Automobile Vernetzung für mehr Effizienz und Sicherheit

Sehr geehrte Damen und Herren,

Bosch vernetzt Fahrzeuge für mehr Service und Sicherheit. Voraussetzung für die externe Vernetzung von Fahrzeugen und Infrastruktur ist ein umfassendes Verständnis über das Gesamtsystem Fahrzeug, das Bosch wie kaum ein anderer Zulieferer weltweit besitzt. Wir vernetzen auch im Fahrzeug die Komponenten und Systeme miteinander und mit anderen Informationsquellen. Daraus entwickeln wir neue Funktionen und reduzieren damit den Kraftstoffverbrauch, erhöhen den Komfort, verkürzen die Entwicklungszeit oder individualisieren die Fahreigenschaften.

Voraussetzung für die automobile Vernetzung sind leistungsstarke Kommunikationssysteme. Mit CAN FD – ein neuer CAN-Bus mit flexibler Datenrate – arbeiten wir hier bereits heute an der Zukunft.

Die integrierte Fahrdynamikregelung – Vernetzung von Fahrdynamiksystemen
In der Automobilentwicklung werden traditionell die Domänen Antrieb und Fahrwerk weitgehend getrennt voneinander betrachtet. Ein Beispiel, wie Bosch durch Systemvernetzung im Fahrzeug Agilität und Komfort verbessert, ist die integrierte Fahrdynamikregelung. Für diese Funktion nutzen wir die vorhandenen fahrdynamischen Stellglieder im Fahrzeug, zum Beispiel Bremse, Hinterachslenkung, aktive Stabilisatoren und Differenziale. Bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen setzen wir – abhängig vom Konzept – radindividuell eingebaute Elektromotoren ein. Die integrierte Fahrdynamikregelung steuert die vorhandenen Aktuatoren in einer neuartigen Weise an. Das Ergebnis für den Fahrer ist ein ganz natürliches Fahrverhalten – ganz und gar nicht synthetisch. Er erlebt ein agileres und gleichzeitig komfortableres Fahrzeug ohne Änderungen an der Hardware. Mit verschiedenen vorprogrammierten Einstellungen der Funktion sowie einem frei konfigurierbaren Modus kann der Fahrer zudem seine persönliche Wunschausprägung von Agilität und Komfort direkt einstellen.

Die integrierte Fahrdynamikregelung kann für die Kombination verschiedener Aktuatoren eingesetzt werden – je nachdem welche in einem Fahrzeug eingebaut sind. Das spart wertvolle Entwicklungszeit und reduziert so die Kosten.

Das erste Serienfahrzeug mit der Funktion ist der SLS AMG Electric Drive. Und auch bei einem Konzeptfahrzeug, bei dem wir die Bremse über das Elektronische Stabilitäts-Programm ESP mit einer Hinterachslenkung vernetzt haben, ist die Funktion bereits Realität. Dieses Fahrzeug können Sie auf unserer Teststrecke erleben.

Modulare Hybridplattform – Vernetzung im Antriebsstrang
Auch in der Domäne Antrieb entstehen durch die Verbindung von Verbrennungsmotor und Elektromotoren neue Architekturen. Bosch bietet bereits heute alle Technikbausteine für elektrifizierte Antriebe. Darüber hinaus verfügt die Bosch-Tochter Bosch Engineering über das spezifische System-Know-how für die Entwicklung von Hybrid- und Elektroantrieben für Kleinserien, Sonderfahrzeuge und Prototypen. Schwerpunkt dieser Kompetenz ist die System-, Funktions- und Softwareentwicklung für die unterschiedlichen Architekturen sowie deren elektrische und elektronische Integration. Jeder Kunde erhält auf Wunsch ein individuell für seinen jeweiligen Antriebsstrang ausgelegtes und abgestimmtes System – eine Leistung, die besonders für Kleinserienhersteller interessant ist.

Um zukünftig die Entwicklung von hybriden und elektrischen Antrieben effizienter zu unterstützen, entwickelt Bosch eine modulare Hybridplattform. Mit dieser neuen Software entwickeln wir Betriebsstrategien für eine Vielzahl von Antriebsarchitekturen. Die Software integriert dafür flexibel die eingebundenen Elektromotoren und die Schnittstellen zahlreicher Steuergeräte. Das verkürzt die Entwicklungszeit und reduziert somit die Kosten.

Bosch: Servicepartner für Elektromobilität
Neben der Entwicklung von hybriden und elektrischen Antrieben entstehen durch die Elektrifizierung neue Geschäftsfelder. Bosch unterstützt bereits seit 2009 Kfz-Werkstätten bei Service und Reparatur von Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Dafür schult der Geschäftsbereich Automotive Aftermarket die erfahrenen Elektronik- und Diagnosespezialisten der Bosch Service Betriebe zu allen Aspekten der Hochvoltsysteme und bietet das erforderliche Fachwissen im Umgang mit neuen Antrieben. Darüber hinaus unterstützt Bosch Servicebetriebe und Kfz-Werkstätten mit modernsten Test- und Diagnosegeräten, um Wartungs- und Reparaturarbeiten an allen gängigen Hybrid- und Elektrofahrzeugen schnell und effizient durchzuführen. Ausbildungslehrgänge, Schulungen und eine technische Hotline runden das Angebot ab. Bereits heute ist der Bosch Service mit seinem flächendeckenden Werkstattnetz Partner im Flottengeschäft. In Modellregionen unterstützt Bosch darüber hinaus bei Elektromobilitätsprojekten – vom Elektroroller bis zum Elektroauto.

