Evolution automobiler Fahrer- Informationssysteme Vom Tacho zum Fahrer-Informationssystem

In den letzten Jahren haben sich die klassischen Armaturenbretter in Fahrzeugen erheblich in Richtung komplexer Fahrer-Informationssysteme weiterentwickelt. Neben mechanischen Kombi-Instrumenten werden heute Hybrid- Cluster und demnächst wohl vollständig virtuelle Armaturenbretter in die Automobile eingebaut.

In den letzten Jahren haben sich die klassischen Armaturenbretter in Fahrzeugen erheblich in Richtung komplexer Fahrer-Informationssysteme weiterentwickelt. Neben mechanischen Kombi-Instrumenten werden heute Hybrid- Cluster und demnächst wohl vollständig virtuelle Armaturenbretter in die Automobile eingebaut.

Die einfachste Form eines Fahrer- Informationssystems ist eine rein mechanische Geschwindigkeitsanzeige nebst dazugehörigem Kilometerzähler. Diese Systeme waren robust und einfach zu implementieren, eröffneten betrügerischen Zeitgenossen aber die Möglichkeit der Manipulation des Kilometerstands – im einfachsten Fall war dazu lediglich eine handelsübliche Bohrmaschine notwendig. Die nächste Stufe der Evolution weist bereits Systeme mit elektronisch betriebenen Anzeigen auf, bei der die Anzeigen für Geschwindigkeit, Drehzahl, Motortemperatur und Tankfüllung mit je einem Schrittmotor realisiert werden (Bild 1). War die Ansteuerung anfangs noch komplex, so sorgte die schrittweise Integration externer Komponenten wie der Schrittmotorsteuerung in einen Mikrocontroller, zu kostengünstigen und überschaubaren Systemen bei reduziertem Materialaufwand.

Die Elektronik hinterlässt tiefe Spuren im Systementwurf

Mikrocontroller übernehmen aber nicht nur die Ansteuerung der Schrittmotoren, sondern auch Zusatzfunktionen wie das Ansteuern und Dimmen der Beleuchtung, die Erzeugung akustischer Hinweis- und Warnsignale, die Anzeige von Sensordaten sowie optische Warnungen beim Auftreten von Fehlern. Aus der einfachen Anzeigeeinheit wurde auf diese Weise bald ein komplexes System mit Anbindung an automobile Netzwerke.

Welche Funktionen muss ein Mikrocontroller bereitstellen?

Ein typischer Vertreter heutiger Controller für Armaturenbretter ist der in 0,18-µm-Lithografie gefertigte MB91F467D von Fujitsu (Bild 2), der eine Fülle an Funktionen zur Realisierung verschiedener Armaturenbrett- Kategorien bietet. Charakteristisch für dieses Bauteil ist die Möglichkeit, per Schrittmotor-Controller (SMCs) bis zu sechs Schrittmotoren direkt, also ohne externe Leistungsstufe, anzusteuern. Einer Realisierung vielfältigster Zeigerfunktionen steht daher nichts mehr im Wege. Der 32-bit-FR-Controller (Fujitsu RISC) verfügt neben einem Programm-Speicher von 1 Mbyte Flash und einem Datenspeicher von 64 Kbyte RAM unter anderem über folgende Funktionen:

  • 3 CAN-Schnittstellen
  • 5 LIN-USARTs
  • 3 I2C-Schnittstellen
  • 24 A/D-Umsetzerkanäle mit 10 bit Auflösung
  • Echtzeituhr (RTC)
  • 8 Input-Capture-Kanäle
  • 4 Output-Compare-Kanäle
  • 8 Timer
  • 8 Reload-Timer
  • 12 Programmierbare Puls-Generatoren (PPG)