Vielfalt ist die einzige Konstante — gemäß diesem Motto werden sich Automobilhersteller wie Zulieferer zukünftig aufstellen müssen.
Draexlmaier
Bei der Entwicklung der Elektronikarchitekturen für künftige Fahrzeugmodelle stellt sich zunehmend die Frage, inwieweit bisherige Basisanforderungen an das Bordnetz und Dimensionierungsgrundlagen vor dem Hintergrund der funktionalen Sicherheit neu zu stellen sind. Denn die Einführung zusätzlicher Spannungslagen wie 48 V und Hochvolt, für die (Teil-)Elektrifizierung führt zu einer Erweiterung der Bordnetzvarianz und einer nochmaligen Steigerung der Komplexität des Bordnetzes. Eine weitere Dimension im Variantenraum des Bordnetzes stellt sich aktuell durch die Realisierung von hochautomatisierten bis hin zu autonomen Fahrfunktionen mit ihren neuen Anforderungen bezüglich der funktionalen Sicherheit. Darauf weisen Michael Wortberg, Peter Thoma und Anton Bachmeier in ihrem Beitrag "Bordnetzarchitekturen — Von der Evolution zur Revolution" für die ATZelektronik 4/2016 hin. Bereits die Einführung von hochautomatisierten Fahrfunktionen, so die Autoren, erfordert einen Quantensprung in der Systemarchitektur von Bordnetzen, da mit dem Übergang von Fail Save zum verfügbarkeitsrelevanten Fail Operational das Energieversorgungsnetzwerk unmittelbar in die Sicherheitsbetrachtungen einer (elektronischen) Funktion einbezogen werden müsse. Deshalb gelte es, die Basisanforderungen an Bordnetze zu hinterfragen.
Vor allem gelte es, dass ein Fehler an einer beliebigen Stelle des Versorgungsbordnetzes bezüglich der Sicherheitsziele rückwirkungsfrei so getrennt werden müsse, dass die sicherheitsrelevanten Funktionen nicht beeinträchtigt werden. "Es ist also sicherzustellen, dass ein Fehler einer nicht-sicherheitsrelevanten Funktion (wie beispielsweise der Kurzschluss eines PTC-Zuheizers) keine Rückwirkungseffekte auf die hochautomatisierten beziehungsweise autonomen Fahrfunktionen hat", so die Autoren.
Auswirkungen auf die Steuerungstechnik
Die Überlegungen zu künftigen Bordnetzarchitekturen haben auch Auswirkungen auf die Steuerungstechnik. So weiß Kai Richter, Engineering Director bei Luxoft: "Die Automobilindustrie ist an einem Punkt angekommen, an dem die Anzahl der Steuergeräte im Fahrzeug wieder sinkt, bei gleichzeitig stark steigender Anzahl vernetzter Softwarefunktionen." Im Interview "Neue Marktsegmente erschließen" für die ATZelektronik 4/2016 nennt Richter auch die Folgen: "Damit entstehen neue, sehr leistungsfähige Steuergeräteklassen, zum Beispiel Domänesteuergeräte für Fahrerassistenz, an die vor zehn Jahren in dieser Ausprägung noch kaum jemand gedacht hatte. Umso wichtiger ist es jetzt, die immens komplexe Integration solcher Softwaresysteme unabhängig begleiten zu können, damit man die enormen Risiken reduzieren kann."
Dabei hat auch die Entwicklung im virtuellen Raum eine wachsende Bedeutung. So hat die Gesamtsystemsimulation von Antriebssträngen bei der Daimler AG nach Angaben von René Linssen, Frank Uphaus und Jakob Mauss ein neues Niveau erreicht. In ihrem Beitrag "Simulation vernetzter Steuergeräte für die Fahrbarkeitsapplikation" für die ATZelektronik 4/2016 schreiben sie: "Wichtige Stellhebel sind die Virtualisierung von Steuergeräten als Ganzes mit der vollständigen Abbildung von Steuergerätelieferantensoftware und OEM-spezifischen Funktionen sowie die Vernetzung der Steuergeräte analog zur realen E/E-Topologie." Dies gilt besonders für das komplexeste Subsystem, das Motorsteuergerät. Die Virtualisierung des Antriebsstrangs als Gesamtsystem aus Hardware und Steuergerätefunktionalität ist für die Autoren — neben der Nutzung von innovativen Triebstrangprüfstandskonzepten — "einer der wenigen Stellhebel, um die zukünftigen Herausforderungen aus Komplexitätszunahme, begrenzten Ressourcen und wachsender Entwicklungsgeschwindigkeit zu meistern".