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Connected Cars: Im vernetzten Auto über den Highway

Aus dem
t3n Magazin Nr. 36

06/2014 - 08/2014

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Autos werden zunehmend kommunikativ. Eingebunden in Funknetze, tauschen sie Daten mit Autoherstellern, Dienstleistern und bald auch untereinander aus. Völlig neue Formen von Dienstleistungen und Interaktionen zeichnen sich am Horizont ab. Ein Bericht zum aktuellen Entwicklungsstand in Sachen Connected Cars.

Connected Cars: Im vernetzten Auto über den Highway
t3n-36-content-teaser Das vernetzte Auto ist ein Technologie-Trend, dem eine glorreiche Zukunft vorausgesagt wird. Ob Autos in Zukunft per Autopilot fahren, wie Google das seit einiger Zeit testet, sei mal dahingestellt. Aber darüber hinaus finden sich rund um das Automobil etliche Szenarien, die einen deutlichen Komfortgewinn für Autobesitzer mit sich bringen, etwa die automatische Meldung bei der hiesigen Werkstatt, wenn ein Teil defekt ist, oder die Anzeige wichtiger Verbrauchsdaten auf dem Smartphone. Das Auto der Zukunft ist vernetzt – wir zeigen im Folgenden die wichtigsten Trends.

Connected Cars: Smartphone oder eigene SIM

Premiumanbieter wie Daimler oder BMW bieten als Option für ihre Fahrzeuge spezielle Connectivity-Plattformen als Bindeglied zu hauseigenen Online-Dienstleistungen an. BMW nennt sein Angebot Connected Drive, bei Daimler sind derartige Angebote unter Mercedes Me zusammengefasst – allerdings enthält Mercedes Me nicht alle Dienste, einige Spezial-Features wie die Smartphone-App Digital Drivestyle sind separat erhältlich.

Für die Nutzung derartiger Dienste verfügen die Fahrzeuge der automobilen Oberklasse typischerweise über ein Mobilfunk-Modul mit SIM-Karte und eigenem Mobilfunkvertrag. Die meisten derartigen Module sind für 3G-Netze ausgelegt, teilweise beherrschen sie auch die schnelle LTE-Technologie. Dieses Modul fungiert als Brücke ins Internet und zu allen möglichen denkbaren Automobil-Services.

Häufiger als mittels optionaler und damit teurer Module klinken sich Fahrer und Passagiere über Hardware in das Netz ein, die sie ohnehin ständig nutzen: das Smartphone. Die Verbindung zwischen Smartphone und Fahrzeug erfolgt dabei entweder über die Kurzstrecken-Funktechnik Bluetooth oder per Kabel. Typischerweise wird nach Aufbau der Verbindung der Bildschirminhalt des Smartphones auf dem Zentraldisplay des Fahrzeugs angezeigt; gleichzeitig werden den entsprechenden Bedienelementen im Auto Funktionen zur Steuerung des Handys zugewiesen – etwa den Dreh-Drückstellern oder den Lenkrad-Funktionstasten. Zudem wird in der Regel die Sprachsteuerung des Autos für die Handy-Bedienung eingebunden.

Smartphone-Integration

Bei der Integration des Smartphones gehen die Autohersteller unterschiedliche Wege. So hat erst jüngst die Apple-Technik CarPlay für Schlagzeilen gesorgt, die etwa bei Daimler und Volvo die Verbindung zwischen der Elektronik des Fahrzeugs und dem iPhone herstellt; weitere Hersteller wie BMW, Opel und Toyota haben angekündigt, die Technik ebenfalls zu übernehmen. Unterstützt werden dabei allerdings nur aktuelle iPhones.

Bei CarPlay muss das iPhone per Lightning-Kabel mit dem Wagen verbunden werden, Apples Spracherkennung Siri funktioniert dennoch. Der Bildschirminhalt des Smartphones wird dann unter Umgehung der im Auto enthaltenen Rechenpower direkt in das Zentraldisplay des Fahrzeugs gestreamt. In der Folge bedeutet das, dass die Kontrolle über den Bildschirminhalt auf das Smartphone übergeht. Das ist wichtig, denn aus Gründen der Fahrsicherheit wollen die Autohersteller eigentlich die Hoheit darüber behalten, welche Art von Apps und Inhalten auf das Zentraldisplay gelangen. So blockieren die Head Units etwa alle Apps, die Bewegtbilddarstellungen enthalten, sobald das Auto fährt. Bei CarPlay geht diese Verantwortung auf Apple über.

iOS oder Android? Beides!

