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09-10 / 2015 B 61060 · Oktober 2015 · Einzelpreis 19,00 € · www.automobil-elektronik.de

Diagnose der Zukunft – schon heuteInterview mit Vorstand, Geschäftsführer und Managern bei Softing Seite 14

E/E-Entwicklung für Entscheider

OVER-THE-AIRWie sich Software-Updates rationell und sicher durch-führen lassen Seite 24

LUDWIGSBURGDie Fachvorträge auf dem 19. Fachkongress Automo-bil-Elektronik Seite 52

IAA-BERICHTADAS, HAF, Connectivity, Infotainment und Elektri� -zierung auf der IAA Seite 46

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Lear ist wegweisend bei der Integration von High-Power-Technologien für eine neue Generation von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben. Unsere Hochvoltleitungen und Steckverbinder bilden eine Einheit mit unseren innovativen Energie-Management-Systemen und unserer Lade-Technologie. Damit kann der Kraftstoffverbrauch gesenkt und ein effizienteres Laden ermöglicht werden – zur Schonung unserer Umwelt.

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Als ich im Hochsommer das Inter-view mit dem Softing-Team für die Coverstory (Seite 14) führte,

da sprachen wir auch darüber, dass die Diagnose(kommunikation) ihre Ursprün-ge in Kaliforniern hat; Diagnose wurde eingeführt, um die Abgasgrenzwerte kon-trollieren zu können. Während der IAA 2015 gelangten dann Informationen über „Unregelmäßigkeiten einer verwendeten Software bei Dieselmotoren“ (Original-wortlaut von Volkswagen) an die Öffent-lichkeit, wobei der Stein durch Abgasun-tersuchungen des CAFEE der West Virgi-nia Tech University vom 15.5.2014 ins Rol-len kam. Binnen fünf Tagen nach Bekannt-werden musste der Vorstandsvorsitzende Martin Winterkorn zurücktreten; es folg-ten weitere signifikante personelle Verän-derungen im VW- Konzern. Für unseren IAA-Report ändert das wenig, denn wir berichten ab Seite 46 kaum über die 219 Fahrzeug-Weltpremieren sondern vor allem über die innovativen Lösungen auf der Zuliefererseite.

Die Reduzierung der Emissionen ist für VDA-Präsident Matthias Wissmann „der zweite große Schwerpunkt dieser Messe“; als erstes nannte er auf der Eröffnungs-veranstaltung der IAA 2015 Fahrerassis-tenzsysteme als Wegbereiter des automa-

tisierten Fahrens sowie die Connectivity. Für den VDA-Präsidenten ist klar: „Das Automobil steht mitten in einer weiteren digitalen Revolution“, um anschließend darauf hinzuweisen, dass sich im Silicon Valley jedes zweite Startup mit dem Auto-mobil beschäftigt. Und damit sind wir automatisch wieder beim Thema Software.

Das situationsabhängige Ein-/Ausschalten

von bestimmten Funktionen oder Aktoren gehört auch im Abgasstrang zu den Kern-aufgaben des mechatronischen Systems, und ohne die entsprechende Software wä-re die Abgasregelung bekanntlich über-haupt nicht möglich. Andererseits können ein paar – manchmal sogar bewusst ge-setzte – Zeilen Code an der falschen Stel-le das komplette Image eines Weltkon-zerns massiv beeinträchtigen, rechtliche Konsequenzen nach sich ziehen und ganz nebenbei zu immensen Verlusten des Bör-senwerts führen. Das zeigt, welch’ extre-men Einfluss die Software mittlerweile im Automobilbau hat und wie wichtig korrekt und sicher arbeitender Code für das Über-leben der Branche ist.

Editorial

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Oktober 2015

www.automobil-elektronik.de4 AUTOMOBIL ELEKTRONIK 09-10 / 2015

MÄRKTE + TECHNOLOGIEN

06 ZVEI-StandpunktNo Trouble Found

08 Gewinnspiel, News und Meldungen

COVERSTORY

14 Diagnose der Zukunft – schon heuteInterview mit Vorstand, Geschäftsführer und Managern bei Softing

ELEKTROMECHANIK

18 Belüftung sorgt für klare SichtScheinwerfer vor eindringender Feuchtigkeit und Schmutz schützen

22 Die Alternative zur Haifi schfl osseLeistungsträger auf der Fahrzeugscheibe

OTA

24 Update statt Werkstatt-TerminSOTA-Software-Updates im Automobil

28 Sichere OTA-SoftwareupdatesSecurity auf der Luftschnittstelle

SENSORIK /AKTORIK

32 HSRP-Rotationssensoren für FahrerassistenzHöhere Aufl ösung und schnellere Messung

36 Die vielseitigen Augen des AutosLaser und Opto-Sensoren als Basis für ADAS und automatisiertes Fahren

38 Radar-DatenloggerLernende ADAS- und AV-Sensoren

ELEKTRONIK-FERTIGUNG

40 Neue Produktlayouts in 3DLEDs auch auf räumlichen Metallkörpern

42 Infotainmentsysteme prüfenTestsystem für Tier-1- und standort-übergreifenden Einsatz

44 Silikone im AutomobilWie Silikontechnologie neue Systeme ermöglicht

IAA

46 Zulieferer auf der IAA 2015ADAS, automatisiertes Fahren, OLED, Connectivity, 48 V und vieles mehr

LUDWIGSBURG

52 Automatisiertes Fahren 2015ADAS und HAF auf dem 19. Fach-kongress Automobil-Elektronik in Ludwigsburg

56 Connectivity und Infotainment 2015Das vernetzte Fahrzeug auf dem 19. Fachkongress Automobil-Elektronik

Messeschau 46 IAA 2015

Die Redaktion hat sich bei den Zulieferern umgesehen und berichtet ausführlich über Fahrerassistenz, (hoch-) automatisiertes Fahren, Connectivity, Infotainment-systeme und Elektrifi zierung.

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SOFTWARE

60 Safety in Multicore-SystemenStatische Codeanalyse für ISO-26262-Konformität

RUBRIKEN

03 EditorialDie Geister, die ich rief...

62 Neue Produkte 65 Frisch vom Lederer

Performance braucht Kultur

66 Impressum 66 Inserenten-/Personen- und

Unternehmensverzeichnis

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6 Automobil ElEktronik 09-10/2015 www.automobil-elektronik.de

Märkte + Technologien ZVEI-Standpunkt

Das Jahr 2014 war das Rekordjahr in der Geschichte der Kfz-Rück-rufe. In den USA wurden 62 Mil-

lionen Fahrzeughalter aufgefordert, gra-vierende Sicherheitsmängel beseitigen zu lassen. Besonders hart betroffen ist ein Airbag, dessen Sprengsatz in zehn Jahre alten Fahrzeugen mehrerer Hersteller durch Korrosion, Wärme und Feuchtig-keit derart geschädigt werden kann, dass er nicht mehr ordentlich funktioniert und herausfliegende Metallstücke sogar die Fahrzeuginsassen verletzen können.

Die Geschichte des Kfz-Rückrufs be-gann in den 60er Jahren, nachdem der junge Jurist Ralph Nader den Ford-Kon-zern zu einer öffentlichen Entschuldigung bewegt hatte. Damals endeten hunderte von Auffahrunfällen mit dem Ford Pinto in einem Meer von Flammen, weil der Ben-zintank ungeschützt zwischen Hinterach-se und Stoßfänger angebracht worden war.

Steigende AnsprücheIn der Zwischenzeit sind die Fahrzeuge wesentlich sicherer geworden, aber auch die Ansprüche der Automobilkunden sind gestiegen. Wachstum und Innovation treibt die Automobilhersteller zu immer kühneren Versprechen. Der Übergang zum autonomen Fahren hat bereits begon-nen. Die Maschine soll schnellere und bes-sere Entscheidungen treffen als der Mensch. Funktionsstörungen des Fahr-zeugs werden dann automatisch an den Fahrzeughersteller gemeldet, der beim geringsten Sicherheitsrisiko das Fahrzeug in den nächsten Kfz-Betrieb ruft und die eventuell unzuverlässigen Fahrzeugkom-ponenten tauschen lässt, noch bevor die-se zum Ausfall des Fahrzeugs führen.

Die Anforderungen der funktionalen Sicherheit ISO 26262 stellen heute sicher, dass jedes noch so kleine Risiko berück-sichtigt wird, um im Zweifelsfall das Fahr-zeug stillzulegen. Die Kriterien für diese Entscheidung werden im funktionalen Sicherheitskonzept gemeinsam mit dem Komponentenhersteller definiert und im Rahmen des Produktentstehungsprozesses konsequent in der Lieferkette umgesetzt.

Schon heute trägt der Automobilzuliefe-rer die Verantwortung für sicherheitsrele-vante Funktionsfehler. Zudem übernimmt er laut ISO/TS 16949 und Produktsicher-heitsgesetz die Pflicht zur Marktbeobach-tung. Die gelieferten Produkte sollen jederzeit die Erwartungen des Endkunden

erfüllen und dürfen zu keinem Zeitpunkt eine Gefährdung darstellen.

Im Rahmen dieser Marktbeobachtung werden Fahrzeugkomponenten nach einer Reparatur zur Fehleranalyse an den Her-steller geschickt. Der Verband der Auto-mobilindustrie VDA hat hierzu den Pro-zess „Schadteilanalyse Feld“ beschrieben, wie ausgebaute Fahrzeugkomponenten geprüft werden sollen. Dieser so genann-te Befundungsprozess ist vielfach bereits vertraglich vereinbart. Ein Audit gemäß VDA 6.3 stellt sicher, dass die Analyseer-

gebnisse fristgerecht und belastbar doku-mentiert werden, um späteren, nachträg-lichen Regressforderungen vorzubeugen.

NTF als TeamgedankeDer Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie ZVEI hat diesen Pro-zess für die Anwendung in der Elektro-niklieferkette in einem Leitfaden erläutert. Bestehende Prozesse können an die neu-en Anforderungen angepasst werden, sodass sie einem Kundenaudit standhalten und den erforderlichen Teamgedanken bei „No Trouble Found“- beziehungsweise NTF-Untersuchungen fördern.

Die Hersteller von Elektronikbauteilen werden somit in Zukunft mehr Verant-wortung in der Automobilzulieferindu-strie übernehmen. Sie entwickeln und fertigen immer komplexere, innovative Baugruppen, die in der Lieferkette als Black-Box an den Fahrzeughersteller wei-tergereicht werden.

Spannend wird die Frage bleiben, ob die notwendige Überwachungselektronik nur echte Bauteilfehler erkennt, oder auch ein-wandfrei funktionierende Fahrzeugkom-ponenten getauscht werden müssen, weil vor dem Hintergrund der funktionalen Sicherheit ein Zweifel an deren Zuverläs-sigkeit besteht. Wenn sich dann nach ein-gehender Analyse herausstellt, dass die getauschten Teile einwandfrei funktionie-ren („i. O.“ beziehungsweise „in order“), so hat dies dennoch Auswirkungen auf die Lieferkette. Mit Hinblick auf Gewährlei-stungsfristen und Serviceverträge wird diese Frage aber nicht den Autofahrer sor-gen, dessen Fahrzeug quasi über Nacht zu seiner größten Zufriedenheit immer wieder automatisch nachgebessert wird. (av) n

No Trouble Found

Stephan Jegl ist Manager Gewährleistung bei der Marquardt GmbH und Vorsitzender der Arbeitsgruppe Schadteilanalyse Feld des ZVEI.

Die Hersteller reichen Elektronikbauteile in

der Lieferkette als Black-Box an den

OEM weiter.

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Märkte + Technologien Meldungen

8 AUTOMOBIL ELEKTRONIK 09-10 / 2015 www.automobil-elektronik.de

TERMINEELIV14. bis 15.10.2015, Baden-Badenelektronik-im-fahrzeug.de

Virtuelle Instrumente in der Praxis21. bis 23.10.2015, Fürstenfeldbruckgermany.ni.com/vip

Funktionale Sicherheit in der Fahrzeug-Elektronik – ISO-Norm 2626227. bis 28.10.2015, Stuttgartwww.vdi-wissensforum.de

Entwicklerforum Akkutechnologie3. bis 4.11.2015, Hamburg batteryuniversity .eu

Leistungselektronik im Automobil18. bis 20.11.2015, Regensburg, otti .de

Das vernetzte Auto1.12 bis 2.12.2015, Fürstenfeldbruck sv-veranstaltungen .de

ZVEI Kompetenztreffen Automobilelektronik2. bis 3.12.2015, Münchenzvei-services.de

International CES6. bis 9.1.2016, Las Vegas/USAcesweb.org

4. Fachkongress Bordnetze8. bis 9.3.2016, Ludwigsburgsv-veranstaltungen.de

VDA Technischer Kongress17. bis 18.3.2016, Ludwigsburgvda.de

Taipei Ampa + EV Taiwan6. bis 9.4.2016, Taipei/Taiwantaipeiampa.com.tw

20. Internationaler Fachkongress Fortschritte in der Automobil-Elektronik14. bis 15.6.2016, Ludwigsburgautomobil-elektronik-kongress.de

IAA Nutzfahrzeuge22. bis 29.9.2016, Hannoveriaa.de

Electronica8. bis 11.11.2016, Münchenwww.electronica.de

ADVANCED DRIVER ASSISTANCE SYSTEMS

Renesas verlost ein ADAS-StarterkitDas neue ADAS-Starterkit von Renesas erleichtert Benutzern und Partnerunter-nehmen den Einstieg in die Entwicklung von ADAS-Systemen, die das Renesas-SoC R-Car H2 für Fahrzeug-Assistenz-systeme nutzen. Das Starterkit bietet eine sehr hohe Bildverarbeitungsleistung und ist mit OpenCV und OpenGL-ES-Hoch-leistungsgrafik auf dem Stand der Tech-nik. Das Kit läuft unter Yocto-Linux und ist mit Abmessungen von 10 × 10 cm2 das kleinste R-Car-Entwicklungskit. Dank bereits implementierter Schnittstellen und Peripherieschaltungen lässt es sich ohne zusätzliche Hardware einsetzen. Die Core-Platine enthält 2 GByte DDR3-RAM, 64 MByte QSPI-Flash-Speicher sowie einen Steckplatz für eine Micro-SD-Kar-te. Ebenfalls integriert sind Ethernet, ein HDMI-Ausgang sowie ein Anschluss für ein Kameramodul. Dank eines integ-

Mit dem Starterkit können Kunden und Partner ADAS-An-wendungen auf einer robusten und leis-tungsfähigen Platt-form entwickeln.