Nächster Schritt: Systemübergreifende Vernetzung
Meine Damen und Herren, kommen wir nun vom Service für den Aftermarket zurück zur Vernetzung in der Fahrzeugentwicklung. Durch die Elektromobilität wachsen hier die bisher weitgehend getrennt voneinander betrachteten Bereiche Antrieb und Fahrwerk immer mehr zusammen. Denn die Elektrifizierung eröffnet über den Antriebsstrang hinaus auch fahrdynamisch neue Potenziale. Bei sportlichen Fahrzeugen kann zum Beispiel konzeptabhängig die Querdynamik entscheidend verbessert werden. Verbaut man beispielsweise zwei Elektromotoren links und rechts an einer bislang nicht angetriebenen Achse, können diese asymmetrisch Drehmoment abgeben. So machen sie beispielsweise aus einem zuvor heckgetriebenen Sportwagen ein Allrad-Fahrzeug mit Torque-Vectoring-Funktion. Die Steigerung des Fahrspaßes ist auch ein Beitrag zur Erhöhung der Attraktivität von Hybrid- und Elektrofahrzeugen.

Sensor zur Außenwelt: Vernetzung mit dem elektronischen Horizont
Bosch vernetzt automobile Systeme zudem mit den Daten des elektronischen Horizonts, der als Sensor zur Außenwelt eine detaillierte Streckenvorschau liefert. Dazu integrieren wir Informationen wie Kurvenradien, Steigungen und Höchstgeschwindigkeiten mittels eines neuen standardisierten Schnittstellenprotokolls direkt in die Fahrzeugsysteme. Werden diese Daten logisch mit der adaptiven Abstands- und Geschwindigkeitsregelung ACC und dem Antriebsstrang vernetzt, reduzieren wir damit den Kraftstoffverbrauch und erhöhen den Komfort.

Hier ein Beispiel: Bereits heute können wir den Fahrer im Vorfeld über eine Kurve oder Geschwindigkeitsbegrenzung informieren. Wir können ihm anzeigen, wie hoch die optimale Durchfahrtsgeschwindigkeit ist, welcher Gang für eine möglichst verbrauchsschonende Fahrweise empfohlen wird und wo Brems- und Beschleunigungspunkte sind.

Im nächsten Schritt vernetzen wir diese Daten mit der ACC-Regelung. Wir errechnen mit den Daten des elektronischen Horizontes den zukünftigen Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs. Dabei beziehen wir nicht nur die Informationen der nächsten Kurve mit ein, sondern zahlreiche zusätzliche Informationen über das vorausliegende Streckenprofil. So entsteht eine Adaptive Cruise Control mit „Weitblick“: Das ACC reguliert die Fahrzeuggeschwindigkeit selbständig und bremst nun genauso vor Kurven, Geschwindigkeitsbegrenzungen und dem Ortsschild, wie vor Hindernissen und vorausfahrenden Fahrzeugen. Diese Funktion bedeutet für den Fahrer ein Plus an Komfort und Sicherheit.

In einem weiteren Schritt integrieren wir die Daten des elektronischen Horizonts zudem in die Fahrstrategie und in das Energiemanagement von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, Hybrid- oder Elektrofahrzeugen. Anhand der detaillierten Streckenvorschau errechnen wir die benötigte Antriebsenergie und steuern den Verbrennungsmotor und konzeptabhängig die Elektromotoren entsprechend an. Wird zum Beispiel ein Fahrabschnitt erkannt, in dem Hybridfahrzeuge mehr Energie rekuperieren können, kann die Batterie zuvor über den verstärkten Einsatz des Elektromotors entladen werden. Abhängig von der Fahrstrecke und dem Fahrzeugtyp lassen sich damit bis zu zwei Gramm CO2 pro Kilometer einsparen. Dies können sich Fahrzeughersteller durch die Anerkennung als Öko-Innovation der Europäischen Union auf ihre CO2-Flottenemission anrechnen lassen. Zudem bietet eine verbrauchsoptimierte Anpassung der Fahrstrategie das Potenzial, den Kraftstoffverbrauch konzeptabhängig um zehn Prozent und mehr zu reduzieren. Die hier vorgestellte vernetzte Regelstrategie können sie ebenfalls heute in einem unserer Konzeptfahrzeuge erleben.

