Vernetzte Nutzfahrzeuge
Optimale Funktion und funktionale Sicherheit kombinieren
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Mehr Elektronik an Bord
Ohne Frage nimmt die Elektronikdichte an Bord der Fahrzeuge und Maschinen zu. Die Schaltungen übernehmen spezifische Aufgaben, die das Fahrzeug effizienter und komfortabler bedienbar machen. Doch erst wenn alle Systeme interagieren, entsteht eine funktionale Intelligenz, über die sich das volle Potenzial der Technik ausschöpfen lässt – bis hin zum sicheren autonomen Betrieb. Zu den wichtigen Building-Blocks dieser Systeme zählen Antriebe, Sensoren, Mikroprozessoren, Software und das Internet of Things (IoT) mit oft Cloud-basierten Services.
Selbstfahrende Vehikel müssen Funktionen in wechselnden Umgebungen ausführen. Das erfordert selbständige Entscheidungen, basierend auf dem zuverlässigen Erkennen des Außenbereichs – eine Aufgabe, die Sensoren wie Kameras und Radar übernehmen. Intelligente Sensoren filtern und vorverarbeiten die gesammelten Daten, so dass nachgeschaltete Auswertesysteme nur noch Informationen erhalten, die für Entscheidungen relevant sind.
Effiziente Datenreduktion ist für die Konstruktion autonom agierender Systeme ein Schlüsselfaktor. Ein weiterer ist die Zuverlässigkeit. Berührungslose und somit abnutzungsfreie Sensoren helfen, langfristig Fehler und Ungenauigkeiten zu vermeiden. »Sensoren, die den 3D-Hall-Effekt nutzen, ersetzen in CAV-Applikationen daher zunehmend Potentiometer- oder Schalter-basierte Lösungen“, beobachtet Russ.
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Die enormen, von verschiedene Quellen stammenden Datenmengen müssen in Echtzeit verarbeitet werden, was leistungsfähige Multi-Core-Prozessoren und den Einsatz semantischer Technologien voraussetzt. Die vom System getroffenen Entscheidungen setzen Aktoren schließlich in Bewegungen um. Elektrische Antriebssysteme sind dafür besonders gut geeignet, da sie den Controllern über die Stromversorgung und Leistungselektronik direktes Feedback liefern und sich leichter steuern lassen als zum Beispiel Hydraulikantriebe.
Ausfallsichere Stromversorgungen zählen ebenfalls zu den Kernkomponenten moderner Maschinen. »Mit der Zahl elektronischer Komponenten steigt die Komplexität der Stromversorgung«, erklärt Dr. Alfons Graf, Automotive System Architect bei Infineon Technologies. »Intelligente Power-Architekturen helfen, Größe, Gewicht, Leistungsverlust und Kosten zu reduzieren.« Zudem würde der Einsatz von 48-Volt-Bordnetzen die Effizienz der Leistungselektronik erhöhen. Daher bietet Infineon hochintegrierte Power-Module, mit denen sich die Zahl der Bauteile substanziell reduzieren lässt. Dies erleichtert zum Beispiel die Klassifikation nach dem Automotive Safety Integrity Level (ASIL) D, der von vielen Auftraggebern gefordert wird.
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