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Software-as-a-Product im Fahrwerk der Zukunft

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Fortschrittliche Assistenzsysteme, Over-the-Air-Updates: Software wird zum entscheidenden Differenzierungsmerkmal in der Automobilbranche. Mit der Vehicle-Motion-Control-Plattform cubiX bringt ZF sein erstes reines Software-Produkt in Serie.
Achim Neuwirth,
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Achim Neuwirth ist seit 2011 als Autor für ZF tätig. Der Publizistiker schreibt bereits seit rund 20 Jahren über Mobilitätsthemen in allen Facetten.
Es passiert auch dem aufmerksamsten Autofahrer: Unterwegs auf einer unbekannten Strecke kommt die Abfahrt plötzlich früher oder verläuft schärfer als erwartet. Jetzt schnell noch rüberlenken! Für moderne Autos ist eine etwas zu schwungvoll genommene Kurve dank verschiedener Assistenzsysteme meist kein Problem. In Sekundenbruchteilen reagieren Sensoren, Bremsen und Lenkung, um den Wagen zu stabilisieren und ihn sicher auf der Fahrbahn zu halten. Wenn bei einem solchen Manöver allerdings noch Regen oder ein schlaglochübersäter Fahrbahnbelag im Spiel ist, heißt es auch heute schon mal „Ende Gelände“.

Die bisherige Fahrzeugarchitektur setzt der Leistungsfähigkeit von Assistenzsystemen deutliche Grenzen: Alle beteiligten Komponenten verfügen über eigene Steuerungen, die ihr Handeln in Echtzeit untereinander abstimmen müssen. Komplexe Fahrerassistenzsysteme oder wirklich brenzlige Situationen lassen sich auf diese Weise nur schwer bewältigen.

Ganzheitliche Fahrwerkssteuerung für smarte Assistenzsysteme

Ganzheitliche Fahrwerkssteuerung für smarte Assistenzsysteme

Das ändert ZF nun mit dem Vehicle-Motion-Control-Koordinator cubiX, der alle Komponenten der Längs-, Quer- und Vertikaldynamik des Fahrzeugs in einer gemeinsamen Steuerung zusammenführt. Auf Basis von Sensordaten aus dem gesamten Fahrzeug koordiniert die Plattform Lenkung, Bremse, Fahrwerk- und Antriebsaktuatorik als ein ganzheitliches System. So optimiert cubiX nicht nur das Fahrverhalten mit Blick auf Komfort, Dynamik und Effizienz, sondern bildet auch die Grundlage für fortschrittliche ADAS-Funktionalitäten. Als erstes reines Software-Produkt von ZF bietet cubiX einen weiteren entscheidenden Vorteil: Die Plattform ist kompatibel mit verschiedenen Aktuatoren, unabhängig vom Hersteller oder der konkreten Auslegung. Das gibt den Herstellern die Flexibilität, verschiedene Modellreihen ohne zusätzlichen Integrationsaufwand mit ein und derselben Steuerplattform zu realisieren – und legt den Grundstein für neue Geschäftskonzepte.

Architekturwechsel im software-basierten Auto

Architekturwechsel im software-basierten Auto

Damit ist cubiX ein Beispiel für einen entscheidenden Trend auf dem Weg zum software-basierten Fahrzeug: weg von den vielen Einzelsteuerungen der Hardware-Komponenten, hin zu übergreifenden Domänen- und Zonenarchitekturen. Diese Entwicklung trägt der zunehmenden Komplexität von automobiler Steuerungssoftware Rechnung. Bislang haben Dämpfer, Bremse oder Hinterachslenkung jeweils eine eigene Steuerungseinheit oder Logik, die aufwändig in die Gesamtarchitektur des Fahrzeugs integriert werden muss. Die neuen E/E-Architekturen bündeln alle Software für einen bestimmten Funktionsbereich (die sogenannte Domäne) des Autos auf einem zentralen, aktuator unabhängigen Steuergerät. „Diese übergreifende Steuerung erspart den Herstellern Aufwand sowie Kompromisse in der Feinabstimmung und der Fahrdynamik in Bezug auf Performanz, Komfort und Effizienz des Fahrzeugs. Gleichzeitig gibt sie ihnen die Chance, komplexe Assistenzsysteme problemlos zu kombinieren“, erklärt cubiX-Projektleiter Dr. Caspar Lovell. „Mit cubiX haben wir eine solche Software, die sich perfekt in die neuen E/E-Architekturen künftiger Fahrzeuge integrieren lässt – sei es signal-basiert oder service-orientiert.“
cubiX arbeitet mit standardisierten Schnittstellen und reduziert individuelle Abhängigkeiten.