Das ADAS-Starterkit mit integriertem R-Car H2 SoC ist ideal für den Anfang der Entwicklungsphase.

rierten Erweiterungsanschlusses können Anwender Zusatzplatinen für neue Ein-satzszenarien entwickeln. Der Anschluss unterstützt Schnittstellen wie PCIe, wei-tere Ausgänge für Displays und vier Kamera-Kanäle für Surround-View-Anwendungen.

Das ADAS-Starterkit basiert auf dem R-Car H2 SoC. Der Baustein bietet über 25.000 DMIPS Rechenleistung sowie mo-derne 3D-Grafikfähigkeiten und leis-tungsfähige Rechenkerne zur Bildverar-beitung. Im SoC arbeitet eine ARM Cortex A-15 Quad-Core-Konfiguration mit einem zusätzlichen ARM Cortex A-7 Quad-Core. Darüber hinaus enthält das SoC einen Power-VR Series6 G6400 Grafikprozessor von Imagination Technologies. Die GPU unterstützt OpenGL ES 2.0 und OpenGL

ES 3.0. Dank eines ebenso ent-haltenen Renesas IMP-X4-

Cores für Echtzeit-Bildverar-beitungsfunktionen können

Systemhersteller auch re-chenintensive Bildverar-

beitungsoperationen implementieren. Dar-über hinaus bietet es OpenCV-Support für IMP-X4. Zusätzlich un-

terstützt das R-Car H2 SoC vier vonein-ander unabhängige Kamera-Eingangska-näle und ermöglicht so zum Beispiel 360°-Kameraansichten oder eine Ob-jekterkennung. Um am Gewinnspiel teil-zunehmen, rufen Sie das Formular unter http://www.renesas.eu/adas-tombola auf und beantworten eine einfache Frage. Sie erreichen das Gewinnspiel auch über die infoDIREKT-Nummer. (lei) ■

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AUTOMOTIVE-TAUGLICH

DRAM-Speicherbausteine bis 125 °CDRAM-Speicherkomponenten gehören zu den temperatur- und störanfälligsten Bausteinen der modernen Automobil-Elektronik: Je höher die Umgebungstem-peratur ist, desto kürzer wird der Zeitraum über den die Speicherzellen ihre Daten sicher halten können. Das Resultat sind sporadische Bitfehler, sogenannte Soft-Errors, die mit steigender Temperatur immer häufiger auftreten. Als Gegenmaß-nahme muss bisher der Prozessor die Refresh-Rate vervielfachen, um sich der kürzeren Datenhaltezeit anzupassen. Damit reduziert sich aber gleichzeitig die Performance der Speicher und es bleibt ein Restrisiko, schließlich degradieren Spei-cherchips mit der Zeit, insbesondere unter Stress durch Hitze und intensive Nutzung.

Der Hersteller IM ( Intelligent Memory ; Vertrieb: Memphis ) hat diese Probleme nach eigenen Angaben nun gelöst: Bei den

Hohe Temperaturen sind Gift für empfindliche Elektronik. Der Hersteller Intelligent Memory in-tegriert daher ein eigenständig arbeitendes ECC in seine X-Grade-Speicherbausteine, mit dem sie auch bei 125 °C noch zuverlässig funktionieren.

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eigens entwickelten ECC-DRAMs (Error-Correcting Code) hat IM die Fehlererken-nung und -korrektur direkt in die Speicher integriert. Die ECC-Logik korrigiert im Falle von Bit-Fehlern die Daten schon vor der Übertragung an die Applikation. Der Prozessor muss sich nicht darum küm-mern und kann die Speicherbausteine über Standard-JEDEC-Mechanismen anspre-chen. Er muss nicht einmal die Refresh-Rate zum Auffrischung der Speicherzellen anheben: Die neuen X-Grade-Modelle sind von -40 bis +125 °C geprüft. Durch den selteneren Refresh sinken auch die Stromaufnahme sowie die Eigenerwär-mung der Bausteine.

Die Bezeichnung X-Grade bezieht sich auf den extremen Betriebstemperatur-Bereich, der im Automobil-Sektor dem AEC-Q100-Grad 1 entspricht. Der Her-steller will die Automotive-Grade-1-Qua-

lif ikation bis zum Jahresende 2015 abschließen, sodass der Automobilindu-strie dann DDR2- und DDR3-Bauteile mit entsprechender Zertifizierung zur Verfü-gung stehen. (lei) ■

Bild:

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infoDIREKT 701ael1015

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ELIV in Baden-BadenElektronik im Fahrzeug

Zentrale ECU für die Safety-DomainGemäß ASIL-D

Deutsche fürchten Software-Fehler mehr als HackerConnected Car

Im Fokus des 17. Kongresses „Elektronik im Fahrzeug“, kurz ELIV genannt, der am 14. und 15. Oktober in Baden-Baden stattfinden wird, stehen die Themen Elektromobilität, autono-mes Fahren und Connected Car mit einem Mix aus Forschungs- und Praxisvorträgen. Insgesamt geht es auf dem kurz ELIV genannten Kon-gress in mehr als 70 Beiträgen um die Themen Elektromobilität 2.0, Autonomes Fahren, Connected Car, Fah-rerassistenzsysteme, Anzeige- und Bedienkon-zepte, Software, IT-Security und Lichttechnik. In diesem Jahr sind die USA das Partnerland. Die Beiträge werden Deutsch/Englisch simul-tan übersetzt. Neu ist auch eine ELIV-App für alle Kongressteilnehmer. Registrierte Nutzer können durch die App ihr individuelles Pro-gramm zusammenstellen, mit anderen Teil-nehmern in Kontakt treten sowie Aussteller zu bestimmten Themen finden. Die App ist im Apple Store, bei Google Play und für Windows kostenlos erhältlich. Der Veranstalter VDI Wis-sensforum GmbH erwartet 1600 Teilnehmer aus 20 Ländern.


ZF TRW hat von einem nordamerikanischen und einem europäischen OEM einen Serienauftrag für die zweite Generation seiner nunmehr ASIL-D-fähigen Safety Domain ECU (SDE 2) erhalten. Das auf Basis von Autosar 4.0 realisierte zentrale Steuergerät wird ab 2018 in Europa und den USA auf den Markt kommen. Zusätzlich hat ZF TRW auch einen Entwicklungsauftrag eines wei-teren großen europäischen Fahrzeugherstellers erhalten. Ziel ist es, gemeinsam ein zentrales Steuergerät zu entwickeln, das auf die Anforde-rungen in 2020 und darüber hinaus ausgelegt ist. SDE 2 kann aus Sensordaten ein 360°-Abbild der Umgebung erzeugen. „In den letzten zwei Jahren ist die Nachfrage im Premiumbereich ra-sant angestiegen, aber wir gehen davon aus, dass die Technologie bis 2020 auch im Volu-mensegment zu finden sein wird“, erklärte Hans-Gerd Krekels , Director Active Safety Engi-neering and Automated Driving bei ZF TRW.


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IAA-Innovationen bei 48-V-Systemen

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Interview mit Dr. Rainer Otterbach, dSPACE

300ael0815 dSPACE 5

Die Zeitschrift AUTOMOBIL-ELEKTRONIK finden Sie jeweils als Komplett-PDF jeder Druckausgabe zeitverzögert und permanent archiviert unter www.automobil-elektronik.de – bis zurück ins Jahr 1999. Zusätzlich stellen wir die einzelnen Beiträge unter www.all-electronics.de ins Internet. Auf dieser Website finden Sie unter Applikationen/Automotive (erst bei „Automotive“, nicht

schon auf „Applikationen“ klicken) die Fachbeiträge sowie zu-sätzliche News und Hintergrundinfos. Die folgenden neuen beziehungsweise innerhalb der letzten Monate überarbeiteten Automotive-Beiträge wurden im August und September 2015 am häufigsten aufgerufen. Eintippen des Info DIREKT-Codes auf all-electronics.de führt Sie zum Beitrag.

Jeder dritte Deutsche ist aufgeschlossen, was Connected Cars betrifft und 86 % glaubt, dass es in zehn Jahren dank vernetzter Sicherheits-systeme deutlich weniger Verkehrsunfälle ge-ben wird. So lauten zentrale Ergebnisse einer Umfrage der Bitkom vom September 2015. Auch Intel Security hat selbst 1000 Deutsche zu die-sem Thema befragt und bestätigt die positive Grundhaltung: 43 % freuen sich auf viele rele-vante Informationen beispielsweise zur „Ge-sundheit“ des Motors, die ihnen solche Autos liefern werden. Genau ein Viertel sieht autono-me Autos in Punkto Fahrsicherheit sogar vor den eigenen Fähigkeiten, 23,5 % vor den Fähig-keiten des Partners. Intel hat zudem nach Risi-ken gefragt, die Deutsche im Zusammenhang mit Connected Cars sehen. So wie diese Aussa-gen stammen auch die folgenden Inhalte von Intel. Mit über 65 % sehen die Deutschen es als das größte Risiko an, dass Hersteller die Daten, die smarte Autos sammeln werden, ohne ihr Einverständnis weitergeben. Dicht gefolgt wird dieses Risiko von der Befürchtung, dass ein Auto falsch reagiert, weil die Software Fehler auf-weist (64,5 %). 62 % sehen die Gefahr von Ha-ckern, die die Kontrolle über das Auto überneh-men könnten. Weitere Details dazu finden Sie in der Langfassung online per infoDIREKT.


Bild:

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Kooperationsprojekt von dSPACE und RWTH AachenVirtuelle Batterieentwicklung für Elektroantriebe

Einheitliches SchnittstellenformatFür sensorbasierte Fahrzeugdaten Here , Spezialist für digitale Karten, Verkehrsda-ten und Location-Intelligence, brachte Ende Juli Vertreter von insgesamt 16 Unternehmen aus der Automobilbranche zusammen, um über die Festlegung eines einheitlichen Schnittstellen-formats zu sprechen. Dieses Format soll definie-ren, wie sensorbasierte Fahrzeugdaten zukünf-tig einheitlich an eine Location-Cloud übermit-telt werden. Sowohl Automobilhersteller und Systemlieferanten als auch Zulieferer nahmen an der Diskussion in Berlin teil.Moderne Fahrzeuge sammeln mithilfe integrier-ter Sensoren große Mengen an Informationen über Straßenverhältnisse und Verkehrsbedin-gungen. Diese lassen sich in Zukunft dazu nut-zen, die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer zu verbessern. Mithilfe dieser Daten können bei-spielsweise Kartendaten in Echtzeit aktualisiert und Verkehrsstörungen oder auch Gefahren frühzeitig an alle Fahrer auf der Strecke gemel-det werden. Damit eine Cloud die Daten effizi-ent sammeln und umfassend analysieren kann, müssen die Sensordaten der Fahrzeuge in ei-nem einheitlichen Format übermittelt werden. Andernfalls reduzieren sich Mehrwert und Nutzbarkeit dieser Daten stark.Die Forumsteilnehmer waren sich darin einig, dass die Branche ein einheitliches Format für das Übermitteln fahrzeugeigener Sensordaten an die Cloud definieren muss. Einen Vorschlag dafür bietet die von Here kürzlich veröffentlich-te Schnittstellen-Spezifikation. Auf deren Basis diskutierten die Teilnehmer während der Veran-staltung eine Vielzahl technischer Fragen, die sich beispielsweise mit Dateninhalt, Sicherheit, Anonymisierung, Übertragungsgenauigkeit und -effizienz befassten.


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In einem Kooperationsprojekt haben dSPACE und die RWTH Aachen eine neue Simulations-umgebung für elektrische Energiespeicher ent-wickelt, die ein besonders breites Spektrum physikalischer Batterieeigenschaften unter-stützt. Unter der Bezeichnung „Toolbox Spei-chersysteme“ entstand am Institut für Strom-richtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH ein Simulationsmodell, das mit einer grafischen Benutzeroberfläche von dSPACE kombiniert wurde. Auf dieser Basis lassen sich das elektrische und das thermische Verhalten verschiedener Batterien, Superkondensatoren und weiteren elektrischen Energiespeichern in Abhängigkeit von ihrer Bauform und Kühlung realitätsnah und komfortabel simulieren.Mit Blick auf die im Bereich der Elektromobilität immer wichtiger werdende Lithium-Ionen-Bat-terietechnik bietet die Simulationsumgebung den Entwicklern diverse Einstellmöglichkeiten rund um die Batterietechnologie, die geometri-sche Form der Batterie, die Anzahl und Anord-nung ihrer Speicherzellen, beliebige Verschal-tungstopologien oder die Kühlperipherie. Das Simulationsmodell berechnet daraus das ther-mische und elektrische Verhalten einer definier-

ten Batterie auf der Zell- sowie auf der Gesamtsystemebene in Echt-zeit und stellt thermische Effekte mit hoher Ortsauflösung dar. So lassen sich beispielsweise Kühl-strategien untersuchen und mög-liche Überhitzungszonen (Hot-spots) identifizieren, die sich beim Betrieb des Batteriesystems erge-ben würden.Die neu geschaffene Simulations-umgebung ist in die Werkzeug-kette von dSPACE integriert, sodass Batteriesimulationen off-

line auf einer PC-Plattform erfolgen oder zum Echtzeittest eines BMS-Steuergeräts auf einem HIL-Simulator ausgeführt werden können. Dabei werden elementare Methoden, wie die Automa-tisierung und das Datenmanagement unter-stützt. So ist ein durchgängiger Entwicklungs-prozess von der Batteriesystemauslegung bis zum Steuergeräte-Test gewährleistet. „Toolbox Speichersysteme“ konnte bereits im Rahmen ei-nes Industrieprojektes validiert werden und steht nun als erprobte Lösung für den Einsatz in Entwicklungsprojekten zur Verfügung.Das von der Europäischen Union und vom Land Nordrhein-Westfalen geförderte For-schungsprojekt zielt auf den modellbasierten Entwicklungsprozess von Energiespeichern und Batteriemanagementsystemen (BMS) ab. „Toolbox Speichersysteme“ unterstützt den vollständigen Prozess von der virtuellen Ausle-gung einer Batterie über die Simulation im Ge-samtfahrzeug bis hin zum Test des BMS-Steu-ergeräts. Dabei besteht die Möglichkeit, das Modell alleine durch Parametrierung grundle-gend zu konfigurieren.


