Im Interview

Dr. Wolfgang Langhoff, Vice President R&D Global bei Leoni

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In modernen Autos werden neben mehr Energie auch immer mehr Informationen übermittelt. Wie wirkt sich dieser Trend auf die Entwicklung von Bordnetzen aus?

Aktuell arbeiten wir an einem ganz neuen Ansatz mithilfe der Bionik. Ein Fahrzeug, das immer mehr Assistenzsysteme bekommt, kann man mit einem Lebewesen vergleichen, das eine Vielzahl an Informations- und Leistungsübertragungspfade effizient koordinieren muss. Zudem sollten diese möglichst robust und fehlertolerant sein, sodass bei Störungen oder „Verletzungen“ nicht gleich das Gesamtsystem zusammenbricht. Es müssen genügend beziehungsweise eine sinnvolle Anzahl an Redundanzen eingebaut sein, sodass die wichtigen Vitalfunktionen erhalten bleiben.

Welche Modelle von „Bordnetzen“ existieren denn in der Natur?

Abhängig von der Funktionsfähigkeit existieren ganz unterschiedliche Aufbaukonzepte von Nervensystemen. Die Wirbelsäule bzw. das Zentralnervensystem mit Gehirn und Rückenmark ist beispielsweise typisch für Säugetiere. Insekten oder Quallen besitzen hingegen ganz andere Strukturen, wie etwa ein Strickleiternervensystem, das aus zwei Parallelsträngen mit gezielten Verknüpfungen besteht. In solchen Systemen werden Informationen in Form von Reizen übertragen. Das heißt, es besteht kein kontinuierliches Signal. Das ist schneller, da der Reiz von einem Abschnitt zum nächsten übertragen wird, sobald ein Schwellwert im vorherigen erkannt wird.

Ein weiterer Vorteil dieser Technik ist, dass nach jeder Reizübermittlung eine kurze Zwangspause herrscht, in der sich der Abschnitt wieder auflädt. In dieser Zeit kann dann auf einem anderen Level ein anderes Signal übertragen werden.

Und inwieweit kann diese Funktionsweise für ein Automobil genutzt werden?

Solche Übertragungsmechanismen können für Problemstellungen im Bordnetz interessant sein. Denn bei einem herkömmlichen CAN-Bus können theoretisch Probleme auftreten, wenn ein Signal, das fälschlicherweise permanent und auf höchster Priorität gesendet wird, den gesamten Bus lahmlegt. Ein weiterer Ansatzpunkt ist die dezentrale Speicherung von Energie, wie sie bei fast allen Lebewesen stattfindet – auch der Mensch speichert Energie sowohl lokal im Muskel selbst als auch in einem Vorratsspeicher. Übertragen auf ein Bordnetz, könnte man so bestimmte Bereiche kleiner dimensionieren.

Das alles sind aber noch grundlagenorientierte Forschungen, bei denen wir bestehende Prinzipien grundsätzlich hinterfragen. Erstmals vorstellen möchten wir das Thema auf dem Kongress „Zulieferer Innovativ“ im Juli 2014 in der BMW Welt in München.

Die Signal- und Datenübertragung über Ethernet steht in den Startlöchern. Wo liegen die Vorteile?

Ein großer Vorteil ist, dass bei Ethernet-Kabeln das Potenzial besteht, auf weitere Ummantelungen oder zusätzliche Schirmung zu verzichten. Im Idealfall findet die Übertragung über ein relativ simples „unshielded Twisted Pair“ statt, also über zwei dünne, isolierte Einzelleitungen, die miteinander verdrillt sind. Dadurch ist das Kabel sehr robust gegenüber Störstrahlungen, solange die Verdrillung gleichmäßig über die gesamte Kabellänge besteht. Um dies zu gewährleisten, müssen beim Verlegen die Knick- und Biegestellen beachtet und die Fachkräfte in der Produktion speziell geschult werden.

Vor allem schafft man mit Ethernet aber eine zukunftsfähige Technologie im Fahrzeug, gerade im Hinblick auf die wachsende Zahl an Assistenzsystemen, die es sinnvoll zu vernetzen gilt. Ein weiterer Aspekt ist das Thema „Power Over Ethernet“ – also die Bereitstellung einer Versorgungsspannung über das Ethernet-Kabel.

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