Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Adaptive Software-Architektur für E-Autos korrigiert selbständig Störungen

05.09.2013
Um Fehler in elektrisch betriebenen Fahrzeugen flexibel zu kompensieren, entwickeln Forscher in dem von der Europäischen Union geförderten Projekt SafeAdapt eine neue Software-Architektur für Fahrzeuge.

Damit können Entwickler Software so entwerfen, dass Störungen im laufenden Betrieb vom System selbständig kompensiert werden. Dieses adaptive System baut auf dem Automotive-Standard AUTOSAR auf und unterstützt die Absicherung nach ISO 26262.


In SafeAdapt wird die Software-Architektur von Fahrzeugen überarbeitet, so dass die vielen sicherheitskritischen Software-Funktionen auf wenigen Steuergeräten zuverlässig ausgeführt werden. B. Müller / Fraunhofer ESK

Parallel erarbeitet das Konsortium unter der Führung des Fraunhofer ESK eine Entwicklungsmethodik, mit der die neue Architektur sofort eingesetzt werden kann. Das Projekt läuft noch bis Mitte 2016.

Um die Energieeffizienz von Fahrzeugen zu erhöhen, werden immer mehr mechanische Funktionen durch Elektronik ersetzt, sog. X-by-Wire Systeme. Da das zunehmend sicherheitskritische Funktionen betrifft, werden diese durch mehrfache Redundanz abgesichert, was die Kosten und den Energieverbrauch wieder erhöht. Deswegen hat sich das Fraunhofer ESK zusammen mit AWEFLEX, CEA LIST, Delphi Deutschland, Duracar, Fico Mirrors, Tecnalia, Pininfarina, Siemens und TTTech zum Ziel gesetzt, eine adaptive Softwarearchitektur für Fahrzeuge zu entwickeln. Mit dieser können Software-Entwickler bereits bei der Modellierung der Software die Sicherheitsanforderungen berücksichtigen.

Software-Architektur und Entwicklungsmethodik SafeAdapt

Durch die Software-Architektur werden Hardware-Redundanzen durch Software ersetzt, so dass zusätzliche Steuergeräte und damit Gewicht eingespart wird. Gleichzeitig unterstützt das Konzept die Wiederverwendung von ISO-konformen Software-Komponenten, wodurch Entwickler einzelne Komponenten in andere Fahrzeugtypen nahtlos einsetzten können. Ein generisches Fehlermanagement entlastet die Entwickler zusätzlich. Die Software-Architektur baut auf AUTOSAR auf und passt sich damit problemlos in bestehende Automotive-Strukturen ein.

Damit SafeAdapt sofort einsetzbar ist, wird parallel zur Software-Architektur die zugehörige Entwicklungsmethodik entworfen. Mit der Methodik definieren Entwickler bereits beim Entwurf der Software deren Adaptivität, d.h. deren Fähigkeit, Störfälle im laufenden Betrieb zu kompensieren. Zudem unterstützt sie mit einer frühen Abstraktion die Planung der Fahrzeug-Architektur.

Absicherung der Funktionen wird einfacher

Sicherheitskritische Funktionen wie Bremsen und Antrieb müssen absolut fehlerfrei funktionieren. Dafür wird die ISO 26262 verwendet, die die Software-Entwickler anleitet, was diese zur Absicherung ihrer Funktion überprüfen müssen. Ein aufwändiger Prozess, der die Entwicklung der eigentlichen Funktion begleitet. Mit SafeAdapt müssen Entwickler künftig nur noch den Variabilitätsgrad ihrer Funktion angeben, die Architektur setzt die notwendigen Mechanismen zur Fehlerbehandlung um.

Adaptivität macht Fahrzeuge robuster

Adaptivität ist ein Paradigma, das die Fehleranfälligkeit von Fahrzeugen während des Betriebs reduziert. Aktuell müssen Entwickler alle künftigen Fahrsituationen antizipieren und im Fahrzeugcode hinterlegen. Dieser hohe Aufwand limitiert die Flexibilität bezügliche neuer Situationen und Software, z.B. beim Nachrüsten eines Navigationssystems. Mit SafeAdapt definiert der Entwickler nur noch den Grad der Adaptivität und nicht jedes mögliche Szenario einzeln.

Bestehende Software-Architekturen unterstützen dieses Vorgehen nicht ausreichend, weshalb es bisher nicht eingesetzt wurde. SafeAdapt integriert das Vorgehen zuverlässig in die Software-Architektur zukünftiger Fahrzeuge.

Adaptivität ermöglicht die Reduktion von Hardware-Redundanzen, da bei Ausfall eines Steuergeräts nicht zwingend ein zweites im Standby-Modus gebraucht wird, sondern ein nicht ausgelastetes anderes Steuergerät die Ausführung der Software übernehmen kann. Dazu muss bei der Entwicklung bereits berücksichtigt werden, welche Parameter zur Ausführung einer Funktion auf einem Steuergerät notwendig sind.

Frühe Abstraktion hilft dem Systementwickler

Ein weiteres Feature von SafeAdapt ist die frühe Abstraktion. Bereits in der Entwicklungsphase kann der Entwickler feststellen, ob seine Funktion mit einer Software-Redundanz abgesichert werden kann. Ist dies nicht möglich, z.B. weil die Funktion besonders speicherhungrig ist, muss eine Hardware-Redundanz eingebaut werden. Wird dies schon früh im Entwicklungsprozess sichtbar, können auch die Systementwickler des Fahrzeugs früh darauf reagieren und kostspielige nachträgliche Änderungen werden überflüssig.

Dass die Konzepte nicht nur theoretisch funktionieren, zeigen die Partner an einem Fahrzeugprototypen, in den Softwarefunktionen integriert werden, die mit SafeAdapt entwickelt werden. Der Prototyp ist gegen Ende des Projekts in 2016 geplant.

Projektpartner

• AWEFLEX Systems B.V. (Niederlande)
• Commissariat á l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) LIST (Frankreich)
• Delphi Deutschland GmbH (Deutschland)
• Duracar Holding B.V. (Niederlande)
• Fico Mirrors S.A. (Spanien)
• Fraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik ESK (Deutschland)
• Fundación Tecnalia Research & Innovation (Spanien)
• Pininfarina SPA (Italien)
• Siemens AG, Corporate Technology (Deutschland)
• TTTech Computertechnik AG (Österreich)
Kontakt: Susanne Baumer, Fraunhofer ESK
susanne.baumer@esk.fraunhofer.de
Tel.: 089 547088-353

Susanne Baumer | Fraunhofer ESK
Weitere Informationen:
http://www.esk.fraunhofer.de/de/projekte/SafeAdapt.html
http://www.esk.fraunhofer.de/de/medien/pressemitteilungen/pm1309.html
http://www.safeadapt.eu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht 3D-Scans für die Automobil-Industrie
13.01.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Jedem Fahrer das passende Fahrzeug
03.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie