Richard Schwinn, TE/OVG-I Leiter Entwicklung Elektrik/Elektronik Instrumentierung Mercedes-Benz Special Trucks, Wörth am Rhein Jörg Berger, TE/OVG-I Markus Schönthaler, TE/OVG-I Mercedes-Benz Special Trucks, Wörth am Rhein Faszination und Herausforderung Mercedes-Benz Special Trucks Anforderungen und Randbedingungen bei der Entwicklung von Elektrik und Elektronik 01.12.2010, Stuttgart, 5. Vector Congress Nutzfahrzeug-Sektion
Agenda 1.) Unternehmensvorstellung 2.) Nutzfahrzeug-Umfeld für Sonderfahrzeuge, Nutzung des Daimler Entwicklungs-Verbunds 3.) Auswirkungen und Anwendungsbeispiele für Elektrik/Elektronik in Sonderfahrzeugen Folie 2
Unternehmens-Organisation Daimler Geschäftsfeld Mercedes Benz Car Group Truck Group Finanzen & Controlling Forschung Personal Geschäftsbereich LKW Europa/ LKW Europa/ Lateinamerika Lateinamerika Trucks Asia LKW Nafta Daimler Bus Mercedes-Benz do Brasil Produktion MB Produktion MB LKW / Werk Wörth LKW / Werk Wörth Vertrieb & Marketing MB LKW Projekt SFTP Mercedes-Benz Mercedes-Benz Special Trucks Special Trucks Folie 3
Entwicklungs- und Produktionsstandorte Mercedes-Benz Special Trucks (MBS) Wörth am Rhein Wörth am Rhein Molsheim Molsheim Stuttgart HQ Stuttgart HQ Aksaray Aksaray Axor/Atego Axor/Atego Unimog Unimog (Actros ab 2011) (Actros ab 2011) Folie 4
Mercedes-Benz Werk Wörth und EVZ Größtes LKW-Werk der Welt auf 2,9 Mio m² Zahlen und Daten Mercedes-Benz Special Trucks Neues Entwicklungsund Versuchszentrum (EVZ) Produktion 2009 3.307 Einheiten Beschäftigte ca. 1.500 Zahlen und Daten Mercedes-Benz Werk Wörth Grundstücksfläche 2.870.501 m² davon bebaute Fläche 605. 238 m² Produktion 2008 113.000 Einheiten Produktion 2009 44.000 Einheiten Beschäftigte > 11.000 Folie 5
Sonderfahrzeuge bewähren sich überall dort, wo ein hohes Leistungspotenzial von Fahrzeugen und Geräten benötigt wird. Mercedes-Benz Special Trucks bietet hierfür ein weltweit einmaliges Fahrzeugprogramm mit integrierten kundenspezifischen Lösungen. Econic Zetros Unimog Hochmobil Unimog Geräteträger Niederflur LKW Offroad Offroad extrem Arbeitsmaschine Müllsammler / Hybrid Mil-Anforderungen Feuerfestigkeit Winterdienst Sattelschlepper Gasmotor Hohe Nutzlast Watfähigkeit 2-Wege Einsatz Hoher LKW Standard Unverwüstlich Flexibel Folie 6
Welche Anforderungen muss die EE-Architektur im Spannungsfeld von Mercedes-Benz Special Trucks erfüllen? Fahrzeug Anwendungen Kundenspezifische Anforderungen Stand der Technik Gesetze/Normen Gasmotor Türautomatik An-/Aufbauten Schnittstellen für Aufbau-Hersteller Funkfernbedienung Müllsammel-Betrieb Hydrostat. Fahrantrieb Hydraulik Applikationen Twindisc Kupplung (WSK) Militärische Einrüstungen Turn Tip Blinken Geringer Ruhestrom Anhängererkennung Instrument mit Display Diagnose on-/offboard elektrische Fensterheber Fahrerentlastung durch Assistenzsysteme z.b. Tempomat, Joystick für Hydraulik, automatisierte Schaltgetriebe, Notbremssystem, Spurassistent EMV-Richtlinie Maschinen-Richtlinie Gefahrgut (GGVS/ADR) Emission (LKW Euro3-6, Landwirtschaftl. Normen) Global Safety Regulation Länderspezifische Anforderungen und Normen Kaum gesetzl. Ausnahmeregelungen Folie 7
