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Autonomes Fahren – mit funktions-unabhängigem Betriebssystem?


Assistenzsysteme erobern das Fahrzeug. Autonomes Fahren der Zukunft macht das Auto zu einem mobilen Rechenzentrum. Im Projekt RACE wurde für die Bordelektronik eine radikal neue Elektrik-Elektronik-Architektur konzipiert. Die ultimative Frage für den elektronisch gesteuerten Verkehr der Zukunft lautet: Wie viel Intelligenz bleibt künftig im Fahrzeug und wie stark wird es von außen gesteuert?

Link-Empfehlungen der Redaktion zu weiterführenden Informationen:

- unser Bonus-Track auf YouTube: Susanne Päch im Gespräch mit RACE-Projektleiter Dr. Cornel Klein über das revolutionäre Konzept eines einheitlichen Betriebssystems im Fahrzeug – hier

- Talk mit Michael Valentine-Urbschat über das Elektromobil im magischen Dreieck von Marke, Macht und Markt sowie die Bedeutung neuer Player und deren Technologien im Markt – hier

- „Elektrisiert“ ist der Titel des Wirtschaftskrimis von Michael Valentine-Urbschat; der frühere Topmanager in der Automobilindustrie hat seinen Frust über den schleppenden Markt von Elektrofahrzeugen als Anlass genommen, ein literarisches Werk zu verfassen. Er hofft, neuen Zielgruppen verständlich zu machen, welch entscheidende Rolle der Verkehr beim Thema Klimaschutz spielt und dass jeder einzelne dazu einen Beitrag leisten kann. In unserem Bonus-Track talkt Susanne Päch mit ihm zum Thema – hier

Mehr Infos zum Inhalt des Videos:

Im Forschungslabor von Siemens haben IKT-Experten gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie „das Auto als Rechenzentrum“ erfunden. Grundlage ist ein radikal-innovatives „Betriebssystem“ für das autonome Fahrzeug der Zukunft, dessen Herzstück Steuerungseinheiten aus massenhaft gefertigten Chips für die mobile Kommunikation bilden. Eingeflossen sind darin Know How aus der Robotik sowie das Fly-by-wire-Konzept der Luftfahrttechnik. Das Automobil als ultimatives mobiles Device wurde in einen Roding Roadster als Testfahrzeug integriert – zusammen mit einer elektronischen Lenkung sowie zwei von Siemens entwickelten Radnaben-Motoren in den beiden Felgen der Hinterräder. Die RACE-Plattform entstand in einem dreijährigen Projekt, das im Februar 2015 abgeschlossen wurde.

Doch zwischen einem derartigen Forschungsfahrzeug und der Massenfertigung liegt ein weiter Weg – hat das innovative Konzept doch einen großen Nachteil: Es passt nicht in die heutige Entwicklungslandschaft der großen Automobilhersteller. Dort wäre ein großer Umbruch erforderlich, denn heute lassen sich die Automobilhersteller die einzelnen Module der Bordelektronik von unterschiedlichen Zulieferern gekapselt als Hardware-/Software-Komponenten entwickeln. So ist es nicht erstaunlich, dass die etablierte Szene aus Herstellern und Zulieferern dem neuen Konzept noch abwartend gegenübersteht.

Unterdessen arbeitet das von führenden Automobilherstellern und Zulieferern 2003 ins Leben gerufene Konsortium „Autosar“ – es steht für Automotive Open System Architecture – daran, ebenfalls eine von der Hardware entkoppelte Software-Plattform aufzubauen, mit der die unterschiedlichen elektronischen Steuerungseinheiten mit ihren Sensoren und Aktoren im Fahrzeug zumindest teilweise zusammengeführt werden können. Ein von den Komponenten gänzlich entkoppeltes Betriebssystem über der gesamten Architektur lehnt Autosar derzeit noch ab, auch wenn Dr. Cornel Klein, Projektleiter von RACE aus der Siemens-Forschungsabteilung, betont, dass es in der Automobilszene schon Stimmen gibt, die eine derartige Lösung zukünftig für erforderlich halten. Das Konzept würde aber zwangsläufig dazu führen, dass der Hersteller – selbst oder über einen zentralen IT-Lieferanten – ein über alle Serienmodelle hinweg einheitlich konzipiertes Betriebssystem entwickelt. Die großen Zulieferer müssten auf dieser Software ihre Module entwickeln und würden damit die Kontrolle über die heute noch modular aufgebaute Bordelektronik verlieren.

