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Seminarvortrag am 02.12.2003
Ingo Ludwig
Übersicht
• Geschichtliches
• Car IT
• Car MM
• Busse
• Sinnfrage
Geschichtliches
• 1908 – Vorstellung Ford Modell T
• 1932 – Blaupunkt AS5, erstes europäisches Autoradio mit Röhrenvertärtker
• 1953 – erster automatischer Sendersuchlauf
• 1958 – Plattenspieler fürs Auto
• 1961 – volltransistorisiertes Autoradio mit UKW
• 1968 – Musik-Cassette
• 1983 – Audio CD
• 1993 – CarIN-System
Geschichtliches
• 1908 – Erste Idee des ABS
• 1964 – Erst mit Halbleitertechnik wird ABS realisierbar
• 1970 – ABS hatte noch über 1000 Bauteile
• 1978 – ABS wird serienreif, nur noch 140 Bauteile
• 1986 – ABS wird erweitert mit ASR
• 1995 – ESP wird vorgestellt
• 2003 – 100 Mio. ABS und 10 Mio. ESP verkauft
Car IT – aktive/passive Sicherheit
• ABS
• ESP
• PreSafe
Car IT – ACC
• Tempomat
• Radar erfasst Gegenstände vor dem Auto
• Reichweite bis 150 m
• Autopilotfunktion
• Weitere Funktion PDC
• Kann kombiniert werden
mit Müdigkeitswarner
Car IT – HUD
• Technik aus Flugzeugbau
• Per Video-Beamer auf Scheibe projiziert
• Angezeigte Information frei programmierbar
• Mit Laneguard, ACC und Infrarotkamera
wäre Blindflug möglich
Car IT – AFL
• Dynamisches Kurven- und Abbiegelicht
• Bis zu 15 Grad schwenkbar
• Kurven werden bis zu 90% besser ausgeleuchtet
• In Zukunft vielleicht mit GPS
Car IT – AFL
• Beim Abbiegen bis zu 90 Grad schwenkbar
• Abhängig von Blinker und Lenkeinschlag
• Ab 50 km/h deaktiviert
Car IT – X-By-Wire
• Brake-By-Wire
• Steer-By-Wire
• Suspension-By-Wire
• Drive-By-Wire
Car IT – Brake-By-Wire
• Heute nur Hybrid-Systeme– Elektrohydraulisch (für ESP)
– Elektromechanische Bremse
• Probleme mit Bordspannung
• Hybrid-Systeme dienen heute zum Sammeln von Erfahrungen
• Echtes Brake-By-Wire erst in dernächsten Dekade
Car IT – Steer-By-Wire
• Vorstufe: Aktivlenkung im 5er BMW
• Mechatronische Lenkung ohne Lenksäule
• Force-Feedback-Lenkrad
Car IT – Steer-By-Wire
• Vorteile gegenüber normaler Lenkung:– Mechatronik verbraucht weniger Energie
– Keine Lenksäule mehr
– Gegenlenken bei ESP möglich
– Autopilot möglich mit ACC und Laneguard
– Einstellbare Lenk-Charakteristik
Car IT – Steer-By-Wire
• Probleme:– Gesetzgeber verbietet Steer-By-Wire noch
– 2-Fach Redundanz und eigene Stromversorgung der Systeme steigert das Gewicht
– Was passiert bei Totalausfall?
