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Fahrzeug-Elektronik

Das Auto im Schlüssel

Dieser Artikel stammt aus P.M. Magazin
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Der Zündschlüssel wird zum Bordcomputer in der Hosentasche: Damit können wir bald unsere persönliche Jukebox ins Fahrzeug laden, biedere Limousinen zu Sportwagen machen – und eines Tages womöglich sogar E-Mails checken und telefonieren.

Es war kein guter Tag für BMW-Fahrer Ottmar N. Erst hatte er den Schlüssel seiner Fünfer-Limousine verloren, dann konnte er auch seinen Zweitschlüssel nicht finden. Die Gelben Engel des ADAC waren an diesem Pfingstmontag ebenso rat- wie machtlos, die Vertragswerkstatt hatte geschlossen, und die freundlichen Telefonhostessen der Mobilitäts-Hotline boten N. lediglich achselzuckend einen Ersatzwagen an. Und selbst wenn ihm ein Profi aus zwielichtigen Kreisen an die Hand gegangen wäre: Der Autoknacker hätte allenfalls die Türen öffnen, nicht aber den Wagen starten können. Lenkradschloss durchbrechen und den Wagen kurz-schließen, das war einmal. Am Ende konnte Herrn N. keiner helfen.

Aus dem gestanzten Pfennigartikel Autoschlüssel ist ein Hightech-Sicherheitswerkzeug geworden – und eine Fernbedienung für eine Vielzahl von Funktionen, von den Sitzeinstellungen bis hin zum Autoradio. »Keyless Go« oder »Smart Key« heißt die neue Technik: Wer einen solchen Computer-Sperrhaken besitzt, der hat Zugang zu den innersten Geheimnissen seines Fahrzeugs. In seinem kleinen Gehäuse verbirgt sich die Hälfte jener Rechenleistung, für die vor 20 Jahren der »Commodore-64«-Heimcomputer gefeiert wurde.

Der Schlüssel ist Sender und Empfänger zugleich. Wann immer sich der Fahrer mit der elektronischen Andockstation in der Hosentasche dem Wagen nähert, reden Schlüssel und Auto miteinander. Sie geben sich gegenseitig zu erkennen, nennen ihre geheimen Parolen und tauschen Informationen aus. Der Fahrer merkt von alldem überhaupt nichts. Lässig greift er die Klinke und öffnet die bereits entriegelte Tür. Der Sitz rückt automatisch in die von ihm gewünschte Position, die Spiegel sind eingestellt, die Klimaanlage auf Wohlfühltemperatur programmiert, und das Radio spielt den Lieblingssender.

Vor dem Druck auf den Starterknopf haben bereits Datenspeicher und Motorsteuergerät kommuniziert, zugleich ist der Befehl an die elektrische Feststellbremse gegangen, sich bald zu lösen, und die Wegfahrsperre hat freie Fahrt signalisiert. Da herrscht aufgeregter Datenaustausch im Bordnetz, da müssen blitzschnell Zutrittsberechtigungen geprüft, Schaltkreise geweckt und Bordrechner aktiviert werden. Der Schlüssel gibt für all dies die Initialzündung. Er weckt die Komforteinstellungen ebenso wie das otormanagement.

All dies passiert, ohne dass ein Bart in einem Schloss gedreht oder ein Riegel entsperrt worden wäre. Vollkommen berührungslos, noch immer in den Jeans seines Piloten versteckt, hat der Funkschlüssel tief ins Herz des Automobils gegriffen und es mit seinen Signalen und Kommandos zum Leben erweckt.

Früher steckte der Schlüssel im Auto. Heute steckt das Auto im Schlüssel!

Das Starten ist jetzt nur noch Nebensache. Doch genau das war eigentlich Sinn und Zweck des Zündschlüssels. Der VW-Käfer, Baujahr 1961, und all seine Nachkommen besaßen dann schon zwei Schlüssel. Der eine sperrte die Fahrertür auf, der andere, der Zündschlüssel, wurde auch zum Entriegeln des Lenkradschlosses benutzt. Einmal kurz gedreht, und das Lenkrad war frei. Mit dem zweiten Dreh leierte der Anlasser, der luftgekühlte Boxermotor sprang an und röchelte heiser im Leerlauf – pure Mechanik, von Elektronik keine Spur.

