Fachartikel

01- März 2015

Die Frage, ob das Internet Einzug in das Fahrzeug hält, ist längst der Erkenntnis gewichen, dass es umgekehrt ist. Das zeigte auch die jährlich in München von TU Automotive organisierte Konferenz zum Thema Connected Car, bei der sich im November 2014 über tausend Experten im Dolce Hotel in Unterschleißheim versammelten. Wie wichtig das Thema des vernetzen Fahrzeugs ist, wurde an der internationalen Zusammensetzung der Sprecher und Zuhörer deutlich. Denn die Landschaft der Automobilkunden ist in starkem Wandel begriffen.

Neue Mobilität
Foto: BMW

Foto: BMW

Für junge Menschen ist Mobilität nicht gleichbedeutend mit dem Besitz eines eigenen Fahrzeugs und auch die Zahl der umweltbewussten Fahrer, die auf alternative Antriebe umsteigen, wächst. BMW hat dies frühzeitig erkannt. Neben Concierge-Diensten stehen dem Fahrer über den ConnectedDrive Services App-Store mehr als 70 verschiedene Anwendungen mit dynamischen und aktuellen Informationen zur Verfügung. Selbst E-Mails, Termine und Notizen vorlesen oder diktieren ist kein Problem mehr. Außerhalb des Fahrzeugs liefert eine App ferngesteuert Zugriff auf verschiedene Fahrzeugfunktionen und der Besitzer kann kontrollieren, ob das Fahrzeug verriegelt ist, den Innenraum vorklimatisieren oder eine über Google gefundene Adresse zur Routenplanung ans Fahrzeug schicken. Wie radikal der Wandel für den Hersteller ist, zeigt nicht nur die Umkehr des Informationsflusses aus dem Auto heraus, sondern auch die Erweiterung der Services für Fahrzeuge mit alternativem Antrieb. Die BMW i Remote App bietet neben der Anzeige von aktuellem Batterieladezustand, Reichweite und Ladezeit auch fahrzeugunabhängige Dienste wie die intermodale Routenführung. Dabei werden öffentliche Verkehrsmittel und Partnerangebote wie Call a Bike der deutschen Bahn in die Routenplanung mit einbezogen. Die Konkurrenz aus Stuttgart ist nicht ganz so weit. Das Command Online System von Mercedes-Benz bietet weniger Anwendungen. Mit den in Mercedes Me beinhalteten Mobilitätslösungen und Mehrwertdiensten will man aufschließen. Für die elektrische B-Klasse lassen sich ähnlich wie bei BMW die Zustandsdaten per App abrufen.

Foto: Google

Foto: Google

Doch die Integration mobiler Endgeräte oder Funktionen zur Ferndiagnose, Unfallhilfe und Vorhersagen von Wartungsarbeiten, bei denen die Fahrzeug-Zustandsdaten zum Hersteller oder Händler übertragen und ausgewertet werden, sind nicht mehr genug. Die Vision zur Vernetzung wird größer und nennt sich „Vision Zero“: unfallfreie Mobilität. Um dies zu erreichen, soll das Auto ganzheitlich intelligent werden und selbständig fahren. Experten sprechen vom HAF – hochautonomen Fahren. Heute bereits eingesetzte Fahrerassistenzsysteme wie Spurhalteassistent oder aktiver Tempomat, bei dem radar- und kamerabasierte Systeme den Lenker warnen oder aktiv in die Fahrt eingreifen, werden um kognitive Komponenten erweitert. Neben einer genauen GPS-Positionierung sind dabei das Erkennen von Fußgängern oder Radfahrern und die Abschätzung eines Kollisionsrisikos besonders wichtig.

Mercedes-Benz Autonomous Driving Networked sensor systems of the S 500 INTELLIGENT DRIVE research vehicle Highly autonomous driving based on near-production sensor systems

Foto: Mercedes-Benz Networked sensor systems of the S 500 INTELLIGENT DRIVE research vehicle