Zukunftstrend: Individualisierung von Fahrfunktionen
Meine Damen und Herren, die Funktionen, die ich Ihnen gerade skizziert habe, bieten wir nicht nur in der heute vorgestellten Ausprägung an. Vielmehr sehen wir in Zukunft den Trend, dass Fahrfunktionen mit verschiedenen Modi erstens das Bedürfnis des Autofahrers nach mehr Individualität und zweitens dem Wunsch der Fahrzeughersteller nach einer markenspezifischen Differenzierung der Fahreigenschaften erfüllen müssen. Daher entwickeln wir für unsere Kunden unterschiedliche Ausprägungen für zahlreiche neue Funktionen. Fahrstrategien können wir mit einem Eco-Modus besonders verbrauchsorientiert und mit einem Sport-Modus besonders dynamisch auslegen. Für die anfangs genannte integrierte Fahrdynamikregelung haben wir insgesamt vier Differenzierungen entwickelt: einen Safe-, einen Sport- und einen Drift-Modus sowie eine individualisierbare Auslegung, die jeder Fahrer entsprechend seiner persönlich favorisierten Fahreinstellung frei konfigurieren, abspeichern und jederzeit aktivieren kann.

Entwicklungskompetenz: Auslegen von Bordnetzen
Durch die Vernetzung im Fahrzeug und darüber hinaus mit dem Internet wächst die Komplexität von elektrischen und elektronischen Systemen, Komponenten und Funktionen. Um sie zu beherrschen, wird das optimale Auslegen und Steuern von komplexen Bordnetzen zur wichtigen Fähigkeit in der Fahrzeugentwicklung.

Das Fahrzeugbordnetz verbindet alle elektrischen und elektronischen Komponenten im Fahrzeug und sorgt für die Verteilung von Energie und Informationen. Unser langjähriges automobiles Wissen über Antrieb und effiziente Nebenaggregate, Sicherheits-, Assistenz- und Bediensysteme sowie deren Zusammenwirken, ist Basis für ein weiteres wichtiges Angebot: Denn Bosch unterstützt seine Kunden auch bei der Auslegung von Bordnetzen und einem effizienten Energiemanagement. Wir entwickeln und optimieren die Systemarchitekturen moderner Bordnetze und integrieren die passenden Komponenten in ein leistungsstarkes und ausfallsicheres Gesamtsystem.

Kommunikationssystem der Zukunft: CAN FD
Nicht nur das Energiebordnetz hat eine große Bedeutung als Voraussetzung für die Vernetzung im Fahrzeug – ebenso die automobilen Kommunikationssysteme. Nach wie vor steht der CAN-Bus als Synonym für sichere und kostengünstige Datenkommunikation im Fahrzeug – neben Hochleistungs-Bus-Lösungen wie FlexRay und dem kommenden Ethernet.

Bosch begann bereits 1984 mit der Entwicklung des CAN als automobiles Kommunikationssystem. Nach ersten Einsätzen in der Industrie, ging der CAN von Bosch 1991 im Auto in Serie. Was vor rund 25 Jahren noch utopisch groß klang, reicht heute meist nicht mehr aus – nämlich Übertragungsraten von 1 Mbit/s und einer Datenwortlänge von acht Byte pro CAN-Nachricht. Viele CAN-Systeme stoßen deshalb heute beim Datendurchsatz an ihre Grenzen. Bosch hat dafür mit CAN FD – CAN mit flexibler Datenrate – Anfang 2012 eine Lösung für einen höheren Datendurchsatz im bestehenden CAN-System vorgestellt.

CAN FD erweitert das bestehende CAN-Protokoll in zwei Punkten:

• Erstens kann die Übertragungsrate in der Datenphase auf Werte größer 1 Mbit/s erhöht werden.
• Zweitens kann das Datenwort, das pro Nachricht übermittelt wird, nun bis zu 64 Byte lang sein. Je nach System erhöht sich so der Datendurchsatz und wir können zum Beispiel kürzere Ladezeiten für Software erzielen oder die Kommunikation über sehr lange Leitungen hinweg deutlich beschleunigen.

Die Standardisierung von CAN FD als Erweiterung der ISO11898-1 läuft bereits. Zudem wird CAN FD von der aktuellen CAN Protocol Controller-IP von Bosch in vollem Umfang unterstützt und wurde bereits an mehrere Chip-Hersteller ausgeliefert. Erste Mikrocontroller mit CAN FD-Unterstützung werden voraussichtlich ab Ende 2013 am Markt verfügbar sein. CAN-Bus Test- und Analysewerkzeuge mit CAN FD-Unterstützung werden von Toolherstellern wie unserer Tochtergesellschaft ETAS GmbH bereits angeboten. CAN FD entspricht damit den Anforderungen moderner Automobil- und Industrieanwendungen.

Meine sehr geehrten Damen und Herren,

Vernetzung ist für uns mehr als ein Synergieeffekt. Wir vernetzen automobile Technik in ihren Domänen und weit über ihre Systemgrenzen hinweg. Wir arbeiten an zukunftssicheren Kommunikationssystemen als Voraussetzung der Vernetzung und wir entwickeln maßgeschneiderte Lösungen für unsere Kunden und die Mobilität von morgen.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

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