Richtiges Steuern – richtiger Kurs

Herr Klauda, Etas ist hauptsächlich Branchen-Insidern ein Begriff. Wofür steht der Name Etas?

Klauda: Etas steht für Engineering Tools, Application and Services. Unsere Werkzeuge unterstützen unsere Kunden bei Design, Verifikation, Test und Kalibrierung sowie Diagnose elektronischer Steuergeräte im Fahrzeug mit den enthaltenen Softwarefunktionen. Eine erprobte Werkzeugkette aus einer Hand – die aber an allen wichtigen Nahtstellen für die Kunden auch die Möglichkeit bietet, ihre eigenen Werkzeuge und hergebrachten Datenstrukturen einzufügen und sich somit einen Werkzeugkasten nach ihrem Bedarf maßzuschneidern oder auch von uns maßschneidern zu lassen.

Lässt sich das Etas-Produktspektrum mit Soft- und Hardwaremodulen abstrahieren?

Klauda: Etas-Entwicklungswerkzeuge gruppieren sich um das elektronische Steuergerät (SG) und die darin enthaltenen Software-Funktionen herum. Im Wesentlichen geht es um sechs Themen:

Das Design von Softwarefunktionen – das heißt die Umsetzung von der Idee in Software-Modelle und letztlich in Steuergerätecode. Hier benötigt man Software-Werkzeuge für Design und Codegenerierung – in unserem Fall das Werkzeug Ascet, das für viele Millionen Steuergeräte die Funktionen und den Steuergerätecode erzeugt hat. Es geht um die Verifikation von neu entwickelten Funktionsmodellen als Ascet-, Simulink- oder C-Code-Modelle in einem virtuellen Fahrzeugmodell oder im realen Fahrzeugeinsatz – ohne dafür ein neues Steuergerät komplett entwickeln zu müssen. Wir nennen dieses Verfahren „Prototyping“ – wofür wir beispielsweise im Falle des realen Fahrzeuges eine Hardware wie unsere ES900 oder ES1000 als Zusatzsteuergerät und eine Software wie Ascet-RP oder Intecrio als Ausführungsplattform anbieten. Wichtigste Vorteile der Etas-Lösung liegen dabei in unserer Offenheit für Modelle aus allen Tools und Quellen sowie im kompakten funktionalen Design unserer Hardware.

Unsere Expertise mit der Steuergeräte-Software befähigt uns, konventionelle und Autosar-Betriebssysteme für Automotive-ECUs mit sehr geringem Speicherverbrauch und höchster Zuverlässigkeit anzubieten.

Nach Fertigstellung des Steuergerätes geht es um den Test der ECU in einem virtuellen Fahrzeug – wir nennen das Labcar – was mit einer leistungsfähigen und erweiterbaren Hardware im Zusammenspiel mit einer Ausführungs-Software-Plattform geschieht. Diese kombiniert Fahrzeug- und Fehler-Modelle aus unterschiedlichen Quellen und simuliert dem Steuergerät eine reale Umgebung in nahezu perfekter Weise.

Vorletzter Schritt ist die Vermessung und Kalibration des Steuergerätes am fertigen Motor auf dem Prüfstand oder im Fahrzeug, was meist über eine spezielle Eingriffschnittstelle ins Steuergerät geschieht – wir realisieren diese Schnittstelle als Elektronischen Tastkopf und bezeichnen die entsprechenden Produkte als „ETK“- oder auch über Standardschnittstellen wie CAN, LIN oder Flexray. Das zugehörige Software-Kalibrations- und Messtool ist Inca, das weltweit bei nahezu allen Tier1 und OEM im Motorenbereich Einsatz findet. Zwischen ETK und Inca müssen Protokollwandlungen stattfinden oder Messsignale eingefügt werden, wofür wir ein reiches Portfolio an Hardware-Lösungen bieten, in denen für jedes Projekt die passende Kombination dabei ist.

Letzter Anwendungsfall ist das Thema Service- Diagnose – das heißt das Auslesen und Verarbeiten des Fehlerspeichers im Steuergerät über unterschiedlichste Schnittstellen und Protokolle, was wir mit unserem flexiblen und preislich äußerst attraktiven Kommunikations-Hardware-Portfolio für die Werkstattdiagnose des OEM an- bieten.

Insgesamt also ein starkes Portfolio über den gesamten Entwicklungs- und Lebenszyklus eines Steuergerätes, das sich durch zwei Dinge auszeichnet: Einerseits Offenheit für Werkzeuge, Datenstrukturen und Protokolle der Kunden, unserer Partner und – wo immer möglich – auch anderer Werkzeughersteller – womit der Kunde Etas-Lösungen ohne große Schwierigkeiten in seine vorhandene Werkzeuglandschaft einbinden kann. Andererseits Durchgängigkeit – das heißt die Möglichkeit, über den kompletten Lebenszyklus der ECU Werkzeuge und Ergebnisse einzusetzen, beziehungsweise wiederzuverwenden. Das bedeutet zum Beispiel bereits am Software-Modell oder im virtuellen Fahrzeug zu kalibrieren oder Feld-Diagnose bereits im virtuellen Fahrzeug mittels unseres Kalibriertools auszutesten.

Welchen Stellenwert bei Etas hat der Bereich Hybrid Vehicle Applications?

Klauda: HEV haben bei Etas einen sehr hohen Stellenwert. Gerade bei Hybridfahrzeugen nimmt die Zahl und Komplexität der Steuergeräte nochmals deutlich zu, da die „zwei Herzen“ des Fahrzeuges harmonisch miteinander arbeiten müssen. Über unsere Simulationsplattformen mit Rechenknoten und Bustechnologien auf Basis der sich konkurrenzlos rasch entwickelnden PC-Technologie fühlen wir uns hier mit unseren Prototyping- und Labcar-Lösungen ebenso gut für die Anforderungen unserer Kunden positioniert wie mit unseren zigtausendfach bewährten Hochleistungsschnittstellen für die Steuergeräteapplika- tion und unserem Applikationswerkzeug Inca, das nicht nur ein, sondern mehrere Steuergeräte im Verbund optimal aufeinander einjustieren kann – um nur einige Beispiele aus unserem heutigen Portfolio zu nennen.

Etas war an der Entwicklung eines seriellen Hybrids auf Basis eines BMW X5 beteiligt. Sind die Tage des parallelen Hybrids gezählt?

Klauda: Sie sprechen ein äußerst spannendes Projekt der Fachhochschule Landshut an, bei dem ein bestehender BMW X5 unter Verwendung unserer Toolkette zu einem Hybridfahrzeug umgebaut wurde, eines der zahlreichen Projekte zu EV/HEV, in denen Etas-Tools eine wichtige Rolle spielen. Zu Ihrer Frage „serieller Hybrid“ versus „Parallelhybrid“: Ich bin überzeugt, dass wir beide Varianten in ihren unterschiedlichen Segmenten sehr lange am Markt sehen werden. Beide Verfahren ermöglichen letztlich eine stetige Migration hin zum vollelektrischen Fahren – im einen (parallelen) Fall mit ausgeprägterem „Verbrennungsmotor-Gefühl“, im anderen (seriellen) mit elektrischem Fahrgefühl von Beginn an. Die Entscheidung „Seriell“ versus „Parallel“ ist am Ende aber getrieben von der jeweiligen Marktstrategie und weniger eine Frage „alt“ gegen „neu“.

Wie unterscheiden sich Echtzeit- anforderungen von Verbrennungs-und Elektromotoren?

Klauda: Das Regelverhalten von Elektromotoren ist per se deutlich „giftiger“. Während beim Verbrenner die Reaktion des Systems auf einen geänderten Stellwert im Normalfall einige wenige Verbrennungstakte benötigt – das heißt bei 2000 Umdrehungen pro Minute etwa 100 Millisekunden, reagiert der E-Motor innerhalb weniger als einer Millisekunde teilweise drastisch. Damit gehen die im Verbrennungsmotor üblichen Rasterzeiten im Steuergerät von 10 bis 100 Millisekunden auf einige 10 bis 100 Mikrosekunden zurück. Das ist selbstverständlich eine Herausforderung für Entwicklungswerkzeuge und Messtechnik – sei es, was die Verifikation von Funktionen, die Validierung von Steuergeräten oder auch die schnelle, dynamische Kalibration am Prüfstand angeht. Mit unseren Rechenknoten in den Werkzeugen auf Multicore-PC-Basis sowie mit unseren hoch performanten, seit vielen Jahren bewährten Steuergeräteschnittstellen mit ihrem hohen Datendurchsatz und ihren geringen Zykluszeiten zwischen „Lesen – Regeln – Schreiben“ können wir unseren Kunden aber auch für diese neuen Aufgaben die richtige Lösung anbieten.

Das physikalische Verhalten von Hybrid Electric Vehicle HEV Komponenten ist mathematisch exakt beschreibbar. Wird die Gewinnung von Messdaten im Fahrzeug obsolet?

Klauda: Sie haben Recht – der Elektromotor selbst ist grundsätzlich deutlich besser modellierbar als der Verbrennungsmotor. Wenn Sie sich jedoch das Gesamtsystem Elektromotor plus Verbrennungsmotor plus Batteriesystem plus Zusammenspiel unter den unterschiedlichen Fahrbedingungen ansehen, kommen Sie sehr schnell an die Grenzen der analytischen Modellierbarkeit. Und das gilt selbst dann noch, wenn Sie in diesem System den Verbrennungsmotor auch noch weglassen – das Gesamtsystem ist heute noch sehr weit weg von einer analytischen Beschreibbarkeit. Und es ist weiterhin – wie ja vorhin schon erwähnt – vom Regelverhalten her deutlich weniger gutmütig als der Verbrennungsantrieb. Insgesamt sehe ich also den Bedarf an exakten Messdaten im System und den Bedarf nach justierbaren Parametern im Fahrzeug keineswegs verschwinden oder auch nur sinken. Es wird auch weiterhin gemessen und kalibriert – nur eventuell woanders und mit anderen Genauigkeitsanforderungen.

Das Interview führte Herbert Neumann, Chefredakteur AutomobilKONSTRUKTION

Fotos: Tom Oettle

Etas; Telefon: 0711 89661-0; E-Mail: anja.krahl@etas.com