Elektrik/Elektronik ist die Grundlage für Systemvernetzung und Fahrzeugfunktion. Reifendruckregelanlage Hydrauliksteuerung (8 Zellen) 2-Wege Funkfernsteuerung Elektr. Müllautomatik Heizung, Lüftung und Klimaanlage Beleuchtungseinrichtungen, Spiegelsysteme Elektrische Aufbauschnittstelle Rückfahrkamera Audiosysteme Navigation Fleetboard/CoTel Mobiltelefonie Fahrregelung und Hydrostat. Antrieb (100m/h bis 90km/h) Motorsysteme (Diesel/Gas) Abgasnachbehandlung Automatisierte Getriebe und Kupplung Spezifische Systeme für Arbeitseinsätze Antriebstrang Fahrer-Assistenzsysteme Aufbau- und Komfortsysteme Systemvernetzung CAN / LIN Telematik Fahrerplatz Chassissysteme Energieerzeugung Tachograph Lenkradtasten Instrumentierung Vernetzte Schalter Hydraulik-Joystick und Terminal Wechsellenkung Fahrdynamiksysteme (ESP) Tempomat, Limiter Onboard- Servicesystem ABS/EBS-Bremssysteme, div. Retarder Niveauregulierung mit Achslastregelung Hinterachslenkung ( Hundegang ) Zusatzlenkung für Vorlauf- und Nachlaufachsen Watfähige Generatoren Elektr. Batterietrennschalter (ADR) Unterspannungsschutz Regelung des Öl- Volumenstroms Folie 8
Gleichteile-Nutzung aus LKW-Großserie ist Grundlage der Sonderfahrzeug-Entwicklung. Übernahme MB Trucks Entwicklung MBS Übernahme Daimler Bus Übernahme MB PKW Verwendung von E/E-Komponenten aus dem Vorteile: Daimler Konzernbaukasten. Geprüfte Komponenten Hohe Standards Fast-Follower-Konzept: Mercedes Benz Special Trucks lehnen sich schwerpunktmäßig an Technik Hohe Qualität Großserien-Preise und Produktlebenszyklus des Atego an. Atego Kombi-Instrument Adaptionen für MBS: Elektronische Motorsteuerung und Steuergerät zur Abgasnachbehandlung (am Beispiel Euro5) Hardware-Varianten Gemeinsame Software mit Atego Adaptionen für MBS: Bedatung Applikation (Kennfelder) Folie 9
Auch Arbeitsmaschinen wie Econic und Unimog benötigen eine abgestimmte Vernetzung zwischen Aufbau und Fahrzeug. Aufbauhersteller können über eine definierte EE-Schnittstelle Fahrzeugfunktionen z.b. im Econic verwenden und beeinflussen. Anforderung des Nebenabtrieb durch aufbauherstellerspezifische Steuerung Ansteuerung zusätzlicher Beleuchtungssignale für kundenspezifischen Aufbau Motor- und Getriebe- Beeinflussung: Start/Stop, Arbeits-Drehzahlregelung, Gangwahl Folie 10
Realisierung der EE-Aufbauschnittstelle durch Nutzung von Grundlagen der LKW Großserie, erweitert um sonderfahrzeugspezifische Anforderungen. Sonderfunktionen Special Trucks Fahrzeugvernetzung auf Basis Großserie CAN-Signale (ISO 11898) Frei programmiertes Steuergerät CAN-Signale (ISO 11992-1 oder 11898) diskrete Signale Aufbauschnittstelle diskrete Signale Folie 11
Damit sonderfahrzeugspezifische Anwendungen effizient bedient werden können ist die Einbindung in die Mercedes-Benz EE-Architektur erforderlich. Hydrauliksteuerung zur Bedienung von Arbeitsgeräten Für das Unimog-spezifische Getriebe wurde zur Kupplungsautomatisierung ein Steuergerät auf Basis LKW entwickelt Integration in MB Powertrain CAN Hydraulik-Steuergerät und Joystick sind MBS Eigenentwicklungen Folie 12