Aus zwei Sicherheitschlüsseln wurde dann einer, rundum passend für alle Schlösser inklusive des verschließbaren Handschuhfachs beim Cabrio. Zentralverriegelung, Infrarotfernbedienung sind die Stichworte bis in die 1990er Jahre. Schlüssel und Schloss waren kein Thema bei den Automobilherstellern – zur Freude der Ganoven. Denn die Autos wurden immer wertvoller und teurer. Gleichzeitig ließen sich die rollenden Schätzchen aber immer leichter knacken.

Vor elf Jahren, noch ehe die Versicherungsprämien in astronomische Höhen stiegen, wurde die elektronische Wegfahrsperre eingeführt. Seither wird das Auto zusätzlich über einen eigenen Identifizierungscode gesichert. Dafür trägt jeder Schlüssel einen Elektronik-Chip, den so genannten Transponder. Ein spezielles Verfahren identifiziert seine individuelle, kopiergeschützte Geheimnummer. Es prüft, ob Schlüssel und Auto zusammengehören. Elektronische Wegfahrsperren lassen sich nicht durch »Freischalten« oder Manipulationen an den Schaltkreisen überwinden. Dazu ist ein kompletter Austausch der Steuerelektronik für das Fahrzeug notwendig.

Das System verfehlte seine Wirkung nicht. Seit seiner Einführung ist die Zahl gestohlener Fahrzeuge in Deutschland um zwei Drittel von 144057 auf rund 40000 zurückgegangen. Laut INPOL, dem Informationscomputer der Polizei, haben sich die Methoden der Langfinger in der Zwischenzeit geändert. Von Schlossknacken und Kurzschließen sind Carjacker zur Methode »Schlüssel klauen und abdüsen« übergegangen. Untersuchungen europäischer Versicherungsunternehmen zeigen, dass immer mehr Originalschlüssel gestohlen oder Autos entführt werden.

Während der Besitzer sich und sein Auto nur bedingt gegen hochprofessionelle Diebesbanden schützen kann, werden die Schlüssel dank neuer Technik immer komfortabler. Die allermeisten Hersteller sind von der Infrarot-Fernbedienung auf Funkwellen umgestiegen. »Die Reichweite wurde dadurch von zwei bis drei auf 25 bis 35 Meter gesteigert, und auch der Sichtkontakt zum auf dem Armaturenbrett platzierten Infrarot-Knubbel als Empfangseinheit ist nicht mehr nötig«, erläutert Entwicklungsleiter Wolfgang Voss von ContiTech, der Hightech-Sparte des Reifenherstellers.

Das Frequenzband, auf dem die Funkschlüssel senden, wird auch von der Spielzeugindustrie für ferngesteuerte Autos verwendet. Funkthermometer und die mobilen Dateneingabegeräte für Kellner arbeiten auf ihm. »Zu Störungen oder Überlagerungen kommt es nicht«, meint ContiTech-Fachmann Voss, weil die Datentelegramme innerhalb von Millisekunden gesendet werden und die Funkfenster weit genug offen sind.

Der Experte räumt aber ein, dass es »nach einem Fußballspiel, wenn Hunderte auf einem großen Parkplatz zu ihren Autos strömen und den Knopf der Fernbedienung drücken, zu einem Wellensalat kommen kann«. Die Folge: Die Empfangseinheit nimmt die falsche Codierung auf und weist sie ab. Die richtige hingegen ist nicht durchgekommen.

Drückt der rechtmäßige Besitzer immer wieder, »dann wird er sicherlich sein Funktelegramm ungestört abschicken können«, so Voss. Der Code wird dann zwar empfangen, ist für die Empfangseinheit aber mittlerweile veraltet. So ähnlich, wie nach wiederholter falscher PIN-Eingabe am Geldautomaten oder Mobiltelefon nach dem dritten Mal nichts mehr geht und nur der Super-PIN noch helfen kann, baut sich die Sicherheitskette neu auf. Das ist für den Besitzer aber nicht mit weiteren Komplikationen verbunden.

ADAC-Experte Helmut Schmaler weiß freilich von kuriosen Vorfällen mit Funkschlüsseln zu berichten. So brachten frei vagabundierende Funkwellen-Reflexionen automatischer Eingangstüren die Schließelektronik in der Nähe geparkter Autos aus dem Takt – und zwar so nachhaltig, dass der ADAC die Fahrzeuge erst aus der »Gefahrenzone« abschleppen musste, ehe sie sich wieder öffnen ließen.