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62 % der Deutschen fürchten Pannen mit vernetzten AutosErgebnisse einer aktuellen Car-IT-Umfrage

Die deutschen Autofahrer haben aktuell noch Zweifel am Reifegrad moderner Car-IT. So fürch-ten 62 %, ihr Auto werde durch die Vernet-zungstechnik generell anfälliger für Pannen. Gut zwei Drittel sehen sich vor Hacker-Angriffen nicht ausreichend geschützt. Unbestritten posi-tiv bewertet dagegen eine große Mehrheit die verbesserten Warnsysteme vernetzter Fahrzeu-ge im Straßenverkehr. 85 % halten beispielswei-se das schnelle Melden von Unfall- oder Gefah-renstellen für wichtig. Das zeigt die aktuelle Umfrage von CSC namens „Autos der Zukunft – Connected Cars 2015“. Dafür befragte der Panel-dienstleister Toluna im Auftrag von CSC 1500 Verbraucher in Deutschland (1000), Österreich (250) und der Schweiz (250). Die neuen Sicher-heitsfunktionen vernetzter Autos stehen bei

03_tt_dc_shortware03_tt_st_shortware02_gt_bd_e0_shortware dolupient volupta turerum et litam, sed qui blandic idebita tibus, utet, qui sundendae ima nisinul luptati ad quam aut et praecepedio. Minctur? Ignam ipsanimen-di dolut et qui ipsane voluptatur si reptatur? En-des sa dolorei ciligni optatuur simolum nimusda ndereperum dio tem est a consed quam quia vernatur, offictae dolenihil etusda quides audi-cie ntumque ipsam nam ipient, unt volute et que viducium sed estis que sendis ium quaspe-rit eum esse coreptat rest, cus quam vel qui de-liciis aut volo quaereptatem utempos simolup.infoDIREKT 000xxx0000

kurz & bündigAudis E/E-Leiter Ricky Hudi erhielt den Eu-rostar Award als „herausragender Manager in der europäischen Automobilindustrie“.

Flexera Software hat Secunia übernommen – ein Unternehmen, das im Bereich Vulnerability Management aktiv ist.

Dialog Semiconductor will Atmel für 4,6 Mil-liarden US-Dollar übernehmen.

Inrix übernimmt Parkme, einen Anbieter für Park-Services.

Dragon Drive von Nuance ermöglicht bei Daimler die natürliche Sprachbedienung von vernetzten Diensten und Apps.

Harman stattet den Ferrari 488 GTB Spider mit einem JBL-Soundsystem aus, das aus 16 Kanälen 1280 W liefert. Außerdem liefert Har-man die Soundsysteme für folgende Fahrzeu-ge: Hyundai Santa Fe (Infinity), Alfa Romeo Giulia (Harman Kardon), Maserati Quattropor-te und Ghibli (Harman Kardon und Bowers & Wilkins) sowie BMW 7er (Bowers & Wilkins).

Hella liefert das Ambiente-Innenlicht für den neuen Chevrolet Camaro aus dem Hause GM.

PSA Peugeot Citroën setzt im Infotainment seines Konzeptfahrzeugs Aircross auf MOST150 mit ICs von Microchip.

Im Toyota Alphard verwendet der OEM die MOST50-Chips von Microchip.

Inova Semiconductor hat bereits über 30 Millionen APIX-Einheiten ausgeliefert (siehe auch infoDIREKT 309ael0815).

Mit der ISO 9001:2015 ist jetzt die neuste Ver-sion dieser Norm veröffentlicht.

BMW hat 400 Autos vom Typ i3 nach Kopen-hagen geliefert. Die Carsharing-EVs sind direkt mit dem ÖPNV vernetzt.

Audi wird auf Basis von Zellen der Zulieferer LG Chem und Samsung SDI die Batterie für ein SUV-EV mit 500 km Reichweite entwickeln.

Infineon ist als einziges europäisches Halblei-terunternehmen im Dow Jones Sustainability World Index gelistet.

Hella ist jetzt im MDAX gelistet.

ZF hat am 9.9.2015 sein 100-jähriges Bestehen gefeiert. Das Unternehmen hat sich eine „in-telligente Kombination von Mechanik, Elektro-nik und Big Data“ auf die Fahnen geschrieben.

Mennekes feiert sein 80-jähriges Bestehen.

BASF hat sein Portfolio technischer Kunststof-fe für Hochvolt-Steckverbinder, zum Beispiel von TE Connectivity, ausgebaut.

Valeo ist der Initiative „Verantwortung unter-nehmen“ der Eberhard-von-Kuenheim-Stif-tung der BMW AG beigetreten.

Kithara ist jetzt Mitglied bei ASAM.

Continental ist jetzt Partner der weltweiten Kampagne „Stop the Crash“ von Global NCAP.

Der Halbleiterhersteller Maxim ist jetzt Mit-glied im von Renesas geförderten R-Car Con-sortium.

Harman ist eine Partnerschaft mit der Platt-form Tidal eingegangen und erhielt von Mi-crosoft einen Partner-of-the-Year-Award.

Vector Software hat eine Niederlassung in Japan eröffnet.

Vector Informatik ist auf Platz 10 der Studie „Europas Beste Arbeitgeber 2015“.

Als „Best of Best“ im „Automotive Brand Contest 2015“ zeichnete der Rat für Form-gebung das Hybrid Instrument Cluster von Conti nental aus.

Die HF-Radarchips von Infineon sind für den Deutschen Zukunftspreis 2015 nominiert.

Borg-Warner hat mehr als fünf Millionen Kupplungs- und Steuerungsmodule des Typs Dual-Tronic für Volkswagen produziert.

Japanische Forscher von Toyoda Gosei haben GaN-Transistoren mit Sperrspannungen über 1 kV realisiert.

Preh erhielt von Ford den Q1 Award, die höchste Auszeichnung des amerikanischen OEMs für Zulieferer.

Rohm Semiconductor erhielt von Continen-tal für seine diskreten und Standard-ICs in der Kategorie Elektronik den Supplier-of-the-Year-Award.

Leoni hat in Tieling sein fünftes Bordnetz-Werk in China in Betrieb genommen.

Bereits vor der IAA hatte Opel über 30.000 Vorbestellungen für den neuen Astra, den der OEM auf der IAA offiziell vorstellte.

Das ständig aktualisierte Abkürzungsver-zeichnis der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK (infoDIREKT 333AEL0612) umfasst jetzt über 660 Begriffe.

Method Park arbeitet an der neuen Version 3.0 von Automotive Spice mit und bietet auch entsprechende Seminare/Webinare an.

Der VDE hat einen 66-seitigen Leitfaden zu Li-thium-Ionen-Batterien herausgebracht, der sich mit Grundlagen, Bewertungskriterien, Ge-setzen und Normen beschäftigt.

Intel hat eine Intitiative zur Verbesserung der Cybersicherheit gestartet und hierfür das Au-tomotive Security Review Board gegründet.

Green Hills Software und Luxsoft bieten ei-ne Design-Toolchain für Automotive-HMI an.

den Verbrauchern hoch im Kurs. Neben der Un-fallwarnung soll die Online-Navigation Staus rechtzeitig umfahren – das wünschen sich 75 % der Bundesbürger. Zudem setzen die Verkehrs-teilnehmer auf Echtzeit-Kommunikation zwi-schen den Fahrzeugen, damit künftig beispiels-weise Grünphasen der Ampeln automatisch auf den tatsächlichen Verkehrsfluss angepasst wer-den (71 %).Das von den Autoherstellern entwickelte Info-tainment sehen die Verbraucher dagegen re-servierter. Stein des Anstoßes ist offenbar der Bedienkomfort: Knapp jeder zweite Autofahrer findet die Handhabung des Infotainments zu wenig intuitiv. Die gute Mehrheit bemängelt zudem, durch die Systeme vom Straßenverkehr abgelenkt zu sein. Zwei Drittel der Autofahrer

wollen daher zentrale Anwendungen künftig gerne per Sprache steuern. Die Anzeige über per HUD eingespiegelte Daten in der Wind-schutzscheibe begrüßen 52 % ebenfalls als hilfreich, weil sie so den Blick immer auf der Fahrbahn haben.


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CSC

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10 % Energieeinsparung und mehr KomfortKupplung by-Wire

Das CBW-System von ZF ermöglicht es den Fahr-zeugherstellern, Pkw-Antriebsstränge mit ma-nuellem Schaltgetriebe deutlich effizienter als bisher auszulegen. Bei Clutch-by-Wire (CBW) handelt es sich um ein elektromechanisches Aktuator system, das die Kupplungsaktivität erstmals auch unabhängig vom linken Fahrer-fuß und von einer mechanischen Verbindung zum Pedal steuern kann. Das bereichert Hand-schalter künftig um Funktionen, die zuvor auto-matischen beziehungsweise automatisierten Getrieben vorbehalten waren – allen voran das Segeln, das den Verbrauch minimiert. Beim ak-tuellen Entwicklungsprojekt namens Clutch-by-Wire betätigt ein elektronisch gesteuerter Elekt-romotor die Kupplung. „Der Verbrauch und folglich die CO

2-Emissionen gehen damit um bis

zu 10 % zurück“, verdeutlicht Jörg Buhl , Leiter Konstruktion Betätigungssysteme bei ZF Fried-richshafen. „Dieser Wert ergibt sich alleine aus dem automatischen Abkoppeln und Abschalten des Motors in dafür geeigneten Fahrsituationen, kurz der Segelfunktion.“Aus der Option, die Kupplung alleine per Steu-ergerät und Aktuator, das heißt ohne mechani-sche Verbindung in den Fußraum, regulieren zu können, erwachsen zudem zahlreiche neue Komfort- und Sicherheitsvorteile für manuelle Schaltgetriebe. So ist das Anfahren jetzt auch ohne Betätigen des Kupplungspedals möglich, und ein Abwürgeschutz ist auch vorhanden. Letzterer öffnet die Kupplung – beispielsweise bei zu schnellem Loslassen oder auch bei Not-bremsungen –ganz oder teilweise, bevor die Motordrehzahl unter ein kritisches Niveau fällt. Hinzu kommt die Kriechfunktion, bei der kont-rolliertes Schlupfen das Rangieren und Stau-fahren erleichtert.Die Charakteristik des Pedals wiederum können die OEMs, da unabhängig vom Antriebsstrang, in einem weiten Bereich modellspezifisch aus-

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Besuchen Sie uns vom 10.–13.11.2015 auf der Productronica, Stand A1-359, in München.

INNOVATIONS- OFFENSIVENR. 22

Besuchen Sie uns vom

Dr. Franz Kleiner hat die Leitung der Divisi-on Aktive & Passive Si-cherheitstechnik bei ZF übernommen, zu der auch ZF TRW ge-hört.

Dr. Thomas Benz wird zum 1. Novem-ber 2015 neuer Ge-schäftsführer der Energietechnischen Gesellschaft im VDE (VDE ETG).

Michael Odälv ist der neue CEO beim (Auto-sar-) Toolhersteller Arc-Core .

PERSONEN

gestalten: beispielsweise so, dass es sich trotz generell agiler Kennlinie leicht treten lässt. Die von einem Sensor erfassten Betätigungsge-schwindigkeiten und -wege setzen Elektronik und Mechanik in das vom Fahrer gewünschte Kupplungsverhalten um. Das einmal festgelegte Pedalfeedback bleibt somit über die gesamte Fahrzeug-Lebensdauer gleich und ändert sich auch bei Kupplungsverschleiß nicht, den der neue CBW-Aktuator von ZF automatisch aus-gleicht. Obwohl Pkw-Lenker vom geringeren Verbrauch, neuen Funktionen und dem Gefühl des besonders präzisen Ein- und Auskuppelns profitieren, erfolgt die Fahrzeugbedienung ganz wie gewohnt. Fahrzeughersteller wieder-um können das bislang eingesetzte Serienge-triebe unverändert beibehalten.Der CBW-Aktuator verfügt über einen bürsten-losen Gleichstrommotor, der die Kupplungsbe-tätigung anstelle eines Seilzugs oder einer Hyd-raulik übernimmt. Hinzu kommt die integrierte, Clutch Control Unit genannte Steuerungselekt-ronik, die das System abhängig von den Pedal-parametern und den jeweiligen Funktionsanfor-derungen befehligt. Im Verhältnis zu Systemen, die Gänge komplett selbstständig wechseln, werden manuelle Schaltgetriebe in Zukunft weiterhin geringfügig Marktanteile verlieren.


