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Über dieses Buch

Dieses Fach- und Lehrbuch enthält die heutigen Grundlagen und Sicht der Praxis zu Elektronik und Software im Fahrzeug. Es dient damit als Basis für die Umsetzung neuer Trends, wissenschaftliche Arbeiten und ökonomische Entscheidungen. Elektronikarchitektur, Softwareentwicklung und Test sowie die zugehörigen Prozesse für zulassungsrelevante Systeme werden vorgestellt. Die „Fahrzeuginformatik“ spielt als Schnittstelle zwischen Produktvision und deren konkreter Umsetzung eine Schlüsselrolle in der Elektromobilität. Damit ist dieser Begriff rein sprachlich das deutsche Pendant zum „Automotive Software Engineering“ und definiert darüber hinaus ganzheitlich eine neue Disziplin in der Entwicklung der Fahrzeuggenerationen von morgen.Die Zielgruppen sind in erster Linie angehende Fachkräfte der Mechatronik, Studierende und Berufseinsteiger im Bereich der Fahrzeugelektronik und Fahrzeuginformatik sowie sämtliche Mitarbeiter der Automobilindustrie, die sich auf den anstehenden Wandel nachhaltig vorbereiten wollen, um Entscheidungen auf der Basis von Fakten zu treffen. Damit empfiehlt sich dieses Werk auch als fachliche Basis für Entscheider außerhalb der Automobilindustrie, die den digitalen Wandel nachhaltig und fundiert vorantreiben oder diskutieren wollen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Fahrzeugelektronik

In diesem Kapitel wird eine Einführung in die Fahrzeugelektronik im Sinne der Hardware und Steuergeräte gegeben. Diese mindestens notwendigen Grundlagen der Thematik sind die Basis für das Verständnis der Zusammenhänge, um das Vorgehen in der Fahrzeuginformatik zu vermitteln.
Fabian Wolf

2. Software im Fahrzeug

Software ist ein Konstrukt, das von jedem Standpunkt der Betrachtung aus ein wenig anders aussieht oder wahrgenommen wird. Sie war schon da, bevor der Begriff präzisiert oder definiert wurde. Viele Kunden, Praktiker und Programmierer sehen die Software als Umsetzung von Funktionalität auf PCs, in IT‐Systemen, auf Smartphones oder bereits in eingebetteten Systemen, also Steuergeräten. Physiker sehen Software als Strom im Silizium oder historisch als Löcher in Pappkarten.
Extremer gefasst sehen Skeptiker Software als großes schwarzes alles erdrückendes Etwas oder als notwendiges Übel ohne Wertschöpfung in einer mechanisch orientierten Automobilindustrie, die immer noch nach Stücklisten von Bauteilen montiert. Andere sehen in der Software den Heilsbringer der Digitalisierung als Umsetzung der Anforderungen, ohne konkrete Vorstellungen über jegliche Aspekte von Software im Fahrzeug zu haben. Jeder mag seine eigene Sicht auf Software haben, die sich oft aus den genannten Aspekten zusammensetzt und selten völlig wertfrei ist.
Fabian Wolf

3. Softwareentwicklung in der Automobilindustrie

In den bisherigen Kapiteln wurden die Produkte und deren Produkttechnik der Elektronik und Software im Fahrzeug vorgestellt. Nun soll der Fokus auf der Tätigkeit der Softwareentwicklung und dem Softwaretest im Sinne der Erstellung von Programmen zur Implementierung der funktionalen Anforderungen und der Durchführung von Tests liegen. Dabei ist ein wesentlicher Aspekt, dass die Software im Automobil immer nur Teil eines wie in Abschn. 1.1 gezeigten mechatronischen Systems aus Mechanik, Elektronik und Software ist.
Das industrielle Umfeld gibt bestimmte Umstände wie Firmenstrukturen und auch Entwicklungszeiten der Produkte vor. Die Anforderungen an die Rahmenbedingungen, die aus der Einhaltung der Normen und Gesetze gelten, sind ebenfalls zu berücksichtigen. Dieses gesamte System erfordert ein umsichtiges Vorgehen in der Softwareentwicklung und deren Test. Der Fokus dieses Kapitels liegt darum sehr stark auf einem strukturierten, gerichteten Vorgehen und stellt eine Schlüsseldisziplin in der Fahrzeuginformatik dar, ohne die Produkttechnik der Mechanik, Elektronik und Software direkt zu betreffen. Die Stringenz des Vorgehens und das Verständnis für die dazu notwendigen Arbeitsschritte sind die Basis für die Entwicklung der Produkte der Elektromobilität von morgen.
Fabian Wolf

4. Softwaretest

Dieses Kapitel führt in die Grundlagen zum Softwaretest im automobilen Umfeld ein. Die Einordnung von Tests in die Prozesse der Softwareentwicklung im vorherigen Kapitel wird durch die zugehörigen technischen Testverfahren aus der allgemeinen Thematik des Softwaretests bis hin zu spezifischen Systemtests der Automobilindustrie konkretisiert. Damit ist der Softwaretest die nächste wesentliche Säule zum Verständnis des Gesamtbegriffs der Fahrzeuginformatik in diesem Buch.
Fabian Wolf

5. Prozessmodellierung

In den ersten beiden Kapiteln dieses Buchs lag der Fokus der Darstellung auf den technischen Inhalten für Produkte der Elektronik und Software im Automobil als Grundlage der Fahrzeuginformatik. Zur Realisierung der Technik aus einer Anforderung oder der Produktidee bis in Elektronik und Software ist jedoch ein weiter Weg zu beschreiten, wenn unter den Rahmenbedingungen der Bezahlung einer Kundenfunktion oder der sicherheitsrelevanten Entwicklung die Nachweisführung und der Anspruch nach einer kundentauglichen Qualität im Fokus stehen. Dazu wurde im dritten Teil eine detaillierte generische Vorgehensbeschreibung zur Erstellung von Software im industriellen Umfeld eingeführt, bevor im vierten Teil der Fokus auf dem Test der erstellten Software lag. In diesem Kapitel werden etablierte Modelle für Entwicklungsprozesse und die Reifegrade der Entwicklungsprozesse in Projekten eingeführt und runden damit das Bild der Fahrzeuginformatik im Sinne des Gesamtbegriffes ab.
Die Umsetzung einer Anforderung aus Normen, Gesetzen und Kundenwünschen in ein Produkt ist ein kreativer Prozess der Entwickler. Kreative Prozesse können menschliche Fehler nicht ausschließen, da sie nicht bis ins letzte Detail automatisierbar sind. In diesem Fall wäre der Entwickler durch ein automatisiertes Werkzeug zu ersetzen. Zur Minimierung menschlicher Fehler hat sich in der Praxis gezeigt, dass angemessen standardisierte, vorgegebene und dokumentierte Abläufe hilfreich und notwendig sind, ohne den kreativen Prozess in Bezug auf das Produkt zu weit einzuschränken.
Fabian Wolf

6. Software-Variabilität in der Automobilindustrie

Gastbeitrag von Christoph Seidl
Variabilität im allgemeinen Sinne bezeichnet die Veränderlichkeit von Merkmalen. Variabilität ist in der Automobilindustrie allgegenwärtig: Kunden können die Ausstattung ihres Fahrzeuges selbst konfigurieren und Entwickler nehmen Anpassungen an Fahrzeugen vor, z. B. um sie an den internationalen Markt und dessen rechtliche Anforderungen anzupassen. Die Konfigurationsmöglichkeiten und die dadurch zu Stande kommenden unterschiedlichen Konfigurationen repräsentieren zusammen die Variabilität eines Typs von Fahrzeug. Selbstverständlich findet sich diese Variabilität in der Automobilindustrie in physischen Elementen, wenn z. B. das serienmäßige Lenkrad gegen ein Sportlenkrad getauscht werden kann. Aus Sicht der Softwaretechnik wird dies gemeinhin als Variabilität in der Hardware bezeichnet. Darüber hinaus findet sich aber zunehmend mehr Software‐Variabilität in Fahrzeugen, was interne Steuerfunktionalität aber auch Endanwenderfunktionen betreffen kann, z. B. also eine nur durch Fahrzeugentwickler konfigurierbare Steuerung des Scheibenwischers aber auch unterschiedliche Infotainment Systeme.
Fabian Wolf

7. Zusammenfassung und Abschluss

Die verschiedenen technischen Aspekte der Elektronik und Software im Fahrzeug, der Softwareentwicklung und ‑tests sowie der Prozessmodelle wurden aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet und in das Gesamtbild der Disziplin der Fahrzeuginformatik integriert. Das gerichtete Vorgehen und gelebte Prozesse der automobilen Praxis stehen mehr als die konkrete Technologie und Umsetzung als Schlüsselfaktoren in der Automobilindustrie im Vordergrund. Nur mit diesen Praktiken der Fahrzeuginformatik können die Herausforderungen an die Entwicklung der Produkte der Elektromobilität von morgen und damit der Mobilität der Zukunft gemeistert werden.
Bei der Anwendung der vermittelten Inhalte muss berücksichtigt werden, dass sich Erkenntnisse, Methoden und Vorgehensweisen genauso schnell weiterentwickeln können wie die zugrunde liegenden Technologien. Damit sollen die dargestellten Methoden einen Leitfaden und Vorschläge für die Entwicklung innovativer Produkte und im weitesten Sinne eine nachhaltige Mobilität geben. Sie erheben dabei im Gegensatz zur grundsätzlichen Fahrphysik und Elektronik keinen Anspruch auf technische Allgemeingültigkeit oder Vollständigkeit für alle Anwendungsfälle, da der Faktor Mensch einen wesentlichen Einfluss hat.
Fabian Wolf

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