Durch eine 360° Grad Modellierung der Umgebung kann das System die Situation erfassen, über speziell entwickelten Algorithmen eine Risikoanalyse vornehmen und durch Brems- oder Lenkeingriffe Unfälle verhindern. BMW wagt nach Forschungsprojekten in Europa den Schritt auf den weltweit größten und dynamisch wachsenden Markt. In China werden in den nächsten zwei Jahren autonome Versuchsfahrzeuge aufgebaut, die im Gegensatz zu Europa nicht für die Fahrt durch Tunnel oder über Ländergrenzen, sondern für Bedingungen in Megacities wie mehrstöckige Fahrbahnen ausgelegt werden. Als Partner für die Zusammenarbeit fungiert der chinesische Internetkonzern Baidu, der die größte Suchmaschine dort betreibt und lokale Kartendienste sowie Cloud Services anbietet. Auch Mercedes-Benz hat seine Muskeln im autonomen Fahren schon spielen lassen. Nachdem der S 500 INTELLIGENT DRIVE 100km von Mannheim nach Pforzheim autonom auf den Spuren der Pionierin Bertha Benz wandelte (Foto Mercedes 14C1382_04.jpg),  ließen die Stuttgarter im Sommer 2014 den Future Truck 2025, eine Studie auf Basis des Mercedes-Benz Actros 1845, mit Geschwindigkeiten von bis zu 80 km/h auf ein Teilstück der Autobahn A14 bei Magdeburg los. Kurz darauf erhielt Mercedes-Benz als erster Automobilhersteller die offizielle Lizenz des US-Bundesstaats Kalifornien, selbstständig fahrende Fahrzeuge dort auf öffentlichen Straßen zu testen. Ob die Bestrebungen aus Deutschland ausreichen, um das Rennen als Sieger zu verlassen, bleibt abzuwarten.

Angriff auf die Platzhirsche

Teslas Elektrofahrzeuge bieten schon seit mehreren Jahren einen Fernzugriff per Handy-App und im Oktober 2014 stellte Elon Musk eine Autopilot-Funktion vor, mit der das Fahrzeug selbständig einen Spurwechsel vornehmen, anhand der von einer Kamera erkannten Verkehrsschilder die Geschwindigkeit anpassen oder auf dem heimischen Grundstück autonom einparken kann. Laut Tesla sind bereits alle Fahrzeuge, die seit Ende September vom Band liefen, mit den zugehörigen Sensoren ausgerüstet und können per Funk mit dieser neuen Software aufgerüstet werden. Gefahr droht nicht nur aus automobilen Reihen. Vom Coolness-Faktor intelligenter Handschmeichler angelockt, öffneten die Automobilhersteller Apple und Google bereitwillig die Tore, ja mussten am Anfang sogar um deren Gunst buhlen.

Foto: Google

Foto: Google

Doch längst haben die Geeks aus Kalifornien gemerkt, dass Autos mehr sein können als nur ein Lenkrad mit vier Rädern in einer Blechhülle, denn die Datensammelwut macht auch vor dem Armaturenbrett nicht halt. Apple will mit seinem iOS basierten CarPlay mitspielen und Google hat bei Android Auto verstanden, dass die Hersteller manche Dinge in Allianzen erarbeiten. Seit vor gut drei Jahren Googles Arbeit an selbstfahrenden Fahrzeugen anhand eines umgebauten Prius bekannt wurde, legten die Kalifornier mit insgesamt 25 Fahrzeugen, darunter auch Audi TTs, mehr als 100.000 km auf öffentlichen Straßen zurück. Zusammen mit IBM und Continental wird seit einiger Zeit an selbstfahrenden Taxis getüftelt. Im Dezember 2014 wurde Googles eigenentwickeltes Fahrzeug vorgestellt, das von einem aus Bits und Bytes bestehenden „Chauffeur“ gesteuert wird. Das Fahrzeugdesign mit freundlichem Gesicht und Hütchen auf dem Dach, unter dem sich der LiDAR-Sensor (eine Kombination aus Laser und Radar) verbirgt, könnte helfen, den Bedenken und der Angst vor dem Roboterähnlichen und Unmenschlichen entgegenwirken.

Vom Hacker zum Autoknacker

Software lockt Hacker an, das ist so sicher wie das Amen in der Kirche. Doch was sind die Gründe? Mike Parris, Leiter der Fahrzeugsicherheitsabteilung von SBD sieht mehrere Motive. Zum einen geht es um ganz altmodischen Diebstahl – auf Bestellung oder für das Ersatzteillager. Zum anderen werden Autos von Verbrecherbanden aber auch als neue Art der Währung genutzt, die im gehackten Zustand nicht zurückverfolgbar ist. Dazu kommen Erpresserszenarien, wenn gleichzeitig mehrere miteinander vernetzte Fahrzeuge manipuliert werden. Doch nicht vernachlässigt werden darf, dass das Fahrzeug auch ein Tor zu den Webservern der Fahrzeughersteller bildet. Die dort gespeicherten Daten sind auf dem Schwarzmarkt – ähnlich wie Kreditkartendaten – bares Geld wert: die Kombination aus Fahrgestellnummer und Kennzeichen etwa zwei Euro, die Identität des Fahrzeughalters sogar zwanzig Euro. Bei ein paar Millionen Datensätzen kommt da ein hübsches Sümmchen zusammen. Firewalls zwischen Fahrzeugelektronik, mobilem Endgerät und Datencenter des Herstellers mit VPN-Strukturen reichen nicht aus, denn den waschechten Hacker schreckt das nicht ab. Neue Firmen etablieren sich, ehemalige Geheimdienstmitarbeiter sehen lukrative Chancen in einem Markt, den sie bereits aus einem anderen Blickwinkel kennen. So wurde die mit vier Millionen finanzierte israelische Firma Argus Cyber Security von ehemaligen Offizieren der Einheit 8200, einer Untereinheit des israelischen Militärnachrichtendienstes mitgegründet. Ihr Spezialgebiet ist die Eindringungs-Prävention (IPS). Mit speziellen DPI (Deep Packet Inspektion) -Algorithmen wird der Datenverkehr auf den Fahrzeug-Bussystemen in Echtzeit überwacht. Dabei wird nicht nur der Header sondern auch der Detailinhalt des gesendeten Datenpakets untersucht. So können Protokollverletzungen, Computerviren, Spam und unerwünschte Programme herausgefiltert und der Informationsfluss abgesichert werden. Zusätzlich generierte Berichte und Fehlermeldungen erlauben eine Fernabfrage. Wie wichtig die Überwachung ist, zeigt Argus anhand der Schwachstelle einer Zubehörlösung der amerikanischen Firma Zubie. Ein funkfähiges und mit einem GPS-Chip ausgestattetes Hardwaremodul wird an die Diagnosedose gesteckt. Damit können Fahrzeugdaten vom CAN-Bus ausgelesen, an die Cloud übertragen und in einer Smartphone-App zur Verfügung gestellt werden. Umgekehrt erhält das Modul von dem Server Software-Updates über eine unverschlüsselte Verbindung, die sich Hacker zunutze machen können, um Schadcode ins Auto zu übertragen und wichtige Funktionen wie Lenkung, Bremsen oder Motor zu beeinflussen oder unerkannt alle Fahrzeugdaten abzugreifen.

Volle Fahrt voraus ins Internet der Dinge

Als rollende Sensoren können viele miteinander vernetzte Fahrzeuge die Genauigkeit der Zustandsdaten einer Smart City erhöhen. Doch noch fehlen bei öffentlich-privaten Partnerschaften rentable Geschäftsmodelle. Ein vielversprechender Bereich für festinstallierte, funkfähige Hardware im Fahrzeug ist das Flottenmanagement, da Kosten dem Nutzen wie Optimierung des Spritverbrauchs oder der Lade- und Wartungszeiten direkt gegenübergestellt werden können. Besonders Akteure der Elektromobilität wie die Firma Streetscooter haben den Markt von etwa vier Millionen Flottenfahrzeugen mit durchschnittlichen Tagesetappen von etwa 100km für sich entdeckt. Streetscooters Ziel ist nicht nur, mit ihrer modularen Plattform verschiedene Elektrofahrzeugmodelle für den Stadtverkehr in der Hälfte der marktüblichen Zeit und mit einem Zehntel der Ressourcen zu entwickeln und zu bauen, sondern auch den kompletten Lebenszyklus des Fahrzeugs abzubilden. Dazu wurden in einem Flottenversuch 50 Fahrzeuge mit je 30 Sensoren ausgestattet, die Zustandsmeldungen von Verschleiß- und Wartungsteilen im Fahrzeug bereitstellten. Die notwendige Software und Netzinfrastruktur wurde mit der Plattform der zum PTC-Konzern gehörenden Firma ThingWorx in nur zwei Wochen erstellt. Ein großer Nutzen der ThingWorx-Lösung liegt in der Einfachheit, mit der Daten ohne große Programmierkenntnisse aus der Car-to-Cloud-App und anderen Quellen über ein Control-Panel visualisiert werden können. Über eine einfache Drag-und-Drop-Funktion verschiedener Module lassen sich damit Informationen für unterschiedliche Funktionsebenen in einem Unternehmen in der jeweils richtigen Granularität darstellen. Für den Entwickler verschmelzen virtuelle und physische Welt, indem er die ursprünglichen Spezifikationen eines Bauteils mit den Daten aus dem realen Einsatz abgleichen kann. Wird beispielsweise die Tür eines Lieferfahrzeugs 200 Mal pro Tag geöffnet und geschlossen, kann daraus der erwartete Verschleißzeitpunkt errechnet und wenn nötig die Spezifikation oder Fahrzeugergonomie entsprechend im Entwicklungsprozess geändert werden. Für Streetscooter, ein Spin-off der RWTH Aachen, ging mit diesem Ansatz sprichwörtlich die Post ab. Sie wurde Ende 2014 von den Bonnern übernommen, die mit dem Zukauf ihre elektrische Flotte weiter vergrößern wollen.