Einen anderen Weg geht Audi. Nicht nur, weil das Unternehmen mit Google zusammenarbeitet und etwa die Inhalte von Google Maps einschließlich Street View direkt für die Routen- und Umgebungsdarstellung im Auto nutzt. Sondern vor allem, weil Audi bei der Gestaltung des User-Interfaces das Steuer selbst in der Hand behalten möchte. In Sachen CarPlay befindet sich Audi damit in einer kniffligen Lage: Das Unternehmen möchte natürlich die zahlungskräftige Apple-Kundschaft nicht vergraulen, aber sich auch nicht von einem Computerhersteller das Heft aus der Hand nehmen lassen. „Wir wollen Apple-Geräte integrieren und sprechen darüber intensiv mit Apple“, bietet die Audi-Pressestelle als Formelkompromiss an.

Um eine marken- und betriebssystemunabhängige Smartphone-Integration zu ermöglichen, entwickelt die Autoindustrie eine eigene Lösung namens Mirrorlink. Diese Technik nutzt eine Reihe eingeführter Verfahren zur Verbindung zwischen Telefon und Fahrzeug. So unterstützt sie Bluetooth, WLAN und USB-Kabelverbindungen zur Head Unit, streamt Audio-Inhalte per Real-Time-Protocol (RTP) und steuert die Darstellung von Apps auf dem Auto-Bildschirm über Universal Plug and Play (UPnP).

Entwickelt wird MirrorLink vom Connected Car Consortium (CCC), dem unter anderem Daimler, die Opel-Konzernmutter General Motors, VW, Honda und Peugeot angehören. In der aktuell vorliegenden Fassung weist die Technik allerdings noch ein ziemlich großes Manko auf: Sie unterstützt zurzeit nur Android-Handys; wie lange es dauern wird, bis auch iOS- und Windows-Handys darüber mit dem Fahrzeug gekoppelt werden können, ist offen. Immerhin bekennt sich der Volkswagen-Konzern zu der Technik; sie ist in der Roadmap des so genannten Modularen Infotainment-Baukastens (MIB) festgeschrieben, einer Art Masterplan für alle im VW-Konzern verbauten Infotainment-Systeme. Als erstes Serienauto mit Mirrorlink-Technik wird ab Mitte dieses Jahres ein überarbeitetes Polo-Modell vom Band laufen.

Bosch MySpin kommt mit allen klar

So lange muss man aber nicht warten, um ein Smartphone mit dem Auto zu verbinden. Der Zulieferer Bosch SoftTec vermarktet bereits eine Lösung namens MySpin, die sowohl iPhones als auch Android-Smartphones einbindet. MySpin wird als App auf das mobile Endgerät geladen, das die Verbindung zur Infotainment-Plattform des Fahrzeugs herstellt. Zum Funktionsumfang von MySpin gehört es, die auf dem Telefon installierten Apps „automobiltauglich“ zu machen. Das heißt, MySpin sorgt dafür, dass die GUI der App auf der Benutzeroberfläche des Autos abgebildet wird; gleichzeitig reduziert es die Inhalte auf das, was im Auto sinnvoll ist.

Zu den damit nutzbaren Apps gehören aktuell etwa Media Player, Navigationskarten, Kalender und Kontakte. Zudem lassen sich Verkehrsdienste wie Inrix sowie mobilitätsbezogene Services zur Hotel-, Parkplatz- oder Tankstellensuche nutzen. Programmierern stellt Bosch – wie übrigens die meisten Autohersteller – ein Software Development Kit (SDK) zur Verfügung, damit die Apps auch den Anforderungen der Fahrsicherheit genügen. Autohersteller, auf deren Hardware MySpin zugreift, legen die zugelassenen Apps in einer Art Positivliste fest. Zudem können die Fahrzeughersteller die Software nutzen, um eigene, weitergehende Dienste zu entwickeln und dem Kunden anzubieten. Hierzu enthält MySpin ein Web-Interface, das den Zugriff auf die Elektronik des Autos zulässt. Meldet beispielsweise ein Sensor aus den Tiefen des Motorraums, dass die Qualität des Schmieröls nachlässt, so kann automatisch die Verbindung zur Werkstatt hergestellt und ein Terminvorschlag für den Ölwechsel eingeholt werden.