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ZF

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Titelinterview Softing


Dr. Wolfgang Trier (rechts) und Dr. Peter Biermann: „Mit der App wird das Tablet oder Smartphone zu einem kompletten Diagnosesystem, das mit den offiziellen Diagnosedaten der OEMs arbeitet.“

Martin Sirch: „Wir bieten die ganzen Funktionen, die in der Werkstatt für die geführte Fehlersuche erforderlich sind – und zwar mit verschiedenen Ansätzen zur Variantencodierung.“

Matthias Ziegel: „Um die Komplexität zu beherrschen, wechseln alle OEMs zu standardbasierten Datenformaten und Tools... Nur mit nicht-proprietä-ren Technologien können sie ihre Herausforderungen meistern.“

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Datenraten. Durch einen Zukauf haben wir uns auf AG-Ebene vor knapp zwei Jahren viel Know-how im Ethernet-Umfeld gesichert, so dass wir auch über dieses Thema mit den OEMs reden können. Matthias Ziegel: Der Großteil heutiger Innovationen basiert auf Softwareentwicklungen. Auch Fahrzeuge bilden hier keine Aus-nahme. Software-Innovationen steigern die Leistung der Autos und erhöhen die Sicherheit sowie die Nachhaltigkeit der Mobi-lität. Dabei nehmen die Anzahl der Steuergeräte und deren Ver-netzung untereinander kontinuierlich zu. Neben den eigentlichen Steuerungsfunktionen haben Diagnosefunktionen eine immer größere Bedeutung bekommen. In aktuellen Motorsteuergeräten beträgt der Diagnoseanteil bereits bis zu 70 %. Übernahm die Diagnose ursprünglich nur eine Kontrollfunktion für die Ein-haltung gesetzlicher Abgasstandards, kommt sie heute in der gesamten Wertschöpfungskette der Fahrzeughersteller zum Ein-satz: In der Entwicklung, bei Test und Validierung, in der Pro-duktion und schließlich im Kundenservice. Auch die Komfort-funktionen moderner Fahrzeuge basieren zum großen Teil auf Diagnosefunktionen.

Wir sind bei Softing seit mehr als 20 Jahren im Bereich der Diagnose tätig. Softing war da von Anfang an in der Standardi-sierung sehr aktiv und hat die aktuelle Landschaft der interna-tionalen Standards mitgeprägt.

Unsere Produktfamilie Diagnostic Tool Set ermöglicht Ent-wicklern, Ingenieuren und Technikern, konsistente Diagnose-daten und -abläufe auf Basis internationaler Standards zu erstel-len und zu verarbeiten. Damit kann über die gesamte Wert-schöpfungskette sichergestellt werden, dass die Diagnosekom-munikation zuverlässig funktioniert. Kernelement ist ein stan-dardisiertes Diagnose-Laufzeitsystem. Dieses ist unser Kern-Know-how. Wir sind einer der wenigen Anbieter auf der Welt, die ein derartiges Laufzeitsystem haben. Inzwischen haben wir eine sehr große installierte Basis im hohen fünfstelligen Stück-zahlbereich.

Interv iew mit Vorstand, Geschäf tsführer und Managern bei Sof t ing

Diagnose der Zukunft – schon heuteAUTOMOBIL-ELEKTRONIK sprach mit den Softing-Mitarbeitern Dr. Peter Biermann (Geschäftsführer Softing Automotive Electronics GmbH), Martin Sirch (Produktma-nager Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellen), Dr. Wolfgang Trier (Vorstand der Softing AG) sowie Matthias Ziegel (Produktmanager Diagnose-Softwareprodukte) über diverse Themen im Bereich der Diagnose sowie der Messtechnik und welche Trends sich jeweils abzeichnen. Das Interview führte Alfred Vollmer

Wie laufen die Geschäfte bei Softing?

Wolfgang Trier: Im Moment läuft es bei uns eigentlich gut. Es geht uns so wie allen anderen: Wir suchen Mitarbeiter, wir haben mehr Projekte als wir abwickeln können. Um unsere Projekte umsetzen zu können, benötigen wir erfahrene Mitarbeiter. Hier legen wir hohen Wert auf die Qualität unserer Mitarbeiter und wollen dementsprechend nur Leute einstellen, von denen wir überzeugt sind. Es bringt uns nichts, nur auf Masse zu gehen, Personal einzustellen und im Nachhinein Schwierigkeiten bei Kundenprojekten zu haben. Deswegen sagte ich „eigentlich“.

Ein wichtiger Punkt ist, dass wir uns international stärker aufgestellt haben, beispielsweise in den USA. Auch in Japan werden unsere Produkte und Lösungen immer stärker nachge-fragt, denn die japanische Automobilindustrie folgt nun auch der ODX-Standardisierung. Als Referenz dient uns hier die Diagno-selösung bei Daimler, die von der Entwicklung über die Produk-tion bis zum Service reicht.

Welche strategischen Wachstumspläne haben sie?

Wolfgang Trier: Umsatztechnisch werden wir uns weiter positiv entwickeln. Sowohl bei der Diagnose als auch bei der Messtech-nik wollen wir weiter wachsen. Derzeit haben wir diverse Groß-projekte in der Akquise. So hat beispielsweise ein OEM ein kom-plettes Diagnosesystem ausgeschrieben.

Softing konzentriert sich schon immer sehr stark auf den Bereich

Diagnose. Wie sieht es heute aus?

Peter Biermann: Nur wenige Hersteller leben die Durchgängigkeit der Diagnose auf Basis von Standards so konsequent wie wir. Wir haben uns auf die Fahnen geschrieben, all unsere alten Produkte auf Standards basierend umzusetzen. Damit können die Kunden und auch wir die Investitionen langfristig sichern.

In Kombination mit unseren weiteren Schwerpunktthemen Messen und Testen haben wir ein rundes Gesamtportfolio. Für den Zugriff auf das Fahrzeug brauchen wir in Zukunft höhere




Diagnosefunktionen sind auch beim autonomen Fahren wichtig,

um zu wissen, welche Elemente zuverlässig arbeiten...

Matthias Ziegel: Ja, obwohl das kein direktes Thema bei uns ist. Beim autonomen Fahren erhöhen sich die Anforderungen an die Zuverlässigkeit aller Teilsysteme nochmals. Bei der Absicherung des erforderlichen Status’ aller Teilsysteme spielen auch Diagno-sefunktionen eine wichtige Rolle.

Welche Bedeutung haben dabei die Standards?

Peter Biermann: Das Diagnostic Tool Set hat jetzt eine Versions-nummer 8 mit Release 10; entsprechend groß ist unsere Historie und unser Know-how. In den letzten zehn Jahren haben sich die großen Fahrzeughersteller recht konsequent auf die Standardi-sierung konzentriert. Für viele kleine und mittlere Hersteller weltweit ist eine entsprechende Eigenentwicklung viel zu auf-wendig, zu teuer und nicht kompatibel genug. Jetzt findet der Umstieg auf Standardlösungen statt, und das ist der Grund, war-um wir in diesem Bereich erfolgreich sind.

Worin liegt der Unterschied zu den bisherigen Lösungen?

Matthias Ziegel: In der Vergangenheit wurde sehr viel Zeit und Geld in die Entwicklung nicht kompatibler Tech-nologien investiert. Heute kann sich das kein Fahrzeughersteller mehr leisten. Die sich immer weiter erhöhende Komplexität erfordert stetig zunehmend den Austausch von Diagnose-Daten und zwar sowohl zwischen verschiedenen Berei-chen eines Fahrzeugherstellers als auch mit Steuergeräteherstellern, Systemlieferanten, Tool-Herstellern und innerhalb von Kooperati-onen verschiedener Fahrzeughersteller. Dies lässt sich technisch ebenso wie wirtschaftlich nur durch die Verwendung nicht-proprietärer Technologien wie zum Beispiel Open Diagnostic Data Exchange (ODX) als stan-dardisiertes Datenaustauschformat meistern.

Die Verwendung unseres standardisierten Laufzeitsystems für die Diagnose-Kommunikation vereinfacht und beschleunigt die Entwicklung eigener Applikationen gewaltig. Es unterstützt die aktuellen internationalen Automotive-Standards und Datenfor-mate, beispielsweise ASAM MCD-3D 3.0, ODX 2.0.1 und 2.2, OTX 1.0 sowie DoIP.

In wie weit spielt das Thema Industrie 4.0 eine Rolle bei Softing

Automotive?

Matthias Ziegel: Industrie 4.0 ist das Kernthema unseres Schwes-tersegments Industrial Automation. Mit DTS Automation gibt es eine spezielle Lösung für Produktions- und Prüfstandsanwen-dungen. An dieser speziell von uns entwickelten Schnittstelle treffen sich Automotive-Technologie und die Industrie-Automa-tisierung, die eigentlich getrennte Welten sind. Wir nutzen hier gezielt das OPC-Know-how aus Softings zweitem Geschäftsbe-reich Industrial Automation. Peter Biermann: So können wir auch die Fahrzeugdiagnose über OPC, Labview von National Instruments, oder diverse andere Programmierschnittstellen bieten. Es ist ein vereinfachter Zugriff über unser Tool DTS Monaco: speziell für Produktions- und

Prüfstandsanwendungen. Das Flashen erledigt DTS Monaco gleich mit. Wir bieten unser System auf verschiedenen Betriebs-systemen an: nicht nur für die Microsoft-Welt sondern auch auf Linux und Android, um damit die unterschiedlichen Plattfor-men bedienen zu können.

Mittlerweile hat jedes Auto seine individuelle Software. Wie geht

Softing mit der Variantenvielzahl um?

Matthias Ziegel: ODX bietet die Möglichkeit, alle Steuergeräteva-rianten einer Fahrzeug-Baureihe, ausgehend von einer Basis-Variante, zu beschreiben. Redundanzen werden dabei unter anderem durch Bibliotheken, Vererbung und Referenzen vermie-den. Zusätzliche Varianten können im Lebenszyklus jederzeit nachgepflegt werden. Dadurch bieten wir dem jeweiligen OEM eine flexible Lösung an, um den Anforderungen der Software gerecht zu werden. Peter Biermann: Mit ODX sinken die Kosten, und die Wahrschein-lichkeit für Fehler sinkt ebenfalls, weil man sich intensiver dem Testen widmen kann – und das ist auch der Hauptansatzpunkt für das Diagnostic Tool Set von Softing. Wir haben bei der Ver-sion 8 von Anfang an eine Vielzahl alter Zöpfe abgeschnitten,

die wir in der Vergangenheit für einzelne OEMs gemacht haben, und unterstützen nun ganz konsequent nur noch ISO-Standards. Damit grenzt sich Softing deutlich von allen anderen ab. Dieser Ansatz ist sehr erfolgreich, gerade auch im internationalen Bereich und besonders stark in Japan.

Bedeutet das, dass Softing europäische Technik

intensiv in Japan verkauft?

Matthias Ziegel: Ja, mehrere große japanische Fahr-zeughersteller setzen unsere Produkte ein. Dies ist auch in den USA, in China, in Südkorea der Fall; man kann also sagen nahe-zu weltweit. Wir reden mit allen großen Automobilherstellern.

Wie sieht es dabei mit der Datensicherheit aus?

Peter Biermann: Unsere Systeme benötigen immer die ODX-Daten-basis des jeweiligen OEMs, die da mit eingeklinkt wird. Erst nach dem Import der ODX-Daten des Herstellers kann man mit DTS Monaco an dem entsprechenden Fahrzeug arbeiten. Durch die-se Entkopplung ergeben sich auch keinerlei Probleme mit Tuning, verbotenen Eingriffen und Änderungen. Wir bieten hier natürlich auch eine spezielle Verschlüsselung der Daten für jeden OEM an, um den Zugriff zu regulieren.

An welchen Themen arbeitet Softing gerade?

Peter Biermann: Ein ganz wesentliches Thema ist DoIP, also Dia-gnose über Ethernet. Außerdem bringen wir immer mehr Kom-fortfunktionen in DTS Monaco hinein, zum Beispiel zur Varian-tencodierung. Das Simplifizieren der Produkte ist ein ganz wich-tiger Ansatz für uns, damit unser hochleistungsfähiges Produkt noch anwenderfreundlicher wird. Um den Marktanforderungen für mobile Diagnose Rechnung zu tragen, arbeiten wir derzeit mit Hochdruck an gekoppelten App-Lösungen für Smartphone und Tablet; diese sind bereits bei einem OEM im Einsatz.

Softing opti-miert Prozesse ihrer Kunden.

Dr. Peter Biermann, Softing.



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Dr. Peter Biermann (im Gespräch mit AUTOMO-BIL-ELEKTRONIK-Redak-teur Alfred Vollmer): „Nur wenige Hersteller leben die Durchgängigkeit der Diagnose auf Basis von Standards so konsequent wie wir… Beim Diag-nostic-Toolset haben wir bei der Version 8 von An-fang an eine Vielzahl alter Zöpfe abgeschnitten … und unterstützen ganz konsequent nur noch ISO-Standards.“

Was tut sich im Bereich der Schnittstellen?

Martin Sirch: Je nach Einsatzort haben Interfaces unterschiedliche Charakteristika. Auch der Preis spielt eine Rolle, und wenn man nur einen CAN-Kanal braucht, wird es hier sehr preisgünstig. Für Anwendungen in der Steuergeräte-Entwicklung und für unter-schiedlichste Testszenarien bieten wir auch Geräte mit bis zu sechs CAN-Schnittstellen sowie Flexray- und LIN-Schnittstellen.

Softing steht gerade für intelligente Interfaces, die besonders in der Entwicklung, Produktion und im Service ihren Einsatz finden. Hier wurden bereits mehr als 100.000 Geräte vermarktet.

Worin liegt der Unterschied zu den 30-Euro-Geräten aus China?