Solche massiven Veränderungen können eigentlich nur von neuen Playern im Markt voran gebracht werden. Das könnte zum Beispiel Google sein, das Unternehmen, das seit Jahren massiv an der Entwicklung des autonomen Fahrens arbeitet und Automobilhersteller künftig zu Karosseriebauern mit Vertriebs- und Marketingkompetenz degradieren könnte. Das Infotainmentsystem von Autos haben sie mit Internetdiensten längst übernommen, sie wollen jedoch von außen immer tiefer in die Mobilitätsfunktionen des Automobils hinein wachsen. Am Horizont taucht die Frage auf: Steuert Google mit einem globalen System künftig auch die Funktionen im Fahrzeug oder wird das Auto von morgen mit einem starken eigenen Betriebssystem fahren und seine Funktionen vor allem intern und lokal regeln?

Siemens denkt in der zweiten Kategorie und setzt dabei auf die neuen Anbieter von Kleinserien im Bereich Elektrofahrzeuge. Mit Produzenten wie Streetscooter hofft der Elektronik-Konzern, das disruptive Konzept fürs autonome Fahren auf die deutschen Straßen zu bringen und in das verlorene Automobilgeschäft wieder einzusteigen. Ein Pilotfahrzeug des E-Mobils wurde im Projekt bereits mit einem ersten Prototyp der RACE-Plattform ausgerüstet und zeigte seine prinzipielle Machbarkeit. Ende 2017 soll ein aus RACE hervorgegangenes Produkt für die Elektromobilität auf den Markt kommen. Dabei hat der Elektronikriese aus München sicherheitshalber auch andere Absatzmärkte mit hoher Sicherheitsanforderung im Blick, in denen Google heute noch keine Aktien im Spiel hat: fahrerlose U-Bahnen, Energiemanagement, Smart Grids … die Welt – bald überall von Betriebssystemen gesteuert!

Erstsendung: Juli 2015

© 2015 mce mediacomeurope GmbH

Immer mehr Autos fahren elektrisch …

… aber mit unterschiedlichen Batterie-Konzepten


2011 wird in die deutsche Automobilgeschichte als das Jahr der ersten marktfähigen Elektroautos eingehen. Der iMiev von Mitsubishi, der Opel Ampera und vier Modelle von Renault starten verkaufstechnisch durch. Zusammen mit den Elektromobilen der amerikanischen Tesla Motors und dem Modell der taiwanischen Luxgen – das allerdings in Deutschland noch nicht verkauft wird – stellen wir E-Modelle vor allem im Hinblick auf die unterschiedlichen Batterie-Lösungen vor.

Link-Empfehlungen der Redaktion zu weiterführenden Informationen:

- Forschungsschwerpunkt Elektromobilität und Forschungsfahrzeug FreccO Fraunhofer-Gesellschaft – Link
- Competence E des KIT – Link
- Elektromobilität bei Renault – Link
- Infineon zur Elektromobilität – Link
- Webseite des Opel Ampera – Link
- Daimler zu elektrischen Antrieben – Link
- Konzept i von BMW – Link

Mehr zum Inhalt des Videos:

Das Spektrum der technischen Lösungen für Lithium-Ionen-Batterien im Fahrzeug ist breit: Die amerikanische Tesla, Pionier der E-Mobilität, nutzt für ihre Fahrzeuge handelsübliche Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in PCs zum Einsatz kommen. Rund 6800 solcher kleiner, gewickelter Zellen sind in einem Fahrzeug untergebracht. Der neue Ampera von Opel dagegen, seit November 2011 in Deutschland zu kaufen, setzt auf leistungsstarke und neuartige Lithium-Ionen-Zellen und benötigt nur noch 288 flache Einzelzellen. Aber nicht nur die Leistungsstärke, auch das chemische Innenleben unterscheidet sich bei den Batterietypen, die heute für E-Fahrzeuge zum Einsatz kommen. Noch ist der Lithium-Ionen-Akku der zweiten Generation ein weltweites Experimentierfeld, es geht auch um die weltweite Technologieführerschaft.