Ergnomie und Bedienfreundlichkeit ist Grundvoraussetzung für einen effizienten Arbeitseinsatz bei ansteigender Funktionalität und Komplexität. 1976 1956 1995 2000 Future to come Folie 13
Der Trend zur steigenden EE-Komplexität bei MB Truck (und Wettbewerbern) führte im MBS zur konsequenten Umsetzung der Fast-Follower -Strategie Mercedes-Benz Mercedes-Benz Trucks Trucks Common Electric Electronic Architecture Sehr hohe Systemvernetzung Einsatz SLP9 und OSEK-OS Standard CAN-Treiber und UDS-Stack Generationenwechsel 2011 CEEA 2013 CEEA max. Carry-over max. Carry-over Konsequent Gleichteile Kooperative Entwicklung Übernahme von Innovationen Mercedes-Benz Mercedes-Benz Special Special Trucks Trucks Ableitung aus CEEA MB Truck + Daimler Bus + MBS Steuergeräte IES Integriertes Elektronik System Zentrale Vernetzung aller CAN Teilnehmer 2003 MP2/IES 1996 IES 2008 - Zetros 2000 Unimog IES Carry-over Antriebstrang Instrumentierung Aufbau-Schnittstelle Diskret / Proprietär bis 1996 bis 2000 min. Carry-over min. Carry-over Diskret / Proprietär Folie 14
Ansatz zur Eindämmung immer höherer Entwicklungsaufwände durch steigende Funktionalität und verbesserter Fahrer-Ergonomie durch flexiblere Technologie. 1970/1990 Händische Bedienung Diskretverkabelung 1990/2010 Automatikfunktionen in Steuergeräten durch Lieferant programmiert und/oder Relaistechnik > 2010 Vernetzte Steuergeräte, flexible Logikprogrammierung durch OEM, Entfall Großteil der Relaistechnik Verbesserung & Erweiterung: - Ergonomie - Bedienbarkeit - Funktionalität Entwicklungsaufwände Folie 15
Technologieeinsatz am Beispiel der Falttürsteuerung im Econic durch Verwendung eines frei programmierbaren Steuergeräts Econic bietet Falttür auf Beifahrerseite Integration in E/E-Konzept über frei programmiertes Steuergerät diskrete Signale Tür-Steuerung Integration Falttür in E/E-Konzept, Rahmenbedingungen: Gesetzliche Anforderung (Automatisches Schließen bei Fahrt) Kein passendes Steuergerät in Konzernbaukasten vorhanden, Bus- Türsteuerung überdimensioniert für Econic mit nur einer Tür Lieferant bietet Minimal-Steuerung für Grundfunktionalität, Stand-Alone Folie 16
Funktionsprüfungen mit Komponenten-HiL (für eigene Steuergeräte) und Integrations-HiL (für MBS-Baureihen) bietet bei hoher Fahrzeugvarianz große Vorteile. Vector VT- System Komponenten HiL Berner&Mattner Integrations-HiL Hardware in the Loop HiL-Labor MBST in Wörth Folie 17
Ausgereifte Funktionen sind die Grundlage zur Markt- und Qualitätsführerschaft. Interdisziplinärer Entwicklungsprozess als Basis Skills cvddoors Requirements Engineering Spezifikation Modellbildung Projektmanagement/ Reports Konfigurationsmanagement Qualitätsmanagement Lieferantenmanagement Verifikation mit I-HiL u. Versuchsfahrzeugen Integration-HiL Versuch Modell Matlab/Simulink Elektrobit Guide logicad32 Simulation A/B/C-Muster Implementierung Komponenten- HiL Präzisierung / Optimierung Implementierung / Präzisierung Vector VT System i.v.m. CanOE am Ironbird Folie 18
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Folie 19