Egal welches Smartphone-Betriebssystem - Boschs MySpin akzeptiert sie alle und bietet Autofahrern und Autoherstellern zahlreiche Möglichkeiten, Smartphone-Apps „automobiltauglich“ zu machen.
Egal welches Smartphone-Betriebssystem - Boschs MySpin akzeptiert sie alle und bietet Autofahrern und Autoherstellern zahlreiche Möglichkeiten, Smartphone-Apps „automobiltauglich“ zu machen.

Eigenständige Kommunikation

Während ein Telefonat oder eine Hotelsuche von menschlicher Hand gesteuert werden muss, gibt es eine zunehmende Zahl von Kommunikationsvorgängen im Auto, die automatisch ablaufen. Dazu gehört etwa die Car-to-Car- und Car-to-Infrastructure-Kommunikation, zusammengefasst als C2X bezeichnet.

Dabei versenden Fahrzeuge über eine eigene Funkeinheit kurze Datentelegramme – etwa wenn sie stark bremsen oder wenn die Fahrdynamikregelung ins Geschehen eingreift. Letzteres ist ein Indikator dafür, dass ein Auto ins Schleudern geraten ist, etwa infolge von Straßenglätte. Empfängt nun ein nachfolgendes Fahrzeug einen derartigen Datensatz oder gleich mehrere davon, so schließt die Elektronik daraus, dass eine Gefahrenstelle voraus liegt und warnt den Fahrer mittels optischer und akustischer Warnmeldung.

Für die C2X-Technik, die es allerdings noch nirgendwo zu kaufen gibt, hat die Autoindustrie eine eigene Funktechnik auf Basis der bekannten WLANs entwickelt. Die C2X-Variante wurde unter der Bezeichnung IEEE 802.11p genormt. Außer 802.11p gibt es auch Versuche, Mobilfunktechniken zu diesem Zweck heranzuziehen, dabei steht wegen ihrer geringen Latenzzeiten vor allem die LTE-Technik im Mittelpunkt.

Auch wirtschaftliche Gesichtspunkte sprechen dafür, für die Implementierung von C2X-Anwendungen die Mobilfunktechnik zu nutzen. Während ein 802.11p-Funkmodul als zusätzliches Bauteil im Auto einen Kostenfaktor darstellt, gilt das für die Mobilfunknutzung nur eingeschränkt, denn ab Herbst 2015 ist für alle Neufahrzeuge die Bestückung mit einem eCall-Modul sowieso Pflicht. Dieses Modul verfügt per SIM-Karte über eine eigene Mobilfunk-Identität und sendet bei einem Unfall automatisch die Positions- und Richtungsdaten an die nächste Rettungsleitstelle. In der Autobranche geht man davon aus, dass dieses Modul auch für weitere Dienstleistungen genutzt werden wird.

Die Elektrofahrzeuge von Tesla Motors glänzen unter anderem mit einem 17-Zoll-Bildschirm und automatischen Softwareupdates.
Die Elektrofahrzeuge von Tesla Motors glänzen unter anderem mit einem 17-Zoll-Bildschirm und automatischen Softwareupdates.

