. Bei der Entwicklung der Systeme entfällt dadurch viel Grundlagenarbeit, da diese standardisiert vorliegen. Allerdings stößt man bei den zukünftigen Anforderungen an Autoelektronik mit Zielen von 2003 an die Grenzen der Plattform und musste diese umbauen und erweitern, um beispielsweise das autonome Fahren zu unterstützen. Zu diesem Zweck entsteht seit 2017 Adaptive Autosar. Mit dessen Schaffung wurde die Entwicklung der Plattform in Classic und Adaptive Plattform aufgeteilt.
Anwendungsbeispiel für Autoelektronik: Autonomes Fahren
Die Anwendungsbeispiele für Autoelektronik wurden in den letzten Jahren vielfältiger. Vor allem das autonome Fahren schafft neue Herausforderungen für die Technologie. Statt einzelne, voneinander unabhängige Systeme zum Einsatz zu bringen, steht die Vernetzung unterschiedlicher Bereiche zukünftig im Mittelpunkt der Autoelektronik. Dazu kommen viele unterschiedliche Steuergeräte zum Einsatz, die als Teil der E/E-Architektur alle Fahrzeugfunktionen bündeln. Im Zentrum dieses Netzwerks sitzt ein Zentralrechner, bei dem es sich um ein System-on-a-chip handelt, welches auf das autonome Fahren ausgerichtet ist. Dieses kommuniziert einerseits über die Bord-Instrumente, das Frontend, mit dem Nutzer und auf der anderen Seite mit den für den Betrieb zuständigen Systemen. Außerdem besteht eine direkte Verbindung mit dem Hersteller oder Anbieter, um Diagnosedaten beziehen zu können und Updates zeitnah bereitzustellen. Hierbei steht die Sicherheit des Fahrzeuges im Mittelpunkt, die beim autonomen Fahren noch einmal strenger kontrolliert werden muss, als bei herkömmlichen Autos. Neben den „normalen“ Fahrzeugdaten wertet der Prozessor außerdem die Informationen aus den unterschiedlichen Sensoren in Echtzeit aus und sorgt dadurch für einen sicheren Fahrbetrieb.