Ein weiterer wichtiger Punkt für die Vielseitigkeit der Plattform ist die klare Definition bekannter Schnittstellen. OEMs können cubiX mit beliebiger Hardware ebenso wie mit weiteren Softwareapplikationen kombinieren, ohne an der grundlegenden Architektur etwas ändern zu müssen. So lassen sich unterschiedliche Ausstattungs- und Modellvarianten ohne zusätzlichen Aufwand realisieren.

Von Fahrdynamik bis zum autonomen Fahren: für jeden Kunden das passende Paket

Von Fahrdynamik bis zum autonomen Fahren: für jeden Kunden das passende Paket

So wichtig diese Trennung von Hard- und Software für die klassischen Hersteller ist, branchenweite Gültigkeit hat sie nicht. Neue Player in der Automobilbranche und Mobilitätsdienstleister haben oft keine Präferenzen im Hinblick auf die Hardware und auch nicht die Kapazitäten, unterschiedlichste Komponenten in ihr Steuersystem zu integrieren. Diese New Automotive Customers erwarten von ihren Zulieferern ein Komplettsystem aus einer Hand – eine Anforderung, die cubiX dank seines modularen Konzepts in Kombination mit bewährter ZF-Aktuatorik ebenfalls problemlos erfüllt.
Um allen Ansprüchen seiner unterschiedlichen Kundengruppen optimal gerecht werden zu können, bietet ZF cubiX in drei verschiedenen Varianten an – von der fahrdynamik-orientierten cubiX Performance Drive über die auf fortschrittliche Assistenzfunktionen optimierte cubiX ADAS bis hin zu cubiX AD für das autonome Fahren ab SAE Level 4. Hier übernimmt das System die volle Verantwortung für die Umsetzung der Fahrtrajektorie inklusive des cubiX Safety Systems. Wenn gewünscht, lassen sich die einzelnen cubiX-Varianten dank des skalierbaren Konzeptes auch in einer Software kombinieren.

Software eröffnet neue Geschäftsmodelle

Software eröffnet neue Geschäftsmodelle

Keine Frage: Software ist der zentrale Faktor der Mobilität von morgen. Bis 2030 schätzt eine Studie von McKinsey das jährliche Marktwachstum für Automotive-Software mit rund sieben Prozent mehr als doppelt so hoch ein als das Wachstum der Autobranche insgesamt. Doch Softwareplattformen sind nicht nur ein zukunftsweisendes Produkt, sondern eröffnen sowohl für Zulieferer als auch für OEMs und Mobilitätsdienstleister ganz neue Geschäftsmodelle. Software-as-a-Service lautet das Stichwort: So könnten Endkunden sich beispielsweise zusätzliche Features in Form einer Dynamik- oder Komfortfunktion auf ihre cubiX-Plattform dazubuchen. Mobilitätsdienstleister können ihren Nutzern Abonnement-Modelle anbieten. Und für OEMs verlängert sich durch Over-the-Air-Updates die Lebensdauer ihrer Modellreihen – neue Funktionalitäten erfordern keine neue Hardware, sondern werden einfach ins Fahrzeug aufgespielt.
469 Milliarden US-Dollar
Marktvolumen erreicht Automotive-Software im Jahr 2030 – fast doppelt so viel wie 2020.

„ZF ist optimal aufgestellt, um sich im Bereich Software-as-a-Product oder Software-as-a-Service zu etablieren. Unser breites Aktuatorportfolio und das tief in verschiedenen Konzerndivisionen verwurzelte Software-Know-how geben uns hier einen enormen Vorsprung.“
André Engelke, Leiter Systemhaus Vehicle Motion Control, ZF