Wie intelligente Steuergeräte das Auto revolutionieren

Jeden Tag aufs Neue: Autoschlangen kriechen über den Mittleren Ring in München. Für Pendler eine Tortur. Noch. Denn Autopiloten sollen selbst Stop-and-go-Verkehr bald zum reinsten Vergnügen machen. Doch dafür muss die Elektronik auf Hochtouren laufen. Autos müssen so viele Daten erstellen, verarbeiten, validieren, mit Backend und Cloud kommunizieren und Entscheidungen für die Steuerung des Wagens ableiten, dass die herkömm­liche Steuergeräte-Architektur an ihre Grenzen stößt. 80 bis 100 schwarze Boxen stecken heute in einer Oberklasselimousine, 30 bis 50 in einem Kleinwagen.

Damit soll bald Schluss sein. ­Eine Handvoll intelligenter Steuergeräte soll das Zentrum der neuen Architektur bilden. Zahlreiche Funktionen werden in wenigen Plattform-Steuergeräten, sogenannten Domänen, gebündelt.

Der radikale Wandel in der Elektronik stellt auch die Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Zulieferern auf den Kopf. Bislang lieferten Continental, Bosch oder Delphi ein Komplettsteuergerät, spezialisiert auf wenige Funktionen. „Das war für sie ein einträgliches Geschäft, weshalb die Zulieferer keine dringende Notwendigkeit gesehen haben, es zu verändern. So sind die Hersteller selbst aktiv geworden“, erläutert Peter Fintl vom Entwicklungsdienstleister Altran.

Rund 51 Milliarden Dollar soll der Markt für Mikroelektronik im Fahrzeug nach einer Prognose des Zentralverbands Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) im Jahr 2021 schwer sein. Der Wettlauf um die Milliarden, die am softwaregetriebenen Auto hängen, ist in vollem Gange. Audi zählt unter den Herstellern zu den Vorreitern. Zur Konzeption des „Fahrzeug-Gehirns“ zFas, das 2014 auf der CES präsentiert wurde, holte Audi Partner ins Boot, die bis dato nicht in der Autoelektronik verwurzelt waren.

„Wir haben den direkten Kontakt mit Nvidia, Samsung oder Mobileye gesucht“, sagt Berthold Hellenthal, Experte für Halbleitertechnologie bei ­Audi. Gemeinsam habe man Prozes­soren aus Bereichen der Unter­haltungselektronik für das Auto tauglich gemacht. Audis Herangehensweise hat sich etabliert: Hersteller verlassen sich nicht mehr allein auf das Angebot der Zulieferer, sondern bauen selbst Know-how in der Konzeption von Steuergeräte-Plattformen auf und setzen mehr auf Einzelelemente wie Sensoren und deren Verarbeitungssoftware, Hardware für die Steuergeräte, Plattform-Software, Applikationen und Aktuatoren.

„Aus einer Vielzahl an Lieferanten wählen sie die besten aus und integrieren sie dann selbst – oder mit Partnern“, sagt Fintl, der mit Altran eine zentrale Steuergeräte-Architektur für Jaguar Land Rover aufgebaut hat.

Neue Player mischen nun den Markt auf. Orit Shifman ist Chefin von OSR Enterprises, einer Hightech-Firma mit Sitz in der Schweiz und Entwicklungszentrum in Israel. „Man wird langfristig nur noch sehr wenige und danach nur noch eine einzige zentrale Steuerungsplattform im Auto brauchen“, sagt sie. Klar sei aber auch, dass das nicht von heute auf morgen gehe. „Eine Architektur von 100 auf eine einzige Einheit zu modifizieren – das ist ein evolutionärer Prozess.“ Geht es nach ihr, dann sollte die Wahl auf die Steuerungsplattform „Evolver“ von OSR fallen, die die Israelin nur „The Brain“ nennt.

Experten bezweifeln aber, dass ein einziges Steuergerät ausreichen wird. Lars Reger, Technikchef von NXP, dem größten Chiphersteller für die Autoindustrie, geht von einer Domänen-Architektur mit fünf Teilbereichen aus: je eine für Konnektivität, Antriebsstrang und Fahrdynamik, die Karosserieelektronik, das Infotainment und die Automatisierung des Fahrens. „Die braucht man allein schon, um dem Grundsatz der Effizienz nachzukommen“, sagt Reger. Sie werden direkt dort verbaut, wo sie gebraucht werden. Das spart Bauraum, Material und Gewicht.

Die Zulieferer haben an der neuen Architektur weiterhin ihren Anteil: „Wir wissen, was die Hersteller brauchen, wir kennen die Bordnetz-Architektur, und wir haben Erfahrung darin, Komponenten günstig nach ihren Vorstellungen zu implementieren. Das kann keiner so effizient und im großen Stil wie wir“, brüstet sich Delphis Technikchef Glen De Vos. Delphi soll neben Continental und Magna die gemeinsame Plattform von BMW, Intel und Mobileye integrieren.

Dass BMW sich gleich mehrere Partner ins Boot geholt hat, liegt daran, dass der Hersteller die Plattform offen gestalten, Standards schaffen und zum Dialog anregen will. Doch von einem übergreifenden Konsens ist man noch weit entfernt. Einigkeit bestehe nur auf oberster Ebene: beim Ziel, ein vernetztes Auto zu bauen. „Doch in den Ebenen darunter hat jeder Hersteller natürlich auch eigene Vorstellungen“, sagt Conti-Vorstand Helmut Matschi. Von einem Wettbewerb der Systeme könne man noch nicht sprechen, da noch nichts an Endkunden verkauft würde, aber: „Wir haben eine hohe Dynamik im Markt.“

Lesen Sie auch:

Autochips: Infineon will Nummer eins werden

Bosch baut Chipfabrik in Sachsen

OSR Enterprises: Nur noch eine zentrale Recheneinheit fürs Auto