Mitdenkende Transportmaschine

München. Was vor 15 Jahren noch nach Science-Fiction klang, ist inzwischen eine realistische Zielvorstellung der Ingenieure: Je weniger sich der menschliche Fahrer einmischt, desto sicherer bringt ein Auto seine Insassen von A nach B. Nutzlose Transportzeiten wird es nicht mehr geben: Während der Reise können die Insassen telefonieren, fernsehen, lesen, im Internet surfen oder einfach nur ausruhen.

Die wichtigsten Innovationen im Fahrzeugbau der nächsten acht Jahre, so hat eine gerade veröffentlichte Studie der Management-Beratung Oliver Wyman ergeben, liegen im Bereich Software, Halbleiter, Displays und Antriebstechnik. Elektrik und Elektronik werden demnach die Treiber für rund 60 Prozent aller Innovationen im Auto sein. Der Elektronikanteil in den Fahrzeugen wird steigen, allein schon deshalb, weil sonst der Verkehrsinfarkt in den Mega-Städten dieser Welt unvermeidbar ist. Ob CO2-Reduktion, Kraftstoffeinsparung, Unfallvermeidung, Stauverhinderung, Parkplatzsuche oder Emissionsbeschränkungen – all diese Anforderungen an die individuelle Mobilität sind künftig nur noch mit deutlich intelligenteren Autos zu meistern.

Derzeit stehen die Fahrerassistenzsysteme der zweiten Generation im Fokus der Entwickler. Sie können beispielsweise beim Einparken helfen, in alle Richtungen sehen und warnen. „Solche Systeme bedeuten einen gewissen technologischen Sprung, sie können aber noch nicht alle Potenziale ausschöpfen“, sagt Ricardo Arau, Technik-Geschäftsführer beim Ingenieurdienstleister RLE. Vorstellbar in einer dritten Generation wären dagegen Einpark-Systeme, die mithilfe einer elektrisch unterstützten Lenkung tatsächlich vollautomatisch auf Knopfdruck einparken.

Doch bei aller Begeisterung, die die Zukunftsvision des selbsttätig fahrenden Automobils auslösen kann, muss ein modernes Auto auch vom Kunden akzeptiert und bezahlt werden. Viele Autofahrer betrachten die moderne Elektronik inzwischen aber eher als Fluch denn als Segen, etliche Funktionen sind ihnen nur teurer Ballast. Die Entlastung durch einen „Assistenten“ muss stärker sein als die Belastung durch dessen Bedienung. Wenn aber die Bedienungsanleitungen für Radio und Navigation doppelt so dick geraten wie die für das gesamte Fahrzeug, dann bleibt so manches gut gemeinte Feature ungenutzt. Auch für den Autohandel und die Werkstätten bedeuten die neuen und erklärungsbedürftigen Funktionen eine Herausforderung – und zugleich auch eine Chance.

„Es gab sicher eine Entwicklung mit übertriebenen Funktionalitäten, die den Fahrer überfordert haben“, räumt Rolf Winter, Leiter der Arbeitsgruppe Automotive im Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI), ein. Als Beispiel nennt er eine frühere Funktion in Mercedes-Schiebedächern, die nicht voll ausfuhren, wenn ab einem bestimmten Fahrzeugtempo Wummergeräusche entstanden. Das sorgte natürlich für protestierende Kunden beim Händler. „Diese Lernphase ist aber vorbei, wir sind auf dem richtigen Weg“, ist Winter heute überzeugt. Er erwartet, dass das vollautomatische Fahren in einigen Jahren Realität sein kann. „Das würde klappen, und zwar mindestens so sicher, wie wenn ein Fahrer darin sitzen würde.“ Fast noch länger als an der technischen Ausführung werde hier vermutlich an den juristischen Fragen zu arbeiten sein, gibt er zu bedenken. Bei der im Fahrzeugbau typischerweise verwendeten „Embedded Software“ herrscht rechtlich noch eine Grauzone.

Wer nun glaubt, die Entwicklung der Automobilelektronik werde immer rascher voranschreiten, unterschätzt die handfesten Probleme, mit denen die Ingenieure in der Praxis zu kämpfen haben. „Irgendwo hat die Physik immer ihre Grenzen“, sagt zum Beispiel Günther Rott, Senior Manager Automotive Technologies bei Panasonic Electric Works Deutschland. Das Unternehmen ist auf Leistungsschalter spezialisiert und liefert unter anderem die anspruchsvolle Leistungselektronik für den Hybrid-Pionier Toyota Prius. „Wir können den Trend zu Micro-Systemen bei gleicher Leistungsklasse vielleicht noch eine Generation fortführen, dann aber ist das Ende der Fahnenstange erreicht“, zeigt sich Rott skeptisch. Denn gleichzeitig mit der Verkleinerung der Bauteile steigen aus vielerlei Gründen die Stromstärken im Fahrzeug, was der Miniaturisierung naturgemäß Grenzen setzt. So führt etwa der Wunsch nach immer leiseren Innenräumen zu stärkeren Motoren für die Fensterheber, denn die stärkere Dämmung erzeugt mehr Widerstand und Gewicht, die beim Heben und Senken überwunden werden müssen. „Es ist alles andere als eine Kleinigkeit, bestehende Produkte zu verbessern und für höhere Belastungen auszulegen“, gibt Rott zu bedenken.

„Eine Null-Fehler-Technik wird es allein schon aus physikalischen Gründen nie geben, deshalb müssen wir die Ausfallwahrscheinlichkeit von Bauteilen und Systemen kennen“, beschreibt ZVEI-Experte Winter die Herausforderung für die Ingenieure. Gefragt seien fehlertolerante Systeme „Heute versuchen wir, unter dem Motto ,Robustness Validation‘ ein System ,fit for Application‘ zu gestalten, und nicht, dass ein Bauteil nur bestimmten technischen Standards genügt.“ Erforderlich sei deshalb eine noch engere Zusammenarbeit zwischen den Autoherstellern und den Elektronik-Zulieferern, die bis in die Optimierung der Montagetechnik hineinreicht. „Das ist für die nächste Zeit sicherlich auch ein Vorteil für die deutschen Zulieferer“, fügt Winter mit Blick auf die asiatischen Herausforderer hinzu.