Bei Mercedes will man dem Fahrer derlei Ärger nicht zumuten. Hier ist ein zweites System mit der alten Infrarottechnik redundant angelegt. Hat es mit dem Funken nicht geklappt, öffnet Infrarot die Türen. Die Stuttgarter sind allerdings bislang der einzige Hersteller, der derart auf Nummer Sicher geht.

Der rasant zunehmende Elektronik- und Softwareanteil im Automobil macht den Herstellern bereits heute zu schaffen. Mit zunehmender Vernetzung und Komplexität – heutige Mittelklasseautos verfügen über 60 und mehr Steuergeräte – steigt auch die Anfälligkeit der Systeme. Längst gehen die meisten Pannen auf Elektronikversagen zurück. Die Hightech-Funkschlüssel stellen die Elektronikexperten vor neue Herausforderungen.

Die revolutionäre Schlüssel-Technik zwingt die Hersteller, auch scheinbar abstruse Möglichkeiten durchzuspielen. So haben die BMW-Ingenieure ein Szenario entwickelt, wie es für eine Juristenklausur nicht besser hätte erfunden werden können. Angenommen wird, in der Jackentasche des Beifahrers stecke der »Keyless-Go«- Schlüssel. Der Copilot steigt aus, der Fahrer fährt weiter, beide haben vergessen, dass der Schlüssel nicht mehr im Wagen ist, und der Fahrer übersieht überdies den Warnhinweis im Display.

Nach einigen Kilometern Fahrt würgt er beim Passieren eines unbeschrankten Bahnübergangs den Wagen ab, das Fahrzeug bleibt stehen. Der Motor ist aus. Normalerweise lässt sich der Wagen jetzt nicht mehr starten, da der Funkschlüssel den Identifizierungscode über diese Distanz nicht senden kann. Also nichts wie raus aus dem Auto, dem herannahenden Zug entgegenlaufen und den Lokführer warnen.

In Notfällen, so beteuern die BMW-Ingenieure, bleiben immerhin zehn Sekunden Zeit, um den Motor auch ohne Schlüssel wieder zu starten. Insgesamt ein weit hergeholtes Beispiel, wie BMW-Sprecher Frank Schlöder zugibt. Allerdings habe sich auch niemand vorstellen können, dass »eine Katze in der Mikrowelle getrocknet wurde« – bevor es tatsächlich (in Kalifornien) geschah.

Für ContiTech-Marketingleiter Jürgen Heim steht fest, dass der Elektronikanteil im Autoschlüssel weiter steigen wird: »Der Schlüssel wird immer mehr zum Anzeigegerät mit eigenem Display und zur Fernbedienung, mit deren Hilfe im Auto Funktionen von außen gesteuert werden.« So kann man die Innenraumtemperatur wählen und bei Bedarf die Zusatzheizung oder die Klimaanlage einschalten. In den USA lassen sich einige Automodelle per Tastendruck starten, worauf im blubbernden Leerlauf die Klimaanlage den Innenraum kühlt. Der Volvo-Schlüssel zeigt jetzt schon an, ob sich eine (womöglich fremde) Person im Auto befindet oder nur der Hund vergessen wurde. Bei Conti laufen auch Versuche mit Schlüsseln, die Alarm schlagen, wenn sich Unbefugte am Auto zu schaffen machen.

Mit dem digitalen Türschloss und all seinen komfortablen Möglichkeiten ist die Sicherheit der Fahrzeuge bei den Herstellern neu ins Bewusstsein gerückt. Biometrische Identifizierungsmethoden, also der Abgleich mit unverwechselbaren Körpermerkmalen des rechtmäßigen Autobesitzers, werden bereits erprobt. Doch noch haben die Hersteller Zweifel: »Was nützt die Fingerabdruck-Erkennung am Türgriff, wenn die Gangster den abgeschnittenen Finger des Besitzers aufdrücken?«, formuliert Wolfgang Voss von ContiTech. Das Scannen der Augeniris wiederum, wie es bereits an einigen Flughäfen eingesetzt wird, sei zu teuer. Audi hat in seinem A8 auf dem Schaltknüppel einen Sensor angebracht, der die papillaren Linien des Zeigefingers liest und den Bediener erkennt.

Der Autoschlüssel der Zukunft wird jedoch auch eine Vielzahl von Funktionen übernehmen, die mit der Sicherheit nichts oder nur indirekt zu tun haben. So werden bereits Systeme entwickelt, die die Motorleistung verringern – etwa für das in den USA so beliebte »Valet Parking«, also das Parken des Fahrzeugs durch einen Angestellten. Für ContiTech-Mann Heim macht es durchaus Sinn, solche PS-reduzierten Schlüsselversionen auch für andere Zwecke anzubieten. Er denkt dabei mehr an seine Kinder als Fahranfänger und weniger an die Ehefrau.

Gern möchten die Techniker einen Kompass in den Schlüssel integrieren, damit ein im unübersichtlichen Parkhaus abgestellter Wagen auch sicher wiedergefunden wird. Ein Pfeil im Display könnte die Richtung vorgeben, Balkendiagramme die noch verbleibende Entfernung anzeigen. Auch wird darüber nachgedacht, welche Funktionen im Fahrzeug aktiviert werden, wenn sich der Berechtigte dem Wagen nähert. Bei Dunkelheit schaltet sich das Licht an und weist den Weg.

Das ganze Komfortprogramm läuft gestaffelt ab, bis mit dem Griff an die Klinke die letzte Identifizierung vorgenommen wird und das Go für die Starterlaubnis gegeben werden kann. Dann läuft in der Soundanlage etwa die vom besten Freund zusammengestellte Musiksammlung, die gerade am Bartresen von Schlüssel zu Schlüssel übertragen worden ist. Auf der Tokioter Autoshow im letzten Herbst waren bereits einige Designstudien mit einer USB-Schnittstelle für den schnellen Datentransfer im Zündschlüssel zu sehen.

Ausgerechnet der Autoschlüssel wird also zum trendigen Imageträger und schicken Hightech-Gadget. Wer weiß, vielleicht wird man eines Tages auch damit telefonieren, E-Mails checken und im Internet surfen können. Das gute alte Weicheisen Autoschlüssel – das Handy von morgen?

Wie nah die Zukunft ist, zeigt der Keyreader von BMW. In den Schlüssel werden laufend Datenströme aus dem aktuellen Fahrprogramm des Wagens eingespeichert. Die Kilometerleistung, die Fahrbedingungen und der Verschleiß von Bremse, Zündkerze und der Ölverbrauch werden in den Speicher des Schlüssels gelesen. Darin liegen bereits die Daten zu Modell, Fahrgestellnummer, Motorenkennziffer, Ausstattung, Farbe und andere fahrzeuggebundene Informationen. Beim Service werden diese am Kundendienstschalter ausgelesen.

Ist der Schlüssel wieder im Fahrzeug, werden die Daten automatisch aktualisiert. Immer nach Verlassen des Autos und der Verriegelung durch den Fahrer verabreden Schlüssel und zentrale Steuereinheit sofort eine neue Verschlüsselung, den so genannten Rollcode. Dieser verhindert, dass Hacker den Schlüssel auslesen und das Fahrzeug starten können.

Für den Elektronikchef in der Mercedes-Benz-Entwicklung, Stephan Wolfsried, sind die Computerschlüssel ein Beweis dafür, »wie im Zuge der Evolution des Automobils selbst scheinbare Nebensächlichkeiten heute in der Lage sind, hochkomplexe Aufgaben zu übernehmen«. Trotz vieler möglicher Zusatzfunktionen der Mensch-Maschine-Schnittstelle sollten »die Schlüssel aber in erster Linie das Auto öffnen, starten, schließen und zuverlässig vor unerwünschtem Zugriff schützen«, schränkt Wolfsried ein. Entwickler der Zulieferindustrie sind weniger skeptisch .

Was für Computernutzer heute die »Maus« ist, könnte für den Autofahrer in Zukunft der Schlüssel sein – ein universelles und zugleich simples Bedieninstrument für eine höchst komplexe, zunehmend undurchschaubare Technologie. Freilich: Der »schlaue Autoschlüssel« müsste genauso einfach und intuitiv zu bedienen sein. Sonst wird nicht nur das Auto selbst zur Elektronikfalle, sondern auch noch der Schlüssel. So, wie es Pechvogel Ottmar N. erlebte.

Ehe er wieder losdüsen kann, wird es noch dauern. Die komplett neue Verschlüsselung des Daten-Key für seinen »Fünfer« kann erst am nächsten Werktag in der BMW-Werkstatt erfolgen. Der elektronische Rohling wird per Datenfernleitung aus der Zentrale mit den notwendigen Informationen bespielt. Das geht allerdings wesentlich schneller, als der Schlüsseldienst die Zähne in den Bart gefeilt hätte.

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