The Show must go on: CES – Die Showbühne der Autohersteller
BMW Smart Watch i3

Foto: BMW

BMW hat erkannt, dass es in der Zukunft wichtiger ist, den Kunden über attraktive Dienste als nur über das Fahrzeug an sich zu binden und wurde mit dem CES Innovation Award in der Kategorie „Software und Apps“ belohnt: Mit der Smartwatch Samsung Gear S trägt der Kunde die intelligente Verbindung zu seinem i3 oder i8 direkt am Handgelenk. Zukünftig soll damit sogar das automatische Öffnen oder Schließen der Türen – egal ob vom eigenen oder des über BMWs Carsharing-Service DriveNow gemieteten Fahrzeugs – möglich sein, sobald der Träger der Uhr sich nähert oder entfernt. Wer auf seinen Schlüssel nicht verzichten möchte, kann zukünftig die Variante mit 2,2 Zoll-Display wählen. Auf Basis des i3 wurde auch ein Forschungsfahrzeug mit Laser-Sensor-System aufgebaut, das zentimetergenau abbremsen kann. In Verbindung mit dem digitalen Lageplan eines Parkhauses kann das Fahrzeug eigenständig eine freie Lücke finden und einparken. Große Gesten zeigte Volkwagen mit einem neuen haptischen Bedienkonzept im Golf R Touch, bei dem sich mit einfachen Wischbewegungen in der Luft Lautstärke oder Schiebedach bedienen lassen. Über die Anwendung Mirrorlink können zusätzlich zu Apple CarPlay und Google Auto Anwendungen von mobilen Endgeräten anderer Hersteller in das Fahrzeug integriert werden. Auch beim Einparken will Volkswagen unterstützen. Mit „Trained Parking“ wird ein häufig genutzter Weg zum Parkplatz vom Fahrzeug gescannt und kann danach teilautonom gefahren werden.

Dr Dieter Zetsche, Chairman of Daimler AG and Head of Mercedes-Benz Cars is presenting the Mercedes-Benz F 015 Luxury in Motion. With the self-driving luxury sedan F 015 Luxury in Motion, Mercedes-Benz shows how the automobile is changing from a means of transportation to a private retreating space. Dr. Dieter Zetsche, Vorstandsvorsitzender der Daimler AG und Leiter Mercedes-Benz Cars präsentiert den Mercedes-Benz F 015 Luxury in Motion. Mit der autonom fahrenden Luxuslimousine F 015 Luxury in Motion zeigt Mercedes-Benz, wie sich das Auto vom Fahrzeug hin zum privaten Rückzugsraum wandelt.

Dr. Dieter Zetsche, Vorstandsvorsitzender der Daimler AG und Leiter Mercedes-Benz Cars präsentiert den Mercedes-Benz F 015 Luxury in Motion.

Dass Daimler den Konkurrenten das Feld der Innovationen nicht alleine überlassen will, zeigen sie mit der vollständig oder teilautonom fahrenden Zukunftsstudie F015. Im Lounge ähnlichen Innenraum können über sechs in die Armaturentafel sowie die Rück- und Seitenwände integrierte Displays, die per Gesten, Eye-Tracking oder Berührung gesteuert werden, jederzeit Informationen zwischen Fahrzeug, Insassen und Außenwelt ausgetauscht werden. Die „Smart Body Structure (SBS)“ ist durch eine Kombination aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK), Aluminium und hochfesten Stählen um 40 Prozent leichter als heutige vergleichbare Serienfahrzeuge. Trotz Verzichts auf eine B-Säule wird über mechanische Verriegelungselemente und die sich gegenläufig öffnenden Türen die nötige Stabilität und Sicherheit erreicht. Unterhalb der Seitenfenster sitzende crashaktive Bordkanten pumpen sich bei einem seitlichen Aufprall ähnlich einem Airbag auf und sorgen für zusätzliche passive Sicherheit. Der Elektroantrieb, basierend auf dem bereits im  Forschungsfahrzeugs F 125! vorgestellten F-CELL PLUG-IN HYBRID – einer Kombination aus Brennstoffzelle mit CFK-Wasserstoff-Drucktank und Hochvoltbatterie – wird durch den Verbauort in der Karosserie vor einem Aufprall geschützt. Doch nicht nur Kritiker des wirkungsgradschwächeren Brennstoffzellenantriebs sind sich sicher, dass diese Kombination nicht zukunftsfähig ist. BMW und Volkswagen stellten komfortable Konzepte für kontaktloses Laden ihrer Elektrofahrzeuge vor. Punktabzug für Daimler.