Martin Sirch: Die Billigprodukte bieten meist nur die OBD-Funk-tionalitäten und eine sehr abgespeckte Funktionalität. Wir bieten die ganzen Funktionen, die in der Werkstatt für die geführte Feh-lersuche erforderlich sind – und zwar mit verschiedenen Ansätzen zur Variantencodierung, aber das funktioniert nur mit Zugriff auf die Datenbank. Außerdem erledigen unsere Interfaces das gesam-te Protokoll-Handling, eine Voraussetzung für die hohe Zuver-lässigkeit und Leistungsfähigkeit dieser Produkte. Peter Biermann: In diesen Tagen bringt unsere Tochterfirma Samtec mit VINING 1000 ein im mittleren Leistungsspektrum angesie-deltes intelligentes VCI für Produktions- und Serviceanwendun-gen auf den Markt. Parallel dazu werden wir auch das Branding ändern, denn langfristig sollen alle unsere Produkte den Namen Softing tragen, auch wenn sie von Tochterunternehmen kommen.

Welche langfristige Strategie fährt Softing?

Martin Sirch: Bald kommt auch unser VINING 600 auf den Markt; das „VIN“ steht für „Vehicle Information Network“, und das „ING“ kommt vom Namen Softing. VINING 600 ist eigentlich eine Bridge zwischen WLAN und Ethernet: ganz ohne CAN-Anschluss und nur für Diagnostics-over-IP-Anwendungen. VINING eignet sich bestens als sehr schlanke und kostengünstige Verbindung mit Apps. So lassen sich auf einem Tablet oder Smartphone die glei-chen Funktionen erledigen, die wir bisher auf einem Notebook hatten. Genau in diese Richtung geht die Softing-App.

Peter Biermann: Langfristig werden wir unser Produkt-Portfolio komplett umbauen, sodass wir später einmal praktisch nur noch VINING-Produkte im Programm haben werden, die sich min-destens über das gesamte bisher abgedeckte Spektrum erstrecken. Die VINING-Serie ist dann komplett modularisiert. Der Kunde kann dann basierend auf einem Einstiegsmodul entscheiden, welchen Anwendungsfall er abdecken möchte.

Was genau erledigt die Softing-App?

Martin Sirch: Mit der App wird das Tablet oder Smartphone zu einem kompletten Diagnosesystem, das mit den offiziellen Dia-gnosedaten der OEMs arbeitet. So lassen sich mobile Anwen-dungsfälle in Entwicklung, Erprobung und Service abbilden. Basierend auf unserer jahrzehntelangen Erfahrung mit der Anbin-dung von Fahrzeugen und anderen Schnittstellen bieten wir den entscheidenden Wettbewerbsvorteil bei der Integration und Rea-lisierung anspruchsvollster Projekte. Peter Biermann: Da wir mit den OEMs direkt zusammen arbeiten, können wir an den jeweiligen OEM entsprechende Statistiken aus dem Feld zurück liefern. Das wird beim Thema autonomes Fahren ein ganz wichtiges Thema, denn der OEM muss per Dia-gnose sicherstellen, dass das Fahrzeug keine Fehler hat. In der Landtechnik und bei den fahrenden Arbeitsmaschinen ist die Diagnose mit permanenter Anbindung an einen Remote-Server schon nahezu standardisiert, um eine möglichst hohe Verfüg-barkeit zu ermöglichen. Diese permanente Diagnose mit Online-Anbindung kommt jetzt auch viel stärker in Pkws. Ähnlich wie bei Google und Apple können die OEMs dann ganz gezielt ihre Daten auswerten. n

Das Interview führteDipl.-Ing. Alfred VollmerRedakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK.


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Elektromechanik Gehäuse

Belüftung sorgt für klare SichtScheinwerfer vor eindringender Feuchtigkeit und Schmutz schützen

In Scheinwerfer darf keine Feuchtigkeit eindringen. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK erklärt, wie spezielle Membranen aus ePTFE das Wasser draußen lassen und Feuchtigkeit nach außen gelangen lassen. Autor: Thilo Haiss

Feuchtigkeit in Autoscheinwerfern rührt von drei Hauptquellen her (Bild 1). Die erste Ursa-che ist Feuchtigkeit, die sich im Kunststoff des

Scheinwerfergehäuses abgelagert hat und sich bei Ansteigen der Temperatur (zum Beispiel beim Ein-schalten der Lichtquelle) herauslöst; diesen Prozess nennt man Desorption. Die zweite Ursache ist die Permeation, bei der Wasserdampf über einen länge-ren Zeitraum kontinuierlich durch den Kunststoff von außen in den Scheinwerfer eindringt, und die dritte Ursache ist Feuchtigkeit, die über die Belüftungsöff-nung in das Gehäuse eindringt.

Desorption und PermeationDie häufigste Ursache für Feuchtigkeit in Scheinwer-fergehäusen ist die Desorption. Dieser Prozess wird durch Temperaturunterschiede ausgelöst. Beim Abschalten der Lichtquelle sinkt die Temperatur und der Kunststoff, aus dem der Scheinwerfer besteht, saugt die Feuchtigkeit in der Umgebungsluft auf wie

ein Schwamm. Mit dem Einschalten der Lichtquelle steigt die Temperatur an, wodurch diese ab- und ein-gelagerte Feuchtigkeit aus dem Material herausgelöst wird. Gleichzeitig steigt beim Anschalten der Leuch-te der Taupunkt an, was dazu führen kann, dass sich an der kältesten Stelle des Scheinwerfers Kondensa-tion bildet. Wird der Scheinwerfer wieder abgeschal-tet, sinkt die Temperatur erneut, und das Kunststoff-gehäuse nimmt die Feuchtigkeit auf. Durch diesen Prozess entsteht zirka 80 % der Feuchtigkeit im Scheinwerfer.

Durch den Prozess der Permeation kommt konti-nuierlich weitere Feuchtigkeit hinzu: Ist die Luftfeuch-tigkeit im Inneren des Scheinwerfer-Gehäuses gerin-ger als in der Umgebungsluft, diffundiert Wasser-dampf über einen längeren Zeitraum durch den Kunststoff von außen ins Gehäuseinnere. Die dritte Ursache für Feuchtigkeit ist die Belüftungsöffnung, durch die Feuchtigkeit sowohl von innen nach außen als auch von außen nach innen gelangen kann.

Permeation durch das Gehäuse

Desorptionaus den

Kunststoffen

Luftaustausch und Diffusion durch die Belüftungsöffnung

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Scheinwerfer zählen zu den sicherheitskritischen Komponenten am Auto: Sind sie beschlagen oder verschmutzt, ist die Sicht auf die Straße und entgegenkommende Fahrzeuge getrübt, was die Gefahr von Unfällen erhöht. Daher stehen Automobilhersteller und -zulieferer vor der Her-ausforderung, die Leuchten vor Kondensation, eindringendem Schmutz und Wasser zu schützen, um Kosten für Garantiefälle und Imageschäden zu vermeiden. Die effektivste Lösung hierfür ist eine Belüftungsmembran, die sowohl als Eintrittsbarriere gegen Schmutz und Wasser dient als auch luftdurchlässig ist. Dadurch gleicht die Membran Druckunterschiede aus und bietet gleich-zeitig optimales Kondensationsverhalten.

Eck-DATEN

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Messung der FeuchtigkeitZwar wird die Feuchtigkeit im Scheinwerfer meist als relative Luftfeuchtigkeit (RH) angegeben, viel sinnvol-ler ist aber die Angabe des Taupunkts, da dieser Wert nicht von der vorherrschenden Temperatur abhängt. Die Luftfeuchtigkeit hingegen korreliert mit der Temperatur; das folgende Beispiel verdeutlicht dies (Bild 2): Bei 22 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit liegt der Taupunkt bei 11 °C. Fällt die Temperatur auf 15 °C, steigt die rela-tive Luftfeuchtigkeit auf 77 %. Der Taupunkt bleibt aller-dings konstant. Bei 11 °C erreicht die relative Luftfeuch-tigkeit 100 %. Das heißt, die Luft ist gesättigt und kann keine weitere Feuchtigkeit mehr aufnehmen. Fällt die Temperatur unterhalb des Taupunkts von 11 °C, dann entsteht Kondensat.

Feuchtigkeit aus dem Scheinwerfer nach außen leitenAutomobilherstellern und -zulieferern bieten sich grundsätzlich zwei Möglichkeiten, Feuchte aus Schein-werfern zu transportieren, um eine klare Sicht zu erzie-len: Sie können die Scheinwerfer entweder mit einer Querbelüftung ausstatten, um die Feuchte per Konvek-tion nach außen zu führen, oder sie können in die Scheinwerfer Belüftungskappen oder Belüftungsmem-branen einbauen, um so per Diffusion die im Schein-werfer befindliche Feuchte in Form von Wasserdampf nach außen zu transportieren.

Bild 1 (auf Seite 18): Feuchtig-keit in Scheinwerfern hat drei mögliche Ursachen: Desorpti-on, Permeation sowie Luft-austausch und Diffusion durch die Belüftungsöffnung.

Bild 2 (unten): Die Luftfeuch-tigkeit im Scheinwerfer hängt von der Temperatur ab. Daher ist es sinnvoller, den tempera-turunabhängigen Taupunkt zur Messung der Feuchtigkeit anzugeben.

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Konvektion, eine offene oder Querbelüftung, lässt sich durch den Einsatz von mindestens zwei Belüf-tungsschläuchen erzielen, durch die die Luft im Scheinwerfer-Gehäuse zirkuliert und damit die Feuch-tigkeit nach außen führt. Die Ursache hierfür sind Druckunterschiede, die bei einem Temperaturanstieg – zum Beispiel bei Einschalten des Scheinwerfers – oder durch die Bewegung während der Fahrt entste-hen. Diese Druckdifferenzen erzeugen einen Luft-strom, der feuchte Luft nach außen transportiert (sie-he Bild 3). Hierfür müssen sich zwei Öffnungen im Scheinwerfer-Gehäuse befinden: eine unten, durch die die Umgebungsluft angesaugt wird, und eine oben, durch die die Luft wieder ausströmt.

Der Nachteil einer solchen offenen Belüftungslö-sung besteht darin, dass mit der angesaugten Luft auch Staub, Schmutzpartikel, Insekten und andere Fremdkörper in den Scheinwerfer eindringen können. Außerdem funktioniert dieser Mechanismus nur, wenn das Fahrzeug in Bewegung oder der Schein-werfer eingeschaltet ist. Häufig ist in den mittlerwei-le eng mit Komponenten bestückten Motorräumen nicht mehr ausreichend Platz um die Scheinwerfer herum, sodass keine ausreichende Umströmung mit Luft mehr gegeben ist.

Eine effektivere Möglichkeit, Feuchtigkeit aus Scheinwerfern zu entfernen, ist daher die Diffusion. Dieser physikalische Prozess bewirkt, dass sich Was-serdampf aus Bereichen mit hoher Luftfeuchtigkeit in Bereiche mit niedriger Luftfeuchtigkeit bewegt. Das Diffusionsgesetz beschreibt diesen Vorgang, wobei vD die Diffusionsgeschwindigkeit, D die Diffusions-konstante, A die Austauschfläche und dc/dx der Kon-zentrationsgradient ist: vD = -D · A · dc/dx

Daher muss sich zur Erhöhung der Diffusionsge-schwindigkeit vD entweder die Austauschfläche A und/oder der Konzentrationsgradient dc/dx erhöhen. Hierbei beschreibt dc den Konzentrationsunterschied (dc = c1 – c2) und dx die Distanz zwischen den Kon-zentrationen. Der Konzentrationsgradient dc/dx erhöht sich folglich, wenn zwischen dem Inneren und der Umgebung des Scheinwerfers der Konzentrati-onsunterschied dc möglichst groß oder der Abstand dx möglichst gering ist.

Belüftungskappe versus BelüftungsmembranAutomobilhersteller und -zulieferer haben zwei kon-struktive Optionen, um den Diffusionsprozess zu ermöglichen: Belüftungskappen und Belüftungsmem-branen. Im Vergleich der beiden Möglichkeiten erweist sich eine Membran, die einfach auf die Öffnung am Scheinwerfergehäuse aufgeklebt wird, als die wir-kungsvollere Lösung. Bild 4 zeigt, dass es mehrere Gründe gibt, warum ein solches Adhesive Vent ein besseres Kondensationsverhalten an den Tag legt: Erstens hat ein Adhesive Vent durchschnittlich nur eine Dicke von zirka 0,3 mm, während ein Kappen-vent häufig rund 20 mm lang ist. Der Abstand dx, den die feuchte Luft überwinden muss, ist bei einem Kap-penvent somit deutlich höher und führt deshalb zu einem schlechteren Kondensationsverhalten.

Zweitens können Staub, Schmutz und Ablagerungen den Belüftungspfad im Kappenvent verstopfen, was die Belüftung zusätzlich behindert. Das dritte Argu-ment für eine Belüftungsmembran ist seine Austausch-fläche A, die typischerweise größer ist als die einer Belüftungskappe. Laut Diffusionsgesetz wirkt sich dies positiv auf die Diffusionsgeschwindigkeit aus.

Mehr Belüftungsfläche, mehr FeuchtigkeitsdiffusionDen Zusammenhang zwischen der Größe der Belüf-tungsfläche und der Diffusionsleistung demonstriert der MVTR-Test (Moisture Vapor Transfer Rate) am einfachsten. Hierfür wird ein Behälter mit 100 ml Wasser gefüllt, luftdicht verschlossen und mit einer Belüftungslösung versehen. Das Behältnis wird unter Laborbedingungen (22 °C, 50 % Luftfeuchtigkeit) über einen Zeitraum von zwei Wochen jeden Tag gewogen, um so die täglich diffundierte Wassermen-ge zu messen. Die Messung zeigt, dass durch das Automotive-Vent AVS 9 von Gore zirka 550 mg Flüs-sigkeit an einem Tag diffundiert.

