FlexRay

Ein Blick in die Unfallstatistik zeigt, dass trotz beträchtlichem Zuwachs des Kraftfahrzeugbestands die Zahl der Unfälle rückläufig ist. Einen maßgeblichen Anteil daran haben die aktiven Sicherheitssysteme wie ABS und ESP. In Zukunft soll eine ganze Reihe von intelligenten Fahrerassistenzfunktionen (z.B. Spurhalte- und Spurwechselassistenz) für eine weitere Erhöhung der Fahrsicherheit sorgen.

Zur Erfüllung dieser sicherheitskritischen Fahrerassistenzfunktionen müssen mehrere elektronische Steuergeräte mittels eines Kommunikationssystems zu einem außerordentlich anspruchsvollen regelungstechnischen Systemverbund zusammengeschlossen werden. Die Vielzahl an zu übertragenden Signalen sowie die sehr hohen Anforderungen an die Latenzzeiten (in der Größenordnung von wenigen Millisekunden) und zeitlichen Abweichungen (Jitter) erfordern nicht nur ein schnelles, sondern auch ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem. Zur Realisierung dieser Fahrerassistenzfunktionen sind immer häufiger elektronische Schnittstellen zum Fahrwerk (u. a „steer by wire“ und „brake by wire“) nötig.



Weil By-Wire-Systeme zur Klasse der fail-operational Systeme gehören, ist ein Kommunikationssystem erforderlich, das den Anforderungen der höchsten Zuverlässigkeit, der höchsten Verfügbarkeit sowie der Möglichkeit eines Sicherheitsnachweises gerecht werden muss. Die Tatsache, dass CAN diesen Anforderungen nicht gerecht werden kann, führte zur Entwicklung mehrerer zeitgesteuerter und fehlertoleranter serieller Bussysteme mit höheren Datenraten: TTP (Time Triggered Protocol), Byteflight, TTCAN (Time Triggered CAN) und FlexRay.

Ein wesentlicher Grund für den Erfolg von FlexRay war die Gründung des FlexRay-Konsortiums, in dessen Rahmen sich im Jahre 2000 die beiden Kfz-Hersteller DaimlerChrysler und BMW sowie die beiden Chiphersteller Motorola und Philips zusammenschlossen. Basierend auf dem ursprünglich von BMW entwickelten Byteflight-Bussystem schuf das FlexRay-Konsortium den herstellerübergreifenden, zeitgesteuerten und fehlertoleranten Kommunikationsstandard FlexRay mit einer Datenrate von bis zu 20 Mbit/s für äußerst sicherheits- und zeitkritische Anwendungen im Automobil.

Die außerordentlich hohe Skalierbarkeit (u.a. hinsichtlich der Topologie und der Kommunikationsstruktur) der FlexRay-Kommunikation und die vergleichsweise hohe Datenrate machen FlexRay nicht nur für den Einsatz in By-wire-Systemen interessant, sondern auch für viele weitere Anwendungen im Kfz. So sorgt FlexRay beispielsweise im neuen BMW X5 innerhalb des aktiven Fahrwerksystems dafür, dass außergewöhnlich große Datenmengen (u.a. Lenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit, Längs- und Querbeschleunigung, Aufbau- und Radbeschleunigung, Höhenstand) in extrem kurzer Zeit sicher und zuverlässig zwischen dem zentralen Steuergerät und den vier jeweils einem Stoßdämpfer zugeordneten Satellitensteuergeräte übertragen werden können.