Alle Experten, ganz gleich, welchen Lithium-Ionen-Typ sie präferieren, eint eine gemeinsame, noch unbeantwortete Frage: Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Zellen ist die große Unbekannte. Jahrelanger Dauereinsatz bei Wind und Wetter war bisher für Lithium-Ionen-Akkus nicht erforderlich. Im PC-Bereich, wo die Technologie seit Jahren bewährt ist, gilt eine Lebensdauer von ein bis zwei Jahren als Standard. Automobil-Batterien müssen da länger leben. Niemand weiß heute, ob sie diese erforderliche Leistung auch wirklich erbringen. Wer heute als Hersteller ein Elektroauto im Markt anbietet, muss sich deshalb mit erheblichen Rückstellungen gegen Kundenprotest absichern. Von Sicherheitsaspekten der hochexplosiven Batterietechnik ganz zu schweigen, die beispielsweise den Marktstart des Opel Ampera in Deutschland etwas unruhig verlaufen lassen.

Renault hat für seine vier Modelle, die zur Jahreswende auch in den deutschen Markt kommen, aus der Not eine Tugend gemacht und mit der Ungewissheit in Sachen Haltbarkeit ein Geschäftsmodell entwickelt. Die Franzosen setzen auf ein bisher unbekanntes Modell: Autokauf samt Leasing der Batterie. Sie kann an Wechselstationen rasch ausgetauscht werden. Experten verweisen allerdings

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darauf, dass das Leasing-Konzept bei größer werdendem Markt mit typen-verschiedenen Batterien zunehmend schwierig wird. Denn anders als beim PC werden wir auf Sicht wahrscheinlich keine weltweit standardisierte Lithium-Ionen-Batterie bekommen. Schon heute gibt es eine bunte Vielfalt unterschiedlicher Zellchemie vor allem im Kathodenmaterial – und ein weltweites Rennen um die Marktführerschaft.

© mce mediacomeurope GmbH 2011

Mit car-to-x zu mehr Sicherheit im Verkehr

Ringen um Standards für den Datenaustausch zwischen Fahrzeugen


Staus auf den Straßen – der triste Alltag vieler deutscher Autofahrer. Geht es nach den Verkehrsvisionären, wird die elektronische Intelligenz im Automobil die Staugefahr sowie Gefahrenpotenziale für den Fahrzeuglenker bald reduzieren. Noch weiter in die Zukunft reicht das Konzept der Vernetzung von Fahrzeugen untereinander, die den Verkehr damit aktiv steuern können.

Der Terminus technicus für solche Forschungsarbeiten: „Car-to-X-Kommunikation“.

Sensorik über Video, Laser und Lidar erlaubt Fahrzeugen schon heute, die Umwelt in begrenztem Umfang selbständig wahrzunehmen und sie mit der Elektronik im Fahrzeug zu verbinden. Solche Fahrerassistenzsysteme werden gerade von Herstellern deutscher Nobelkarossen seit Jahren vorangetrieben. Über Funk vernetzt, würde ein gigantischer Verkehrsorganismus entstehen.

Was schon heute theoretisch machbar wäre, scheitert aber an den realen Fakten. Denn die Hersteller sind mit ihren zahlreichen Forschungsanstrengungen im Automotive-Bereich ausschließlich mit selbst entwickelten Plattformen unterwegs. Gemeinsame Standards für den herstellerunabhängigen Austausch von Daten aus diesen Plattformen heraus gibt es derzeit nicht. Prof. Dr. Raymond Freymann, Geschäftsführer der BMW Group Forschung und Technik, gibt in Statements auch Einblicke in die BMW-Forschungsphilosophie.