Das Automotive-Vent AVS 5 von Gore, das aus dem-selben Material wie das AVS 9 besteht, transportiert nur etwa 125 mg Flüssigkeit pro Tag. Der Grund für die geringere Menge ist die kleinere Austauschfläche des AVS 5. Die Fläche A des Belüftungselements AVS 9 beträgt 285 mm2, die des AVS 5 mit 65 mm2. Aus-

Bild 3 (jeweils links): Von Temperaturun-terschieden hervor-gerufene Druckunter-schiede erzeugen ei-nen Luftstrom, der feuchte Luft nach au-ßen leitet.

Bild 4 (jeweils rechts): Durch eine Belüf-tungsmembran ge-langt in kürzerer Zeit mehr Feuchtigkeit nach außen als durch eine Belüftungskappe.

Szenario 1: Druckunterschied durch Temperaturwechsel

Gute Kommunikation nach außen

Schlechte Kommunikation nach außen

dx

dx

Szenario 2: Druckunterschied durch Bewegung des Fahrzeugs

3 4

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AUTOMOBIL ELEKTRONIK 09-10 / 2015 21



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Autor Thilo Haiss Product Line Manager Automotive Lighting bei W. L. Gore & Associates.


tauschfläche und pro Tag transportierte Feuchtigkeit stehen somit in einem linearen Zusammenhang. Den-noch zeigt das kleinere Vent AVS 5 immer noch eine mehr als doppelt so hohe Durchlassrate als ein Belüf-tungsschlauch oder eine Belüftungskappe. Daher ist es gerade für kleinere Gehäuse von Heckleuchten oder Nebelscheinwerfern besonders gut geeignet.

Kombination aus Feuchtigkeitsdiffusion und Eintrittsbarriere Von der höheren Diffusionsleistung abgesehen, zeich-nen sich die Automotive-Vents von Gore allerdings noch durch einen weiteren entscheidenden Vorteil für Anwendungen in Scheinwerfern aus: Während Belüf-tungsschläuche zwar durch die Konvektion ein effi-zientes Kondensationsverhalten bieten, können während der Fahrt Staub, Schmutz, Ablagerungen und Wasser ungehindert in den Scheinwerfer eindringen und die sensible Elektronik im Inneren korrodieren.

Umgekehrt schützen zwar Be-lüftungskappen wirksam vor Ver-schmutzung, ermöglichen jedoch die Diffusion von Feuchtigkeit nur in sehr begrenztem Maß. Automotive-Vents von Gore ver-binden beides in einer Kompo-nente. Das Belüftungselement AVS 9 sorgt für eine ausgewoge-ne Balance zwischen Schutz vor eindringenden Partikeln und Flüssigkeiten auf der einen und einem zuverlässigen praxisbe-währten Kondensationsverhalten auf der anderen Seite.

Belüftungslösungen mit ePTFE-MembranDie hier beschriebenen Adhesive-Vents bestehen aus expandiertem Polytetrafluorethylen (ePTFE). Dieses Material zeichnet sich durch seine äußerst feinmaschi-gen Poren aus, die etwa 20.000 mal kleiner sind als ein Wasser-tropfen und so verhindern, dass selbst kleinste Tröpfchen oder Schmutzpartikel bis 1,0 µm Grö-ße eindringen können. Zudem ist ePTFE besonders temperatur- und chemikalienbeständig. Aufgrund der geringen Oberflächenenergie verfügt ePTFE über ausgezeich-nete hydrophobe und oleo phobe

(wasser- und ölabweisende) Eigenschaften, was in Scheinwerfern besonders wichtig ist, da die Membran unter der Motorhaube mit Ölen, Schmierstoffen, Rei-nigungsmitteln und weiteren Automotive-Flüssig-keiten in Berührung kommt. Diese ölabweisende Beschaffenheit entsteht durch die Veredelung der Membran.

Durch diese Eigenschaften schützen Belüftungs-elemente mit ePTFE-Membran Scheinwerfer vor Schmutz und ermöglichen gleichzeitig eine entspre-chende Belüftungsleistung. (av) ■

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22 AUTOMOBIL ELEKTRONIK 09-10 / 2015

Elektromechanik Antennen


Fahrgäste eines Bremer Taxis konnten im Jahr 1952 eine ganz besondere technologische Innovation bestaunen: zur Fahrzeugausstattung zählte das erste in Deutschland

dokumentierte Autotelefon. Neben dem außergewöhnlichen Gewicht von 16 kg ist aus heutiger Sicht vor allem das Preis-/Leistungsverhältnis schwer nachvollziehbar. Mit 15.000 D-Mark kostete das Gerät ungefähr dreimal so viel wie seinerzeit ein fabrikneuer Kleinwagen. Telefonate waren jedoch leider nur innerhalb des Bremer Stadtgebietes möglich.

Was in der Rückschau kurios wirkt, zeigt zugleich die hohe Leistungsfähigkeit heutiger Technologien. Reibungslose Telefo-nate weit über die Stadt- und Landesgrenzen hinaus sind dabei nur eine von vielen Selbstverständlichkeiten. Mit dem Start der LTE-Einführung steht seit 2010 deutschen Autofahrern eine breitbandige Zugangstechnologie zur Verfügung, die Funktionen wie Video-Streaming und IP-Radio perfekt unterstützt. Für neue Kommunikations- und Unterhaltungsmöglichkeiten während der Fahrt wird die Erweiterung LTE-Advanced sorgen.

Neue Installationsflächen erschließenMit der Anzahl der Kommunikationsdienste im Fahrzeug steigt auch der Bedarf an Antennen. Schnelle LTE-Verbindungen, IP-Radio, IP-TV, Telefon- und Datendienste für Software-Updates benötigen hohe Datengeschwindigkeiten von aktuell bis zu 50 MBit/s beim Empfang. Um dies zu bewältigen, greifen Automobilhersteller in der Regel auf zwei Optionen zurück: Zum einen auf Außenantennen, etwa in einer Haifisch-flosse auf dem Dach montiert, zum anderen auf integrierte Antennen wie Folienantennen, die sich in Komponenten wie Spoiler, Stoßfänger oder dem Außenspiegel verbauen lassen.

Allerdings nimmt die Verfügbarkeit von Bauräumen, besonders für den zunehmenden Bedarf an Mobilfunkantennen, etwa für E-Call oder Car-to-x-Funktionalitäten, immer mehr ab, sodass neue Flächen wie die Fahrzeugscheiben für die Integration der Antennen erschlossen werden müssen. Genau das ermöglicht die transparente Folienantenne von Hirschmann. Sie lässt sich nahe-zu unsichtbar auch auf Flächen mit schwierigen Design-Anfor-derungen wie etwa dem Seitenfenster im Fahrzeug platzieren und

eignet sich für den Frequenzbe-reich von 100 MHz bis 6 GHz.

So lassen sich jetzt auch die Fahr-zeugscheiben unscheinbar als Träger-flächen für Mobilfunkantennen nutzen: Bislang war der herkömmliche Scheibensieb-druck für Telefonantennen nur bedingt geeignet, da eine breitbandige Telefonantenne flächige Struk-turen enthält. Diese Flächen sollten im Sichtbereich mit möglichst feinen Gitterstrukturen gefüllt sein, um optisch nicht aufzufallen. Doch solche Feinlinien lassen sich mit den heutigen Prozessen in der Glasindustrie nicht bezie-hungsweise nur schwer fertigen. Viele Scheibenvarianten mit aufwendigem Fertigungsverfahren würden zudem die Pro-duktions- und Logistikkosten der Fahrzeughersteller erhöhen.

Auch das Thema Sicherheit lässt sich durch Einsatz der trans-parenten Folienantenne optimieren: Sind die Antennen per Siebdruck direkt auf die Scheibe aufgebracht, ist die Telefon-funktionalität bereits bei einem leichten Crash mit Scheibenbruch nicht mehr sichergestellt. Die neue transparente Folienantenne kann im gleichen Szenario – ähnlich wie eine Splitterschutzfo-lie – den Scheibenverbund erhalten, sodass man mit größerer Wahrscheinlichkeit einen Notruf absetzen kann.

Ob der Einsatz einer transparenten Folien-antenne im Vergleich zu gängigen Antennen-varianten in Frage kommt, können OEM an-hand von drei Aspekten prüfen: dem Material-einsatz, den Designanforderungen und dem Konstruktionsprozess.

MaterialeinsatzKlassische Folienantennen basieren auf einer

leitfähigen Silberpaste, die mit einem Siebdruckverfahren auf das Folienmaterial aufgebracht wird. Bei diesem additiven Prozess lassen sich weit verzweigte oder verstreute Antennen-strukturen auf einer Trägerfolie realisieren. Die PET-Trägerfo-lie der neuen, transparenten Version ist zwischen 100 und 175 µm dick, benötigt aber deutlich weniger Silber, denn um optimale Transparenz zu realisieren sind die Linienbreiten kleiner als 100 µm.

Die Alternative zur HaifischflosseLeistungsträger auf der Fahrzeugscheibe

Transparente Folienantennen ermöglichen ganz neue Antennenkon-zepte im Fahrzeug. Gegenüber dem herkömmlichen Scheiben-siebdruck weisen sie diverse Vorteile auf. Wo das Potenzial die-ser im Frequenzbereich von 100 MHz bis 6 GHz nutzbaren Folien-antennen liegt, das erklärt AUTOMOBIL-ELEKTRONIK zusammen mit den technischen Eigenschaften. Autoren: Markus Pfletschinger, Uwe Daum

1

80 %beträgt die Transparenz der

neuen Folienantennen; bisher war es nur 40 %.

22_Hirschmann_312.indd 22 24.09.2015 18:29:17


DesignanforderungenDer optimale Platz für Antennen ist per se knapp. Zwar

erschließt bereits die Folienantenne neue Bauräume, aber auch diese muss diverse Designanforderungen

erfüllen. Ein gutes Beispiel sind die Außenspiegel, in denen man sowohl die Folienantenne als auch einen Antennenverstärker unterbringen kann. So verfügen zum Beispiel der VW T5 und T6 über ein modulares Antennensystem, bei dem alle Dienste AM/FM/TV/DAB und selbst GPS sowie Telefon in den Außenspiegeln integriert sind. Trotz enger Platzverhältnisse und Designaspekte passt sich die Folienantenne der Form des Außenspiegels an.

Die transparente Folienantenne eröffnet für alle Fahrzeugty-pen neue Einbaumöglichkeiten, da sie zum Beispiel fest verbau-te Seitenscheiben oder kleine Dreiecksscheiben im Frontbereich als Integrationsfläche erschließt. Die Mindestgröße ist abhängig von der größten Wellenlänge des Dienstes. Völlig unsichtbar ist die Antenne dabei allerdings nicht, denn je nach Verbau auf oder in der Scheibe sind Umrisskonturen und das Layout mehr oder weniger sichtbar. Gegenüber herkömmlichen Folienantennen steigt ihre Transparenz jedoch von etwa 40 % auf mehr als 80 %.

Der Flächenbedarf der Folie beträgt im Falle einer LTE-Anten-ne für den Frequenzbereich 698 MHz bis 2,69 GHz ungefähr 50 cm2. Allerdings benötigt die Antenne eine Freifläche (Fläche ohne Metallteile der Fahrzeugkarosserie) von zirka 300 cm2 zur Installation. Eine V2X-Antenne sollte unter anderem möglichst räumlich entkoppelt von der Telefonantenne sein. Da beide Diens-te senden und empfangen, ergibt sich hieraus eine erhebliche Pegeldynamik. Ohne Berücksichtigung der Entkopplung beider Dienste liegt der Flächenbedarf in diesem Fall bei etwa 60 cm2.

Bei der Verbauung/Verklebung sind nur wenige Besonderheiten zu berücksichtigen. So muss die beklebte Fläche auf einer Fahr-zeugscheibe frei von eingeschlossenen Luftblasen sein. Außerdem ist ein Bauraum im Anschlussbereich vorzuhalten, um die Ver-bindung der transparenten Folienantenne mit dem Kabelbaum zu ermöglichen – möglichst nicht im sichtbaren Bereich.

KonstruktionsprozessVorteilhaft ist, dass lange Werkzeug-Erstellzeiten, zum Beispiel für Kunststoffgehäuse, entfallen. Zudem sind dank der hohen Flexibilität des Materials Änderungen bereits ab dem Entwick-

Elektromechanik Antennen

AutorenDipl.-Ing. Markus Pfletschinger Advanced Development bei Hirschmann Car Communication .Dipl.-Ing. Uwe Daum Product Management bei Hirschmann Car Communication.


lungsprozess leichter umsetzbar. Zu berücksichtigen ist jedoch, dass bei der transparenten Antenne auch manchmal eine trans-parente 50-Ohm-Speiseleitung auf der Folie erforderlich ist. Diese ist aufgrund der kleinen Fertigungstoleranzen schwerer zu fertigen als bei der konventionellen Antenne, bei der das Koaxialkabel bis zum Fußpunkt geht.

Falls sich der Antennenfußpunkt im Sichtbereich befindet, muss das Koaxialkabel bei transparenten Folienantennen durch eine ebenfalls gedruckte transparente 50-Ohm-Speiseleitung ersetzt werden. Zur Minimierung der Kosten sollte diese 50-Ohm-Speiseleitung aber so kurz wie möglich sein, um eine optimale Anordnung der Antennen auf dem Druckbogen sicher-zustellen.

Gedruckte Elektronik eröffnet weitere SpielräumeNeue druckbare Elektronikkomponenten sorgen in den nächsten Jahren für weitere Verbesserungen: Einfache Bauelemente wie etwa Widerstände, Spulen und Kapazitäten lassen sich bereits heute direkt auf Folien drucken. Eine gedruckte Verlängerungs-spule für die Antenne zur Abstimmung der Resonanzfrequenz ist bereits erfolgreich in einem Prototyp im Einsatz. Auch einen Antennenverstärker direkt auf die Folie zu applizieren, ist keine Zukunftsmusik mehr.

