Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sicherer steuern

02.08.2007
Die Zahl elektronischer Fahrzeugkomponenten nimmt rapide zu. Damit die Bordelektronik trotz der überbordenden Fülle an Software und zunehmender Komplexität auch künftig funktioniert, muss sie runderneuert und noch sicherer werden. Wie das geht, zeigen Fraunhofer-Experten auf der Internationalen Automobilausstellung IAA in Frankfurt am Main (13. - 23. September, zusätzliche Pressetage 11.- 12. September, Halle 1.1. Stand A19).

Die Zahl elektronischer Fahrzeugkomponenten nimmt rapide zu. Damit die Bordelektronik trotz der überbordenden Fülle an Software und zunehmender Komplexität auch künftig funktioniert, muss sie runderneuert und noch sicherer werden. Wie das geht, zeigen Fraunhofer-Experten auf der Internationalen Automobilausstellung IAA in Frankfurt am Main (13. - 23. September, zusätzliche Pressetage 11.- 12. September, Halle 1.1. Stand A19).

Abstandshalter, Bremsassistent, Einparkhilfe: Moderne Autos haben zweifellos einige Finessen zu bieten. Beim Anblick eines Neuwagens vermutet man Hightech aus einem Guss. Doch der Schein trügt. Unter der Motorhaube herrscht ein buntes Durcheinander. Rund 100 Mikroprozessoren steuern Assistenzfunktionen wie ABS, ESP oder den Scheinwerfer, der um die Ecke leuchtet. Fast ebenso viele Steuergeräte senden ihre Befehle an Einspritzsysteme, die Airbags und andere Funktionsmodule. Komponenten verschiedener Hersteller tummeln sich in der Karosserie. Für die Fahrzeugentwickler ist es eine Herkulesaufgabe, all die unterschiedlichen Systeme zu einem funktionstüchtigen Ganzen zusammenzufügen, denn jedes Steuergerät hat eine individuelle Software an Bord. Für die kommenden vier Jahre erwarten Experten eine weitere Zunahme des Software-Volumens in Neufahrzeugen um bis zu 300 Prozent. Schon länger möchten Autohersteller und Zulieferer Ordnung in diese Vielfalt bringen.

Das Fraunhofer-Institut für Software und Systemtechnik ISST in Berlin engagiert sich im Auftrag der BMW Group in der internationalen Entwicklungspartnerschaft AUTOSAR (Automotive Open System Architecture). Der Partnerschaft gehören alle namhaften Automobilhersteller und Zulieferer an. Das Ziel von AUTOSAR ist es, den Software-Ballast im Auto zu entschlacken und handhabbarer zu gestalten. Die Idee: Fahrzeugfunktionen sollen zuerst plattformunabhängig beschrieben und miteinander gekoppelt werden. Erst in einem weiteren Schritt werden diese Funktionen dann auf die vorhandenen Steuergeräte des Fahrzeugs verteilt. Im Anschluss muss die ebenfalls standardisierte Infrastruktursoftware noch "feinjustiert" werden. Die eigentliche Informationsverarbeitung aber findet auf dem übergeordneten AUTOSAR-"Virtual Functional Bus" statt. Diese Herangehensweise bedeutet eine enorme Vereinfachung und zeigt einen Weg auf, das wachsende Software-Durcheinander zu strukturieren.

... mehr zu:
»AUTOSAR »ESP »IESE »ISST »Steuergerät

"AUTOSAR bietet den Integratoren von Software im Automobilbereich endlich das, was Entwicklern in anderen Bereichen seit Jahrzehnten in Form von standardisierten Entwicklungsbibliotheken zur Verfügung steht", sagt Markus Hardt, Abteilungsleiter für Verlässliche technische Systeme am ISST. Doch bevor AUTOSAR im Auto der Zukunft auf Reisen geht, muss getestet werden, ob es tatsächlich stabil funktioniert. Zusammen mit seinen Kollegen entwickelt Markus Hardt dafür die "aXBench", eine Testplattform, die die Arbeitsweise der AUTOSAR-Architektur simuliert und Vorschläge für eine optimierte Funktionsverteilung liefert. Die Funktion von Steuergeräten, der flinke Datentransport zwischen Middleware und Empfänger und sogar wirklichkeitsgetreue Details wie die Reaktionszeiten von Hardware und Software lassen sich mit der "aXBench" nachahmen und bewerten. Das ISST wird die ersten Bausteine dieser Toolkette in Frankfurt vorstellen und zeigen, wie man AUTOSAR-Architekturen auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft.