Tesla: Automatisch Updates

Wie so etwas aussehen könnte, lässt sich am Beispiel der Elektrofahrzeuge des US-Herstellers Tesla Motors studieren. Das Gesamtfahrzeug läuft unter Linux, und sobald der Fahrer am Steuer Platz nimmt, wird der im Hochformat angeordnete 17-Zoll-Bildschirm in der Mittelkonsole lebendig und zeigt unter anderem das Navigationssystem mit dem aktuellen Standort. Mit seinem eingebauten 3G-Modem verfügt das Fahrzeug über eigene Mobilfunktechnik – es wird gewissermaßen zum rollenden M2M-Terminal und übermittelt regelmäßig interne Zustandsdaten, vor allem von der Batterie, an den hauseigenen Service. So kann bei einer Panne der angerufene Kundendienst sofort eine Ferndiagnose erstellen. Sogar die Aktualisierung bestimmter Softwarekomponenten läuft automatisch – eine Aufgabe, die europäischen Autoherstellern noch Kopfzerbrechen bereitet. In den USA wählen sich die Tesla-Fahrzeuge über den Mobilfunkprovider AT&T ins Mobilfunknetz ein; in Europa hat Tesla einen entsprechenden Vertrag mit Telefonica beziehungsweise deren regionalen Töchtern (in Deutschland O2) abgeschlossen.

In der LKW-Branche sind automatische Meldungen per Mobilfunkmodul schon längst üblich. So kommunizieren die Brummis ohne menschliches Zutun mit den Mautsensoren auf Autobahnen, dabei bedienen sie sich einer eigens entwickelten Technik namens DSRC (Dedicated Short Range Communication). Neben den Zugfahrzeugen sind oft auch die Anhänger, Aufleger oder die transportierten Container mit Sensoren, GPS-Empfängern und Mobilfunkeinheiten ausgestattet. Für die relativ kurzen Messages, die sie empfangen und versenden, reicht in aller Regel die GSM-Technik aus. Anwendungen sind hauptsächlich Flottenmanagement und Lokalisierung – wobei auch die Verfolgung gestohlener Container unter das Thema Lokalisierung fällt.

Geschlossene Systeme

Ihre Online-Services betreiben die Autohersteller aus Sicherheitsgründen innerhalb geschlossener Server-Umgebungen. Audis Online-Services werden beispielsweise in einem riesigen Rechenzentrum auf dem Werksgelände des Unternehmens in Ingolstadt gehostet – dem gleichen Datenzentrum, das auch die CAD-Anwendungen des Unternehmens beherbergt. Andere Autohersteller sind sicherlich nicht weniger sicherheitsbewusst. Umgekehrt bedeutet das, dass etwa ein VW-Fahrer die Connected-Drive-Services von BMW nicht nutzen kann.

Im Transportgewerbe sieht das ähnlich aus, auch hier sind die Online-Services an den Hersteller des LKWs gebunden – jedenfalls in der Regel. Daimler unterhält für seine Kunden den Service FleetBoard, Volvo bedient die seinen mit DynaFleet und so weiter. Einen Schritt zur Marktöffnung unternimmt seit einiger Zeit das Unternehmen OpenMatics, das LKW- und Omnibusbetreibern Telematikdienste und eine offene Applikationsplattform unabhängig vom Fahrzeughersteller anbietet. Die gemeinsame Tochtergesellschaft des Getriebeherstellers ZF Friedrichshafen und des Chipherstellers Intel setzt dabei auf offene Standards und gängige Technik – ob sie langfristig Erfolg haben wird, muss sich noch erweisen.

Connected Cars: Fazit

Wohin die Entwicklung geht, will natürlich niemand so genau vorhersagen. Es ist aber abzusehen, dass die M2M-Kommunikation per Mobilfunk viele neue Dienstleistungen ermöglichen wird – von der zeitnahen Einspeisung von Navigationsdaten über die technische Ferndiagnose des Fahrzeugs und über Location-based-Services („Wo ist die nächste Pizzeria?“) bis zur multimodalen Verkehrsplanung. Darüber hinaus zeichnet sich ab, dass IT-Unternehmen wie Google oder Apple künftig in verstärktem Umfang ihre Duftmarken im Fahrzeug und hier besonders im Infotainment-Bereich hinterlassen werden. Das betrifft auch und gerade die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI). Diese aber ist Bestandteil der Kernkompetenz der Autohersteller, namentlich der europäischen Premiumhersteller. „Die Benutzerschnittstelle zum Fahrzeug gehört eindeutig zu dem, was das Fahrerlebnis ausmacht“, sagt ein Experte von Audi. „Das lassen wir uns nicht aus der Hand nehmen.“ Ein Interessenkonflikt ist damit absehbar – spannend wird die Frage, wer am Ende als Sieger hervorgehen wird.

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