Wieviel Hardware braucht ein vernetztes Auto

Einem Report von ABI Research zufolge wird der Markt von funkfähigen Modulen im Automobilbereich von aktuell unter 10 auf bis zu 30 Millionen Stück im Jahr 2018 wachsen. Die Zunahme der Vernetzung wird im Hardware-Bereich zwar mit einem Lächeln quittiert, doch auch bei Unternehmen wie TELIT, nach der Übernahme der NXP Automotive Sparte einer der Marktführer im automobilen M2M-Bereich, ist man sich der Verantwortung  zum Schutz der Fahrer und ihrer Daten bewusst. Galten GSM-basierte Funkverbindungen mit ihrer dreistufigen Verschlüsselung noch als sehr sicher, stellen neue Funkstandards größere Herausforderungen dar. Spezielles Augenmerk wird daher neben der Hardwarearchitektur mit abgetrennten Bereichen für verschiedene Funktionen auch auf eingebettete Sicherheitslösungen gelegt.

Vernetzung für Dummies

Doch warum sich mit automobilen Fisimatenten plagen, wenn es auch einfacher geht? Die IT-Branche prescht wie gewohnt vor und vernetzt kurzerhand die Personen, die ein Fahrzeug nutzen über ihre Endgeräte. Kontroversestes Beispiel derzeit ist die mit 40 Milliarden Dollar finanzierte Firma „Uber“. Registrierte Nutzer können per Handy-App eine Fahrt bei Personen buchen, die sich wiederum mit ihrem Fahrzeug bei Uber als Fahrer angemeldet haben. Die Abrechnung erfolgt bargeldlos über die hinterlegte Kreditkarte. Das Konzept rüttelt nicht nur die Taxibranche auf – in einigen Städten wurde Uber bereits verboten – sondern bedroht auch angestammtes Kerngeschäft in der Logistik. Erst kürzlich hat das Unternehmen einen Piloten zur Paketauslieferung gestartet. Kein Wunder also, dass Firmen wie Amazon und Google großes Interesse haben. Abschreckend ist jedoch die Grundeinstellung des Uber Managements. Neben sexistischen Äußerungen und Vorschlägen, mit ein paar Millionen Dollar das Privatleben von Journalisten auszuspionieren, die sich negativ zu Uber äußern, ist auch im Umgang mit gesammelten Daten wenig Verantwortung zu erkennen. Denn was soll man von einem Unternehmen halten, das „spaßeshalber“ die Daten nach One-Night-Stands seiner Kunden hin analysiert, um noch gezieltere Services anbieten zu können? Erste Städte haben die Taxikonkurrenz bereits verboten. In Deutschland ist man sich noch unschlüssig. Eine einstweilige Verfügung zum Verbot wurde wieder aufgehoben.

Alibaba und der Schatz der Daten

In China hat Vernetzung eine ganz andere Dimension angenommen. Hier werden vom Schwergewicht Alibaba Strategien vorgeschlagen, bei dem rechtschaffenden Deutschen die Haare zu Berge stehen. Aus Analysen weiß der Internetgigant, dass junge chinesische Familien neun Monate nach der Geburt ihres Kindes ein Fahrzeug kaufen und drei Monate vor Kauf damit anfangen, sich zu informieren. Big Brother is watching you, kann hier wörtlich genommen werden. Denn wann das Baby geboren wird oder wie alt es gerade ist, wird von dem eCommerce-Anbieter in ihrem Big-Data-Pool über gekaufte Babynahrung und Windelgröße ermittelt. Damit kann Alibaba den Automobilherstellern immer den richtigen Zeitpunkt für ihre Werbung angegeben und natürlich meistbietend verkaufen. Bei einer wachsenden Kundenzahl von derzeit über 300 Millionen ist dieses Szenario ist wenig märchenhaft und sorgt eher für Alpträume in Tausend und einer Nacht.

Dieser Artikel wurde in gekürzter Fassung auch im Magazin ke-next (verlag moderne industrie – Mediengruppe des Süddeutschen Verlag) veröffentlicht.

Autor
AutorBritta Muzyk