Dieses Vorgehen wird dazu beitragen, das Software-Dickicht im Auto zu lichten. Doch entscheidend für die Funktionstüchtigkeit der gesamten Informations-Infrastruktur ist letztlich, dass alle Software-Bausteine sicher funktionieren. Der Neustart einer abgestürzten Fahrzeug-Software bei 180 km/h Reisegeschwindigkeit ist schlichtweg unmöglich. Und eine elektronisch geregelte Bremse muss unter allen Umständen aktivierbar sein. Bevor eine Steuerungs-Software im Auto verbaut wird, muss sie also auf Zuverlässigkeit getestet werden. Entsprechende Prüfmethoden zeigen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE aus Kaiserslautern mit einem Modellfahrzeug im Maßstab 1:5. Das Auto ist zwar deutlich kleiner als das Original, verfügt aber über einen adäquaten Verbrennungsmotor und authentische Steuerungssoftware - damit lassen sich sogar Räder wie beim echten Schlingerschutz ESP einzeln abbremsen.

"Mit unseren Prüfmethoden kontrollieren wir, ob ein System tatsächlich sicher ist", sagt Ralf Kalmar, Geschäftsbereichsleiter am IESE. "Wir versuchen die Frage zu beantworten, wie man Software so entwickeln kann, dass keine Fehler auftreten - trotz der wachsenden Zahl an Steuergeräten und der Zunahme der Datenmenge." Die Wissenschaftler untersuchen dafür nicht nur die eigentliche Software, sondern führen eine detaillierte Risikoanalyse durch. Wann tritt eine Gefährdungssituation auf? Was wäre die Konsequenz? Die Forscher beantworten damit die zentrale Frage, wie gut eine Software sein muss, um Gefahren abzuwenden. Das ist beispielsweise durch eine konstruktive Veränderung möglich, mit der ein Sensorausfall kompensiert wird. Darüber hinaus benutzen die Forscher Methoden der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Mit probabilistischen Modellen bestimmen sie, wie wahrscheinlich es ist, dass das Ereignis eintritt - das kann ein primitiver Softwarefehler sein oder etwas sehr Gefährliches wie ein aus dem Ruder laufendes ESP-System, das ein Rad blockiert. Entsprechend wird dann die Software ausgelegt - manchmal sogar mit redundanten Sicherheitsstrukturen.

Die Wissenschaftler am IESE und ihre Kollegen am Fraunhofer-Institut Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM bündeln ihre Kompetenzen im "Innovationscluster Nutzfahrzeugtechnologie". Moderne Lastkraftwagen oder große Landmaschinen wie etwa Mähdrescher sind häufig noch komplexer als Pkw. Die Sicherheitsprüfung der Steuerungs-Software hat dort ebenfalls einen hohen Stellenwert.

Marion Horn | idw
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/fhg/fair/2007/IAA2007.jsp?View=2
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2007/08/Presseinformation01082007.jsp

Weitere Berichte zu: AUTOSAR ESP IESE ISST Steuergerät

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: Scientists spin artificial silk from whey protein

X-ray study throws light on key process for production

A Swedish-German team of researchers has cleared up a key process for the artificial production of silk. With the help of the intense X-rays from DESY's...

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neuer Algorithmus in der Künstlichen Intelligenz

24.01.2017 | Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Interview mit Harald Holzer, Geschäftsführer der vitaliberty GmbH

24.01.2017 | Unternehmensmeldung

MAIUS-1 – erste Experimente mit ultrakalten Atomen im All

24.01.2017 | Physik Astronomie

European XFEL: Forscher können erste Vorschläge für Experimente einreichen

24.01.2017 | Physik Astronomie