Car IT – Suspension-By-Wire
• Vollwertiges elektromechanisches Fahrwerk
• Steuergerät kennt optimale Einstellungen
• Vorstufe heute: einstellbare Luftfederbeine
Car MM – Navigations-Systeme
• GPS – Empfänger
• Kreiselkompass
• Mit TMC dynamische Routenplanung möglich
• Telefon – Ansteuerung über weitere Module
Car MM – Infotainment
• Nicht mehr für jedes Gerät ein eigener Regler
• Informationen und Einstellungen über– Klima
– Radio/CD
– TV-Tuner
– Telefon
– Navigation
– ESP
– Luftfederung
– Bordcomputer
Car MM – Infotainment
• VW-Phaeton
Car MM – MC5400
• Nachrüst-System für MM-Anwendungen
• HTML-Browser
• Email-Client
• Spiele
• MP3-Player
• Anschlüsse für– 3 Monitore
– TV-Tuner
– DVD-Player
Car MM – CarComp Mini PC
• Vollwertiger PC mit– 2,6 GHz Pentium 4
– 80 GB Festplatte
– DVD-Laufwerk
– Funktastatur und Maus
– GPS-Navigation
– Optional mit WLAN-Karte
• Sehr kompakte Bauweise
Car MM – DAB
• Digitaler Klang, vergleichbar mit MP3
• DAB noch nicht flächendeckend ausgebaut
• Wenig Geräte am Markt erhältlich
• Radiosender geben teilweise Lizenzen wieder ab
Car MM – DVB-T
• Digitales Fernsehen über Antenne
• Flächendeckende Erschließung bis 2010 geplant
• Bis 160 km/h störungsfreier Empfang
• Noch wenig verbreitet, daher kaum Geräteverfügbar
Busse
• Verschiedene Busse für verschiedene Aufgaben• Antrieb und X-By-Wire
– CAN – FlexRay– TTP
• Infotainment– Most– D2B– CAN
• Karosserie-Kommunikation:– LIN– CAN
Busse - Sicherheitsrelevant
Busse – FlexRay und TTP
• Speziell entwickelt für X-By-Wire – Systeme
• Fehlertolerant
• Zeitkritisch
• Schnelle Bussysteme
• FlexRay bevorzugt von BMW, DaimlerChrysler
• TTP bevorzugt von Audi, VW und Renault
Busse
Busse – MOST und D2B
• Infotainment Busse
• MOST– Kunststoff-Lichtleiter
– Hohe Datenraten
– Aktuelle Technologie
• D2B– 3 Adriger Bus
– Mittlere Datenraten
– Veraltet, kaum noch genutzt
Busse – Der CAN-Bus
Die Arten des CAN (Controller Area Network)
Busse – CAN und D2B
Busse – Der LIN-Bus
• Sehr günstiger Bus
• Oft mit CAN kombiniert
• Steuert nicht sicherheitsrelevante Systeme:– Fensterheber
– Sitzverstellung
– Außenspiegel
– Scheinwerfereinstellung
Busse - Geschwindigkeiten
Sinnfrage
• Mehr Elektronik = mehr Fehlermöglichkeiten– Airbag Warnlampen
– Streikende Fensterheber
– Ausgefallene Infotainment-Systeme
• 50% aller Pannen gehen auf Elektronik zurück
• Kabel und Redundanzen machen Autos schwer
• Keine einheitlichen Busse schlecht fürZulieferer
• Stromhunger der Systeme
• Lieferprobleme der Chips nach vielen Jahren
Sinnfrage
• Elektronik macht Autos sicherer, aktiv oder passiv:– ESP
– PreSafe
– ACC
– Müdigkeitswarner (jeder 4. Unfall durch Müdigkeit)
– Alkoholdetektoren
• Mitgliedstaaten der EU verpflichten sich Zahl der Verkehrstoten bis 2010 zu halbieren
Sinnfrage
• Elektronik macht Autos bequemer– Keyless Entry and Go
– Automatisch einstellbare Sitze und Rückspiegel
– Firmware Updates an der Tankstelle per WLAN oder Bluetooth
Sinnfrage
• High Tech hilft Sprit sparen– Reine Mechatronik leichter als Mechanik und Hydraulik
– 100 Kg weniger Gewicht sparen ca. 0,5l Benzin
– Optimale Gemischaufbereitung
– Nebenaggregate entfallen• Riemen und Zahnräder erhöhen mechanischen Widerstand
Sinnfrage
• Mehr Zulieferer als noch vor Jahren
• 90% der echten Innovationen bei Elektronik
• Heute entstehen nur 8% der Kosten durch Elektronik, bei Oberklasse-Modellen 20-40%