Wenn Folienantennen direkt mit SMD-Bauteilen bestückt werden können, ergeben sich neue Einsatzmöglichkeiten und Produkte. Überall dort, wo Elektronik weit verstreut durch lange Leiterbahnen verbunden sein muss, haben bedruckte Folien das Potenzial, konventionelle Konzepte zu verdrängen – und zwar genauso wie Mobiltelefone und immer kleinere Smartphones das erste 16-kg-Autotelefon verdrängten. (av) ■

Bild 1: Transparente Folienantennenkleben direkt auf der Scheibe.

Bild 2: Im Vergleich dazu eine klassische Folienantenne.

2

Bilder: Hirschmann Car Communication

22_Hirschmann_312.indd 23 24.09.2015 18:29:19


OTA Security

Update statt Werkstatt-TerminSOTA-Software-Updates im Automobil

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Äußerlich haben sich Autos von etwa 1990 im Vergleich zu Fahrzeugen von heute nur wenig verändert. Unter der Haube hat allerdings, vor allem in den letzten zwei Jahr-

zehnten, eine richtige Revolution stattgefunden – und das nicht nur bezüglich der Fahrsicherheit und den Umwelteigenschaften. Auch in punkto Komfort und Kosteneffizienz sind heutige Fahr-zeuge mit einem Automobil von 1990 nicht mehr vergleichbar. Für diese enormen Fortschritte sind heute fast alle mechanischen Steuerungen und Regelungen von einst durch softwarebasierte Kleinstcomputer (ECU) ersetzt worden. Diese arbeiten nicht mehr nur stumm und isoliert vor sich hin, sondern sie kommu-nizieren digital und in Hochgeschwindigkeit sowohl miteinan-der als auch immer öfter mit der Welt außerhalb des Fahrzeugs, um zum Beispiel Verkehrsflüsse zu optimieren, sich gegenseitig vor Gefahren zu warnen oder einen automatischen Unfallnotruf abzusetzen.

Der einzige Wermutstropfen besteht darin, dass mit stetig steigendem Umfang und Kom-plexität der Software auch die Wahrschein-lichkeit von elektronischen Fehlfunktionen ansteigt, die immer öfter zu außerplanmäßi-

gen Werkstattbesuchen zwingen oder sogar weltweite Rück-rufaktionen notwendig machen. Das ist für Kunden und Her-steller im besten Fall einfach nur unangenehm, auf jeden Fall aber zeitraubend und teuer.

Software-Updates Over-the-AirGlücklicherweise bietet hier die heute schon in vielen Fahrzeu-gen vorhandene (und ab 2018 in der EU für alle Neufahrzeuge verpflichtende) Mobilfunkschnittstelle für das automatische Notrufsystem E-Call eine große Chance. Die einmal vorhande-ne (und finanzierte) digitale Tür zur Außenwelt kann so auch für viele weitere wertvolle Zusatzdienste zum Einsatz kommen. Eine spannende Anwendung ist das OTA-Software-Update (OTA:

Over-the-Air), bei dem sich Fahrzeuge aus der Ferne, das heißt ohne eine Werkstatt aufsuchen zu müssen, diagnostizieren, warten, neu kon-figurieren oder reparieren lassen. Für die Kun-den und Hersteller bedeutet das gleichermaßen einen enormen Komfort- und Zeitgewinn, und es senkt zudem auch die Kosten erheblich. Gerade sicherheitsrelevante Software-Updates

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15 - 45

Minutendauert ein Updateprozess

des Fahrzeugs in der Regel.

Mithilfe der zunehmend standardmäßig im Fahrzeug verbauten Mobilfunkschnittstelle wird es in Zu-kunft möglich sein, solche Updates der Fahrzeugelektronik Over-the-Air (OTA), das heißt schnell, komfortabel, flächendeckend und kostengünstig aufzuspielen. Damit die neue OTA-Update-Funktio-nalität nicht selbst zum Sicherheitsrisiko wird, gilt es, bei der Umsetzung effektive Schutzmaßnah-men gegen zufällige Fehlfunktionen (Safety) aber auch gegen gezielte Manipulationen (Security) von Beginn an zu berücksichtigen. Autor: Marko Wolf

24_Escrypt_ETAS_321.indd 24 24.09.2015 18:31:46

OTA Security

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profitieren hier überproportional von einer größtmöglichen Abde-ckung in minimaler Reaktionszeit.

Für ein solches OTA-Software-Update verbindet sich das Fahr-zeug regelmäßig oder bei Bedarf über seine digitale Mobilfunk-schnittstelle (oder eine andere geeignete Drahtlosschnittstelle wie Wi-Fi) mit dem zentralen Backend-Server des Fahrzeugher-stellers. Das Hersteller-Backend prüft dann, ob neue Software-Updates für die aktuelle Fahrzeugkonfiguration (zum Beispiel anhand der individuellen VIN, Vehicle Identification Number) vorliegen und überträgt diese gegebenenfalls anschließend draht-los zum Fahrzeug, unabhängig von dessen Standort. Ein solches

Software-Update kann, wie in Bild 2 skizziert, entweder ein oder mehrere Software-Anwendungen als Ganzes umfassen (com-plete update), nur eine oder mehrere Teilkomponenten ersetzen (partial update) oder bis hinunter auf Byte-Ebene nur die tat-sächlich unterschiedlichen oder neuen Datensequenzen über-tragen (differential update). Dabei erkauft man sich die Verrin-gerung der zu übertragenden Updatedaten mit einem entspre-chend anspruchsvolleren Updatemechanismus im Steuergerät des Fahrzeugs. Die typischen Datenmengen für Fahrzeug-Updates bewegen sich heute zwischen einigen Kilobyte bis eini-ge Megabyte – ergo zirka 16 KByte bis 16 MByte – für normale

Bild 1: OTA-Software-Updates über die Mobilfunkverbindung des Fahrzeugs sparen Zeit, Kosten und Aufwand für Automobilhersteller, Zulieferer, Werkstätten und Fahrzeugbesitzer.

Bild 2: Abhängig von den jeweils individuellen Anforderungen kommt ent-weder ein vollständiges, partielles oder differentielles Software-Update zum Einsatz.



OTA Security


Steuergeräte bis hin zu mehreren Gigabyte, was vor allem in komplexen Infotainment- und Telematik-Einheiten der Fall ist.

Nach dem vollständigen erfolgreichen Download, der Sicher-stellung eines sicheren Fahrzeugbetriebszustands (zum Beispiel Parksituation mit ausreichend Batterieladung) und abschließen-der Benutzerbestätigung erfolgt die Installation des Software-Updates im Fahrzeug, das anschließend sofort zur Nutzung zur Verfügung steht. Der Updateprozess erfolgt in der Regel nach dem Abschalten des Fahrzeugs durch den Benutzer (power down) und dauert typischerweise zwischen 15 und 45 Minuten. Für besonders sicherheitskritische Updates mit höchster Dringlich-keitsstufe ist gegebenenfalls ein zusätzlicher Updateprozess zum Fahrzeugstart denkbar, dann aber natürlich begrenzt auf maxi-mal ein bis fünf Minuten.

Gefährlicher Zugriff aus der Ferne?So weit, so praktisch. Die Möglichkeit, Software aus der Ferne in ein Fahrzeug einzuspielen, birgt aber auch einige Risiken – insbesondere für die Sicherheit. So muss einerseits beispielswei-se durch eine sorgfältige Vorabprüfung der Software-Kompati-bilität (remote diagnosis) und der Vorbereitung geeigneter Aus-

fall- und Notfallprozeduren, die funktionale Sicherheit (safety) des gesamten Updateprozesses dauerhaft sichergestellt werden. Eine hohe Zuverlässigkeit ist gerade für OTA-Updates besonders wichtig, da diese – per Definition – meist von technischen Laien außerhalb der Werkstatt und somit außerhalb der Reichweite professioneller Unterstützung erfolgen.

Mindestens genauso wichtig wie die funktionale Sicherheit (safety), ist die Informationssicherheit (security), das heißt die Absicherung gegen gezielte böswillige Eingriffe durch Hacker oder Schadsoftware. Hacker könnten zum Beispiel versuchen, manipulierte, ungeeignete oder einfach nur ungewollte Software ins Fahrzeug einzuspielen. Sie könnten versuchen, Fahrzeug, Fahrverhalten, Passagiere oder Besitzer unbemerkt aus der Ferne auszuspähen bis hin zur gezielten Sabotage. Die potenziellen Akteure und Intentionen für solche unerlaubten Eingriffe können dabei ganz unterschiedlich sein. So sind zum Beispiel sowohl der Fahrzeugbesitzer (Chip-Tuning), ein konkurrierender Fahrzeug- oder Komponentenhersteller (Know-how-Diebstahl) als auch beliebige Dritte (Spionage, Sabotage) als mögliche Angreifer denk-bar. Die Tabellen in der bequem per infoDIREKT erreichbaren Online-Version erläutern Sicherheitsrisiken und geeignete Schutz-maßnahmen in punkto Safety und Security.

Damit die OTA-Updates nicht zum neuen Einfallstor für Hacker und Computerviren im Auto werden, sind verlässliche Security-Mechanismen dringend erforderlich, die gleichzeitig möglichst keinerlei Benutzereingriff erfordern.

Aus OTA wird SOTAZum Glück gibt es für beide Sicherheitsanforderungen − die funktionelle Sicherheit sowie die Informationssicherheit − schon heute viele geeignete Schutz- und Vorbeugemaßnahmen, um aus dem ungeschützten OTA-Software-Update ein Sicheres Over-the-Air Software-Update (SOTA-Update) zu machen. Wie man beispielsweise mittels digitaler Signaturen eine neue Steuerge-rätesoftware auf ihre Echtheit und Manipulationsfreiheit hin überprüfen kann, zeigt Bild 3.

Nachdem der Hersteller eine neue Softwareversion freigegeben hat (1), wird das Gesamtpaket aus Programmcode und Daten unter Zuhilfenahme des Signaturerstellungsschlüssels des Her-stellers und eines geeigneten kryptografischen Algorithmus

Der Gewinn an Fahrsicherheit durch die Möglichkeit, kritische Fehl-funktionen weltweit ad-hoc beheben zu können, der Gewinn an Zeit und Komfort durch überflüssig gewordene Werkstattbesuche und na-türlich die enorme Kostenersparnis für Kunden und Hersteller über-wiegen deutlich mögliche Risiken, die mit der Einführung von SOTA-Software-Updates im Automobil verbunden sind. Alle notwendigen Safety- und Security-Mechanismen sind heute bereits automobiltaug-lich und aus einer Hand verfügbar. Was die praktische Umsetzung heute eventuell noch bremst, sind zum Beispiel eher die noch weit verbreiteten CAN-Bussysteme, welche die Übertragung der Updates im Fahrzeug stark verlangsamen, fest verdrahtete Routingtabellen, die viele Steuergeräte für Updates unerreichbar machen und die noch ge-ringe Verbreitung von automobilen Mobilfunkschnittstellen. Aber auch hier sind die passenden Lösungen wie Automotive-Ethernet, dy-namische Automotive-Firewalls und das vernetzte Fahrzeug schon längst fest in den Roadmaps aller Automobilhersteller und Zulieferer integriert. Somit ist der weltweite erfolgreiche Einsatz von SOTA-On-line-Auto-Updates in wenigen Jahren automobiler Standard.

Eck-DatEn

3


(beispielsweise RSA-2048 oder ECC-256) die zugehörige digita-le Signatur erstellt (2). Diese Signatur hält der Hersteller sodann zusammen mit der neuen Steuergerätesoftware in seiner Daten-bank zum Abruf durch seine Fahrzeuge bereit (3). Sobald sich nun ein Fahrzeug zum Beispiel über seine Mobilfunkschnittstel-le mit dieser Datenbank verbindet, kann das Steuergeräte-Update zusammen mit seiner digitalen Signatur drahtlos zum Fahrzeug übermittelt (4) und bis zur vollständigen Übertragung in einem Datenpuffer (zum Beispiel in der Telematik-Einheit) des Fahrzeugs zwischengespeichert werden (5). Optional lässt sich über eine zusätzliche Verschlüsselung des Kommunikationskanals (bei-spielsweise via AES-128 oder Embedded TLS) die Datenübertra-gung auch gegen unerlaubtes Abhören schützen (4a, 4b).

Ist das Steuergeräte-Update vollständig im Fahrzeug ange-kommen, wird das Zielsteuergerät mit Prüfung aller notwendi-gen Voraussetzungen und Berechtigungen für den Updateprozess freigeschaltet (6) und das Update samt Signatur über den Steu-ergeräte-Bootloader in den Flashspeicher des Zielsteuergeräts geschrieben (7). Im Anschluss liest das Security-Modul im Steu-ergerät (zum Beispiel SHE+ oder Bosch HSM) stückweise den gesamten Flashspeicher des Steuergeräts durch und überprüft diesen mithilfe des passenden Signaturprüfschlüssels des Her-stellers auf seine Echtheit sowie auf mögliche Manipulationen hin (8). Der Bootloader erhält über eine Signalisierung (9) das abschließende Prüfergebnis und führt dann die für das jeweilige Prüfergebnis vorgesehene Maßnahme durch: Programm-Aus-führung, Neustart, Notbetrieb oder Fehlereintrag und Ähnliches.

Eine digitale Signatur allein reicht allerdings nicht, um den gesamten Software-Update-Prozess zuverlässig abzusichern. Bild 4 zeigt daher noch einige andere notwendige sowie optio-nale Safety- und Security-Schutzmaßnahmen für zuverlässige SOTA-Software-Updates im Automobil. (av) ■

Autor Marko Wolf Escrypt GmbH – Embedded Security, München.


