Ethernet in Industrie-/ Nutzfahrzeugen Mehr Konnektivität in der Nutzfahrzeugindustrie

Mark Brubaker, Product Manager für Data Connectivity bei TE Connectivity

Beim autonomen Fahren geht es schon lange nicht mehr allein um Personenwagen. Immer mehr Hersteller von Industrie- und Nutzfahrzeugen beschäftigen sich damit, neue Funktionen wie Fahrerassistenz und Automation ins Fahrzeug zu integrieren – eine Herausforderung für die Steckverbinder.

Infotainment, 360-Grad-Kamerasysteme, Hochgeschwindigkeits-V2V- und V2I-Kommunikation und zahlreiche weitere wichtige Sicherheitsfunktionen bieten viele Vorteile in schweren Nutzfahrzeugen. Sie steigern Fahrerzufriedenheit und -sicherheit, verbessern Produktivität und Leistung für die Betreiber und senken die Gesamtbetriebskosten der Fahrzeugeigner. Lastwagen, Busse und Off-Highway-Fahrzeuge werden dank der neuen Funktionen zukünftig viel mehr über ihre unmittelbare Umgebung und die vor ihnen liegende Strecke wissen.

Mit den neuen Eigenschaften können Treibstoffeinsparungen erzielt und negative Auswirkungen auf die Umwelt reduziert werden, während gleichzeitig das Fahren für alle Beteiligten sicherer wird. Moderne Fahrerassistenzsystem-Technologien werden mit durchgängig am Fahrzeug angebrachten Sensoren (z.B. Kamerasystemen, Radar/Lidar) realisierbar. Sie ermöglichen innovative Sicherheitsfunktionen wie Spurhalteassistenz, Totwinkelerkennung, Gefahrenbremsung, Passanten- und Müdigkeitserkennung. Infotainment-Funktionen werden sich zukünftig nicht mehr rein auf Entertainment- und Kommunikationssysteme für mehr Vernetzung und Fahrkomfort beschränken, sondern sich zu umfassenden Informationssystemen wandeln, die dem Fahrer entscheidenden Input zur Überwachung und Steuerung des Fahrzeugs geben.

Alle diese Systeme und Geräte müssen über hochentwickelte Netzwerke miteinander verbunden sein, die große Mengen von Daten in hoher Geschwindigkeit und mit geringer Latenz durch das Fahrzeug transportieren und die Verarbeitung der von den Geräten gesammelten Informationen auf einem oder mehreren ECUs (Electronic Control-Units) ermöglichen, um ein vollständiges Modell des Fahrzeugs und seiner Umgebung abzubilden.

Bevor diese modernen Funktionalitäten jedoch an Bord implementiert werden können, sind noch einige Herausforderungen zu überwinden. Die Einsatzbedingungen von Nutzfahrzeugen sind hart, daher müssen die Komponenten sehr robust sein. Wichtige Klemmen und Steckverbinder im Fahrzeugnetzwerk müssen selbst unter widrigsten Bedingungen zuverlässig und jederzeit funktionieren. Sie müssen starken Schwingungen und mechanischen Erschütterungen widerstehen und an den jeweiligen Einsatzorten der Fahrzeuge einfach zu warten sein, d.h. auch in staubigen, nassen, schmutzigen Umgebungen und bei Temperaturen von –40 °C bis +125 °C.

Das Bordnetz ist das Rückgrat des Fahrzeugs, die zugrundeliegende Infrastruktur, welche Kommunikation überhaupt erst möglich macht: im Fahrzeug, zwischen Fahrzeugen (V2V), zwischen Fahrzeug und Infrastrukturen wie Betreiber, Kontrollzentrum oder Hersteller (V2I) und zunehmend auch die Kommunikation mit der gesamten Fahrzeugumgebung (V2X). Das Netzwerk bewerkstelligt die zuverlässige Echtzeitübertragung der Daten und stellt mit innovativen Features wie Telematik, Cloud-Computing und autonomen Fahrzeugarchitekturen sicher, dass der Fahrer zu jedem Zeitpunkt über alle Aspekte seines Fahrzeugs informiert ist.

Je autonomer die Fahrzeuge werden sollen, umso stärker steigen Datenbedarf und -generierung durch eine zunehmende Zahl von Sensoren und externen Antennen. Zudem werden immer mehr Wartungs- und Update-Funktionen am Fahrzeug zukünftig mit OTA- (Over-The-Air-)Software-Updates durchgeführt, wofür eine Datenübertragung mit hoher Bandbreite erforderlich ist.