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Spritverbrauch senken, Reichweite erhöhen

System-Basis-Chip für den Teilnetzbetrieb am CAN-Bus

17. Februar 2012, 12:55 Uhr | Von Antonio Monetti, Tobias Otter und Norbert Ulshöfer

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Systematisch Energie einsparen

Im Jahr 2000 enthielt ein Neufahrzeug der Mittelklasse etwa zehn Steuergeräte, heute sind es meist bereits mehr als 50 Steuergeräte. Diese Steuergeräte ermöglichen Sicherheits-, Assistenz- und Komfortfunktionen, die viele Fahrer nicht mehr missen möchten. Weil die Steuergeräte permanent mit dem Bordnetz verbunden sind, nehmen sie derzeit auch permanent Strom auf, um bei Bedarf bestimmte Aufgaben zu übernehmen.

In aktuellen Fahrzeugen sind somit die Steuergeräte stets betriebsbereit und eingeschaltet, obwohl viele davon nur für bestimmte Betriebszustände und Aktivitäten erforderlich sind. Daher ist es sinnvoll, bestimmte Steuergeräte abzuschalten und nur bei Bedarf zu reaktivieren beziehungsweise aufzuwecken. Die Rückfahrkamera kann beispielsweise während der Vorwärtsfahrt abgeschaltet bleiben, muss aber beim Einparken schnell wieder in den aktiven Zustand wechseln, und die elektrischen Fensterheber oder die elektrische Sitzverstellung sind während des Betriebs nur in wenigen Fällen (<1 Prozent der Betriebszeit) aktiv. Auch im Bereich HVAC (Heizung/Ventilation/Klimatisierung) ist in der Regel immer nur ein Teil der Aggregate aktiv: Im Sommer kommt die elektrische Zuheizung nur äußerst selten zum Einsatz, während die Klimaanlage in vielen Wetterlagen ausgeschaltet bleibt.

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Diese Liste lässt sich um viele Funktionen erweitern, und in Summe ergibt sich bei einem vorübergehenden Abschalten von Steuergeräten ein beachtliches Potential zum Stromsparen. Wichtig ist dabei, dass bei Bedarf der volle Funktionsumfang des entsprechenden Steuergeräts zur Verfügung steht. Exakt um dieses Wechselspiel zwischen äußerst stromsparendem Tiefschlafmodus und schnellem Reaktivieren der gesamten Steuergerätefunktionen geht es beim Teilnetzbetrieb am CAN-Bus (engl.: CAN Partial Network): Die Steuergeräte dürfen nur dann in wesentlichem Umfang Energie aufnehmen, wenn sie auch benötigt werden. Bei entsprechend intensiver und sinnvoller Anwendung lässt sich der Verbrauch elektrischer Leistung in einem Fahrzeug damit um bis zu 30 Prozent senken (Bild 1). Die E/E-Leiter der deutschen Automobilhersteller Audi, BMW, Daimler, Opel, Porsche und Volkswagen haben die Notwendigkeit sowie die Vorteile eines Standards beim CAN-Teilnetzbetrieb erkannt und aus diesem Grund ein gemeinsames Lastenheft erstellt, das auch die Spezifikation der entsprechenden Busschnittstellen enthält. Im Juni 2011 stellten sie den neuen Standard der Öffentlichkeit vor, nachdem sie kurz zuvor bereits eine entsprechende ISO-Standardisierung angestoßen hatten. Im Rahmen dieser öffentlichen Präsentation kündigte beispielsweise Audi ganz konkret an, den Teilnetzbetrieb in der nächsten Generation des modularen Längsbaukastens einzuführen.