Bild 3: Schlüsselbau-steine und Ablauf eines SOTA-Software-Updates mithilfe einer digitalen Signatur.

Bild 4: Wichtige Safe-ty- (violett) und Secu-rity-Funktionen (grün) für ein sicheres OTA Software-Update (SOTA-Update) im Automobil.

4




OTA Infrastruktur

Sichere OTA-SoftwareupdatesSecurity auf der Luftschnittstelle

In modernen Autos arbeiten komplexe Systeme mit vielen Mil-lionen Zeilen Software-Code, der auf Dutzenden von Steuer-geräten läuft. Heutzutage sind diese Systeme vernetzt, und sie

erzeugen sowie verarbeiten immer größere Datenmengen. Dazu kommt eine neue Generation von Verbrauchern, die es gewohnt sind, ihre Mobilgeräte in kurzen Abständen zu aktualisieren, und die jetzt dasselbe von ihren Autos erwarten. Die Automobilher-steller müssen auf diesen Trend eingehen und in der Lage sein, fortlaufend neue und verbesserte Software für ihre Fahrzeuge bereitzustellen. Der Code muss aktualisiert werden, um verbes-serte Funktionalität, Problemkorrekturen sowie neue Anwendun-gen und Dienste für bereits ausgelieferte Autos bereitzustellen.

Dank Internet der Dinge (IoT) können OEMs die Fahrzeuge mit neuen Features aktuell halten und schnell auf die veränder-liche Nachfrage nach neuen cloudbasierten Diensten wie Karten, Navigation und Spracherkennung reagieren. Diese Anbindung erlaubt mehr als nur Entertainment. IoT-Technologien kommen zum Einsatz, um Dienste bereitzustellen, mit neuen Features das Kundenerlebnis zu verbessern und neuen behördlichen Auflagen zur Anbindung an Notrufdienste wie E-Call (Europa), Simrav (Brasilien) und ERA Glonass (Russland) zu entsprechen.

OTA-UpdatesBisher erfolgte die Aktualisierung der Fahrzeugsoftware wie jede andere physikalische Komponente des Autos, nämlich im Auto-haus beziehungsweise im Rahmen der routinemäßigen Inspek-tion. Dieser reagierende Ansatz ist für OEMs zeit- und kosten-aufwendig, und er ist mühsam für die Kunden. Drahtlos bezie-hungsweise OTA (Over-the-Air) ausgelieferte Softwareupdates

lösen dieses Problem. Hierbei aktualisiert ein zentralisierter Cloud-Dienst die Softwarekomponenten im Feld, wobei die Möglichkeit besteht, die jeweils ausgelieferte Software abhängig von Variablen wie Hardwareversion, Ländervariante oder Kundenabonnements individuell zuzuschneiden. OTA-Updates können die Software in Infotainment-Systemen, Telematikeinheiten und anderen End-punkten im Fahrzeug aktuell halten und verbessern. Die Wartung der Software im Automobil erfolgt nun auf Initiative des Herstel-lers und nicht mehr nur als Reaktion auf Kundenanfragen.

OTA-Softwareupdates bieten den OEMs finanzielle Vorteile. Die Kosten von Softwaredefekten in bereits ausgelieferten Fahr-zeugen steigen schnell. Ein Garantiefall kostet meist zwischen 250 € und 400 € pro Fahrzeug; mehr als 30 % davon sind Lohn-kosten. Auch die Unannehmlichkeiten, die dem Kunden entste-hen, sind kaum zu übersehen. Solche Ärgernisse verringern das Vertrauen und das Qualitätsempfinden des Kunden. Darüber hinaus kommt eine Softwareplattform häufig in vielen Serien zum Einsatz, sodass ein einziger Fehler Millionen von Fahrzeu-gen betreffen kann. OTA bietet sich daher als Teil eines umfas-

Vernetzte Fahrzeuge ermöglichen neue Geschäftsmodelle. OTA-Software-Updates (OTA: Over the Air) können den Automobilherstellern helfen, diese Chancen zu nutzen. Sie können die Wartungskosten senken, kostspieli-ge Rückrufaktionen vermeiden, die Kundenzufriedenheit verbessern und Fahrzeuge auf dem neuesten Stand halten und mit spannenden neuen Features versorgen – lange, nachdem die Autos vom Produktionsband ge-rollt sind. Eine lückenlose Ende-zu-Ende-Sicherheit ist dabei ein absolutes Muss. Autor: Steve West

Bild 1: OTA-Autorisie-rungsmitteilung an den Benutzer

(in einem Maserati).

Sicherheit muss ein Schlüsselprinzip bei der Entwicklung von Syste-men sein, bei denen ein Update über die Luftschnittstelle (OTA) mög-lich ist. Die Datensicherheit beginnt am Fließband (beziehungsweise beim Systemdesign in den E/E-Entwicklungsabteilungen) und zieht sich über eine sichere Netz-Infrastruktur, Authentifizierung, Verschlüs-selung und Signaturen bis zur Autorisierung als roter Faden durch das fahrzeugübergreifende Gesamtsystem.

Eck-DATEn

28_QNX_322.indd 28 24.09.2015 18:35:54

OTA Infrastruktur


senden Plans für ein effektiveres Rückruf-management an. Mit OTA können Updates praktisch ohne negative Folgen für den Kunden verteilt werden.

OTA im Connected-CarFeatures, die Netzanbindung erfordern, sind längst nicht mehr nur High-End-Modellen vorbehalten. Laut IHS Automo-tive sammeln vernetzte Autos schon heute in Millionen kleiner Datenübertragungen mehr als 480 Terabyte Daten pro Jahr. Nicht nur die Anzahl der vernetzten Autos nimmt zu; es gibt auch immer mehr Features, die auf Netzanbindung angewiesen sind, und die Datenrate jedes einzelnen vernetzten Autos immer weiter ansteigen lassen. IHS Automotive sagt für 2020 voraus, dass 152 Millionen vernetzte Autos insgesamt 11,1 Petabyte Daten pro Jahr übertragen werden. Angesichts der Komplexität von Fahrzeugsoft ware sind drahtlose Softwareupdates keine einfache Aufgabe.

Skalierbarkeit ist eine wichtige Voraussetzung für OTA-Lösun-gen, damit zuverlässig die Updates weltweit an Millionen Fahr-zeuge im Push-Betrieb versandt werden können. Global verteilte Rechenzentren müssen Billionen Transaktionen pro Tag und Dut-zende Petabyte Datenverkehr pro Monat verarbeiten. Die Hosting-Netzwerke müssen ultrazuverlässig arbeiten und benötigen dafür Redundanz sowie automatische Wiederherstellung (Recovery). Idealerweise kann die Lösung skalieren, indem sie über Proxys Verbindung zu anderen Netzen oder Systemen aufnimmt.

Effizienz ist eine weitere Vorbedingung für OTA-Updates. Es werden Systeme benötigt, die die Updates gestaffelt verteilen können, um gerade in Ballungsräumen eine Überlastung der Netze sowie zu hohen Stromverbrauch im empfangenden Fahr-zeug zu vermeiden, wenn die Auslieferung der Updates an Mil-lionen von Fahrzeugen erfolgt. Effizienz bedeutet aber aucheine zeitnahe Auslieferung der Updates. Für eine schnelle und einfache Umsetzung sollte eine OTA-Lösung über eine intuitive Bedienober-fläche verfügen, mit der Bediener die Kriterien für Updates defi-nieren und auf einer Konsole alle Updates verwalten können.

SicherheitGanz oben auf der Anforderungsliste jedes OEMs steht die Sicher-heit. Nur wenige Anbieter von IoT-Lösungen können tatsächlich lückenlose Ende-zu-Ende-Security gewährleisten. Fehlt diese, gibt es aber zahlreiche Schwachstellen, an denen Angreifer die Fahrzeugsoftware kompromittieren können. Von Komponenten wie dem Kombi-Instrument oder der Motorsteuereinheit können Leben oder Tod der Insassen abhängen. Hier ist selbst ein kleines Risiko schon zu groß. Für lückenlose Sicherheit bei OTA-Updates sind einige zentrale Elemente erforderlich.

Security beginnt am FließbandSicherheit beginnt bereits am Fließband, wo private Schlüssel oder Zertifikate in die Fahrzeugkomponenten implantiert werden. Die-se Technik soll Komponentenfälschungen verhindern, ist aber auch für OTA-Softwareupdates von Bedeutung, weil mit ihr ein Paar aus privatem und öffentlichem Schlüssel sowie Identifikationsin-

formationen wie Fahrzeugidentifizierungsnummer (VIN), Modell und Produktionsdatum an jede Komponente gebunden werden. Der Automobilhersteller sollte außerdem eine vertrauenswürdi-ge Stamm-Zertifizierungsstelle für das Schlüsselmanagement benutzen. Sicherheit erst nachträglich hinzuzufügen ist immer schwieriger, als sie von Anfang an mit einzubauen. Ein Fahrzeug-system, das die werksseitige Ausstattung mit privaten Schlüsseln oder Zertifikaten unterstützt, ist sowohl für die Lieferkette als auch für den Software-Management-Prozess von Vorteil.

Sichere Netz-InfrastrukturEin OTA-Dienst muss in einem sicheren und redundanten Netz laufen, bei dem Server und Infrastruktur in physikalisch gesi-cherten Gebäuden mit klar definierten Notfallplänen unterge-bracht sind. Um nicht autorisierte Netzwerkzugriffe auf die Daten

Management-Dashboard

Administrator

Internet

Over-the-Air-Software-Update

Management

Autorisierung und DeploymentDownloads

Weltweites Netzwerk

Protokolle und SteuerungDownloadprogramm

Installationsprogramm

Client-Software

Bild 2: Die Komponenten eines sicheren Systems für OTA-Soft-

ware-Updates.

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OTA Infrastruktur


zu verhindern und die verbundenen Sys-teme zu schützen, ist für den Dienst die Verwendung einer sicheren Firewall abso-lute Pflicht. Die Host-Rechenzentren müs-sen rund um die Uhr auf Sicherheitsrisiken und Sicherheitsverletzungen wie DoS-Attacken überwacht werden. Gleichzeitig ist es erforderlich, dass bei sicherheitsrele-vanten Vorfällen Mitarbeiter bereitstehen, die sofort Gegenmaßnahmen einleiten, die Bedrohung isolieren und auf Fälle von Datenkompromittierung reagieren. Zur Gewährleistung von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit sollten die Rechenzentren weltweit verteilt sein und redundante Sys-teme nutzen, um Datenverluste zu vermei-den. Aktiv-Aktiv-Server-Cluster können die Ausfallzeiten minimieren. Es hat sich als empfehlenswert erwiesen, wenn die Host-Rechenzentren elastische IT-Tech-nologien einsetzen, die autonom auf ver-änderliche Workloads reagieren können.

AuthentifizierungDer erste wichtige Schritt zur Bereitstellung eines sicheren Dienstes ist die Authentifi-zierung. Bei der Authentifizierung über-mittelt ein Benutzer oder ein Gerät Anmel-deinformationen, die seine Berechtigung zur Nutzung des Dienstes oder zum Emp-fang von Inhalten belegen. Im Automobil-Kontext könnte sich ein Nutzer zum Bei-spiel einfach dadurch authentifizieren, dass er den passenden Autoschlüssel besitzt. Idealerweise nutzt die Authentifizierung für einen OTA-Dienst die bei dem zuvor beschriebenen Herstellungsprozess im-plantierten Schlüssel oder Zertifikate. Eine gut geplante OTA-Plattform bietet einen gemeinsamen Authentifizierungspunkt

VerschlüsselungDer zweite Schritt bei der Bereitstellung eines sicheren Dienstes ist die verschlüs-selte Kommunikation. Verschlüsselung ist sowohl für ruhende Daten als auch für Datenübertragungen wichtig. Verschlüs-selung alleine verhindert nicht den Zugriff auf die übertragenen Daten durch Dritte, aber sie macht den Inhalt der über-tragenden Daten für mithörende Lauscher unlesbar.

Eine Möglichkeit zur Verschlüsselung ist das weitverbreitete Public-Key-Verfah-ren RSA. Dieses kann allerdings zu res-sourcenintensiv für ein Szenario sein, bei dem Millionen von Fahrzeugen aktuali-siert werden, häufige Datentransfers erfol-gen und die batteriegespeisten Geräte im Fahrzeug mit geringer Leistungsaufnah-me, schwachen CPUs und einem Mini-mum an RAM auskommen müssen.

Oft ist es besser, eine Verschlüsselungs-lösung mit geringerem Rechenzeit- und Speicherbedarf wie ECC (Elliptic Curve Cryptography) zu wählen, das dieselbe Verschlüsselungsstärke wie RSA besitzt, aber 30 % weniger Speicherplatz und Rechenleistung benötigt. Welches Verfah-ren auch immer zum Einsatz kommt, Ver-schlüsselung ist ein Muss, um die Daten und gegebenenfalls auch die Privatsphäre des Kunden zu schützen. So könnte eine Datenübertragung beispielsweise perso-nenbezogene Daten wie die im Navigati-onssystem eingespeicherte Heimatadres-se des Kunden enthalten.

SignaturenDer nächste Schritt für lückenlose Sicher-heit ist die Verwendung von Signaturen. Verschlüsselung schützt die Daten, wäh-rend sie gesendet werden, aber erst eine Signatur erlaubt dem Empfänger, sich davon zu vergewissern, dass die signier-ten Daten aus der korrekten Quelle stam-men und während der Übertragung nicht modifiziert wurden. Standards wie TLS (Transport Layer Security) und der Vor-läufer SSL (Secure Sockets Layer) bieten die nötige Sicherheit für Datenübertra-gungen im Internet. Diese kryptografi-schen Protokolle erlauben es dem Auto-mobilhersteller, