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30.11.2014 | Naturwissenschaftlich-technische Anwendungen | Im Fokus | Onlineartikel

Automatisiertes Fahren kommt später

Autor:
Markus Schöttle

Nicht nur der zähe Weg zur Legitimierung von (hoch-) automatisierten Automobilen per Gesetz, sondern auch technische Hürden führen derzeit zu einer etwas konservativeren Einschätzung der Roadmap in Richtung des autonomen Fahrens. Die funktionale Sicherheit einiger Systeme steht mehr als zuvor auf dem Prüfstand.

Ausgerechnet die kleinsten Teile im Fahrzeug, nämlich Halbleiter-Chips, bereiten den Automobilherstellern derzeit die größten Probleme. Die OEMs sind auf Produkte aus der Consumer-Elektronik angewiesen, deren Automobiltauglichkeit heute nicht immer nachgewiesen ist. Qualitätsmanager warnen, denn auch sicherheitsrelevante Funktionen wie Kameras für Fahrerassistenzsysteme sind betroffen. ATZelektronik führte im Rahmen der weltgrößten Elektronikmesse, der Electronica in München Interviews und eine Podiumsdiskussion am 12. November 2014, um mit OEMs, Zulieferern, Entwicklungsdienstleistern, Unternehmensberatern und IT-Security-Experten über eine mögliche Neubewertung der Fahrerassistenz-Roadmap zu diskutieren.

Funktionale Sicherheit und Security

Zu den Diskussionspartnern zählte unter anderen Helmut Keller, der in der ATZelektronik-Aprilausgabe mit dem Artikel "Consumer-Elektronik im Kfz - bei funktionaler Sicherheit wird es kritisch" auf Missstände aufmerksam machte. Der Sprecher des Arbeitskreises Robustness Validation beim ZVEI und pensionierte Werkleiter der Bosch-Halbleiterfertigung sensibilisierte für weitere heikle Aspekte, rechtliche Konsequenzen und die Produkthaftung der verantwortlichen Entwicklungsingenieure. Mit einem Vergleich machte Keller die Situation deutlicher: "Ein für 160 km/h Maximalgeschwindigkeit ausgelegter Reifen kann nicht nachträglich auf 250 km/h qualifiziert und zugelassen werden." Ähnliches gelte für einige Halbleiter, die zwar für die Consumer-, allerdings nicht für die Automobilindustrie spezifiziert sind, aber dennoch im Auto zum Einsatz kommen. "Mittlerweile verweigern Halbleiterfirmen die Zulassung", berichtete Keller. Welche Konsequenzen sich in der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen speziell in den relevanten Safety- und Security-Themenfeldern ergeben, konnte Dr. Marc Wolf von Escrypt auf dem Automobilforum der Electronica in die Diskussion mit einbringen. Er ist Security-Experte und verfügt über das Know-how aus anderen Branchen, die in dem Thema schon viel weiter sind als die Automobilindustrie.

Qualitätsverfahren genügen nicht

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"Bei den automobilspezifischen Security-Testmetoden und -Qualifizierungen stehen wir ganz am Anfang", sagte Wolf. Eine für den Automobilbereich zugeschnittene ISO 26262 gäbe es für Security-Entwicklungen nicht. "Bisher existiert kein Verfahren, das direkt auf den Automotive-Security-Bereich angepasst und über den ganzen Lebenszyklus anwendbar ist." Keller relativierte allerdings: "Die in der ISO 26262 beschriebene Art der Qualifikation von Hardware-Komponenten für den sicherheitsrelevanten automobilen Anwendungsbereich ist allerdings trügerisch". Sie suggeriere, dass für eine Standard-Qualifikation ein Test nach AEC (Automotive Electronics Council) ausreichend ist. "Die Mitte der 90er-Jahre vom AEC veröffentlichte Qualifikationsanleitung genügt heutigen sicherheitsgerichteten Ansprüchen nicht in allen Fällen", mahnte der Qualitätsmanager. Der Anwalt und Springer-Autor Andreas Reuter wurde deswegen zur Diskussion auf dem Automobilforum der Münchner Messe eingeladen. Was bedeutet das vor dem Hintergrund der höchstrichterlichen Rechtsprechung für den Entwickler? "Ganz einfach, wer sich als Automobilzulieferer bei der Auswahl der Bauteile für Systeme der Automobilelektronik allein auf die AEC Q verlässt, verstößt gegen seine Sorgfaltspflicht - mit der Folge einer höchstpersönlichen Haftung, falls diese Elektronik später versagt und zu einem Unfall führt", sagte Reuter. Die rechtlichen Zusammenhänge erläutert Reuter in der Dezemberausgabe der ATZelektronik , die am 5. Dezember 2014 erscheint, im Beitrag "Zuverlässigkeit, Sicherheit, persönliche Haftung".

Halbleiterhersteller konfrontieren OEMs mit Positionspapier

Die Automobilindustrie braucht im Rahmen der Einbindung von Consumer-Elektronik im Automobil eine neufokussierte Qualitätsinitiative. Vor Risiken warnen vor allem die Halbleiterhersteller. Sie haben eine ZVEI-Arbeitsgruppe gegründet, die ein Positionspapier verfasst hat und nun mit den Autoherstellern in den Dialog treten möchte. Mit dem Sprecher Stephan Lehmann von Freescale erörterte ATZelektronik in einem Interview, das in der 5. Ausgabe 2014 veröffentlicht wurde, die Chancen und Risiken dieses Trends sowie die Neubewertung der Lage.

Eine der Fragen, die Lehmann gestellt wurde, lautete: "Sie stellen das Qualitätsbewusstsein der Autoindustrie in Frage, und das in Zeiten, in denen diese die Lieferkette überspringen, um direkt mit Halbleiterherstellern zu arbeiten". Lehmann antwortete darauf: "Wir haben uns an die Thematik herangetastet. Im Vorfeld der Arbeitskreisgründung trafen sich Fachleute, die an der Innovationsfront arbeiten. Sie haben diskutiert, ob sich die abzeichnenden Qualitätsrisiken irgendwann im gängigen Prozedere der Verbesserungsprozesse von selber lösen oder Komponentenhersteller aktiv werden sollten. Es gibt bereits individuelle Initiativen bei den OEMs, aber wir müssen flächendeckend handeln". Lehmann und der ZVEI wollen mit Vorschlägen in den Dialog mit OEMs und Zulieferern: "Wir arbeiten an einer Matrix mit allen entwicklungs- und produktionsrelevanten Kategorien, die mit derzeit 60 identifizierten Faktoren hilft, die richtigen Fragen zu stellen, um potenzielle Risiken frühzeitig zu identifizieren", führte Lehmann aus. Was sind die typischen Erwartungen an ein perfektes Automobilprodukt und welche für ein Consumer-Produkt? Was bedeutet es, wenn eine Automobilerwartung nicht erfüllt ist. Welche Mehraufwendungen hat der Komponentenlieferant für Automotive erbracht? Welche Risiken wurden bereits identifiziert? "Diese und weitere Fragen würden wir gerne bis zum Ende diesen Jahres mit OEMs erörtern", sagte Lehmann.

Lesen Sie mehr zum Thema "Automatisiertes Fahren kommt später" auf Seite 2.

Erste Statements eines Automobilherstellers

In der automobilspezifischen Qualifizierung von Halbleitern aus der Consumer-Elektronik geht Audi eigene Wege. Andreas Reich, Leiter Vorentwicklung Elektrik/Elektronik bei Audi, und Berthold Hellenthal, verantwortlich für die Halbleiterstrategie des OEMs, erklären im Interview der diesjährigen Dezemberausgabe der ATZelektronik - Titel wird sein "Wir müssen pilotiertes Fahren Schritt für Schritt einführen" - , warum dies zu den Kernkompetenzen der Ingolstädter zählt. "Wie können in Anbetracht der angemahnten mangelnden Performance von Kamerasystemen die funktionale Sicherheit gewährleisten", lautete eine der Fragen an die Ingolstädter. "Generell legen wir die Umfelderkennung redundant aus und gewinnen zudem Sicherheit durch die intelligente Fusion der Sensordaten miteinander - der verschiedenen Radar-, Laser und Kamerasysteme", bestätigte Reich.

"Doch in diesen Systemen sind Consumer-Bauteile verbaut", entgegnete ATZelektronik. "Wir verbauen keine reinen Consumer-Bauteile, sondern kooperieren seit Jahren direkt mit unseren Halbleiterlieferanten, um die Produkte für den automobilen Einsatz fit zu machen", unterstrich Hellenthal. So kämen die Bauteile teilweise aus anderen Fabriken, sie würden nach den strengen Automobilstandards getestet und höheren Temperaturen ausgesetzt. "Die Halbleiter erhalten in einigen Fällen ein neues Package und gegebenenfalls ein modifiziertes Design, sodass wir eine Lebensdauer von 15 Jahren sicherstellen können", führte Hellenthal aus.

Somit ist das Positionspapier bereits überholt? "Die ZVEI-Initiative begrüßen wir, sie ist für uns zum jetzigen Zeitpunkt nur nicht nutzbringend", bestätigte Reich. Den Dialog schätze Audi sehr, allerdings bilateral und projektbezogen. "Auf Basis unserer Erfahrungen haben wir markenübergreifend mit allen Halbleiter-Experten einen VW-Group-Standard für Halbleiter in unseren automotiven Anwendungen erarbeitet. Die Veröffentlichung ist noch für dieses Jahr geplant", kündigt Hellenthal an. Ein NXP, ein Freescale und andere Halbleiterhersteller wüssten, was Audi plant, warum man dies tue und wie man gemeinsam zu sicheren Bauteilen komme.

Warum verzögert sich das Autonome Fahren?

Eine neue Welle zeichnet sich ab: das vernetzte Fahrzeug mit dem Ziel des autonom fahrenden Automobils. Hier hinterfragte die Redaktion die Zeitpläne der allzu optimistischen Roadmap in Richtung 2025, ohne die Entwicklungen an sich infrage zu stellen. Dies wird weiterhin redaktionell begleitet, ebenso im Rahmen der
1. Internationalen ATZ-Fachtagung Fahrerassistenz im April 2015 in Frankfurt am Main. Ein Report in ATZelektronik 5/2014 mit dem Titel "Abwägungsprozess nicht unterschätzen" fasste bereits die entscheidenden Erkenntnisse zusammen, die im Jahr 2014 mithilfe von Experten gereift sind. Reich bezog Stellung: "Hype ist das eine, aus unserer Entwicklersicht wissen wir aber genau, was zu tun ist". Um überzogenen Erwartungen zu begegnen, müsse geklärt werden, was eigentlich teil-assistiertes, voll-automatisiertes oder pilotiertes Fahren bedeute und vor allem in welcher Situation man es einsetze. Die Roadmap, die beispielsweise die SAE vorschlägt, gilt es feingranularer mit diesen Anwendungsfällen zu zeichnen. "Spätestens dann ist erkennbar, dass der Zeitplan für voll-automatisiertes Fahren gestreckt werden muss", sagte der Leiter Vorentwicklung Elektrik/Elektronik bei Audi.

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