Im Gemeinschaftsprojekt simTD sucht ein von der deutschen Automobilindustrie geprägtes Konsortium nach gemeinsamen Lösungen und Standards. Auch Zulieferer sowie Kommunikationsunternehmen und Forschungsinstitute sind daran beteiligt, der Bund fördert mit großen Beträgen. simTD steht für Sichere Intelligente Mobilität Testfeld Deutschland. In einem groß angelegten Feldversuch soll nicht nur die elektronische Ausrüstung in den Fahrzeugen erprobt werden, sondern auch die Kommunikations-Schnittstelle zwischen den Fahrzeugen über Funk. Basis hierfür sind WLAN- und Mobilfunk-Netze. Anfang 2013 sollen die vom Bund geförderten Forschungsergebnisse des vierjährigen Projekts präsentiert werden. Ein erster Zwischenbericht von simTD ist für Oktober 2011 avisiert.

Alle Beteiligten hoffen auf den großen deutschen Wurf. Die hier ansässige Automobilindustrie möchte mit dem Test ihre zweifellos vorhandene Pionierrolle im Bereich Automotive für den künftigen Markt stärken und zudem Fakten für herstellerunabhängige Standards schaffen. Ob sie stark genug ist, amerikanische und asiatische Hersteller auf den vorwiegend deutsch getriebenen Standardisierungskurs zu bringen?

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“Leonie” – erstes fahrerloses Stadtauto


Assistenzsysteme bereiten Weg für autonomes Fahren von morgen


Im Oktober 2010 kam es zu einem viel bestaunten Ereignis: Mitten in Braunschweig fuhr ein Auto ohne Fahrerhilfe gänzlich automatisch gesteuert durch den Stadtverkehr. Die Entwicklung von Assistenzsystemen in den Forschungslabors der Hersteller zeigt schon heute den Weg in diese Zukunft.

„Leonie“, so der Name des umgebauten VW Passat für die

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Tests in Braunschweig, bewältigte eine vorgegebene Strecke von drei Kilometern mehrfach ohne menschliche Einwirkung. Bei einer Geschwindigkeit bis zu 60 Stundenkilometern kann das Auto auf einer zweispurigen Straße die Spur halten, Kreuzungen erkennen, Hindernissen ausweichen und in den Verkehr einfädeln. Dazu misst es permanent die Abstände zu den anderen Fahrzeugen. Die “Rohdaten” ermitteln hochauflösende Laser- und Radarsensoren. Aus diesen Daten errechnet „Leonie“ seine Fahrgeschwindigkeit und passt sich dem fließenden Verkehr an. Väter des Stadtpiloten sind die Technische Universität von Braunschweig und seit neuestem auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Sie arbeiten unter dem Dach des Niedersächsischen Forschungszentrums für Fahrzeugtechnik am Standort Wolfsburg zusammen.

Leonie ist jetzt weltweit das erste Roboter-Auto, das im realen Stadtverkehr zum Einsatz kam. So erstaunlich die Demonstration ist – vom autonomen Fahren auf deutschen Straßen sind wir noch weit entfernt. Die Entwicklung von Methoden und Algorithmen ist eine große technische Herausforderung, die in den nächsten Jahrzehnten nur gemeinsam von Ingenieuren, Informatikern, Verkehrstelematikern und Telekommunikationsexperten gelöst werden kann.

In unserer Reportage erklären wir die Funktionsweise von „Leonie“ und zeigen den derzeitigen Stand der Technik. Wir werfen dazu einen Blick in die Forschungslabors der Hersteller Audi, BMW und Daimler, die mit Assistenzsystemen für die Notbremsung oder als Hilfe für den Spurwechsel bereits in der Markteinführung stehen. In großen Simulatoren analysieren Forscher das Fahrverhalten des Menschen und suchen nach den optimalen Modellen solcher Systeme.

© mce mediacomeurope GmbH 2010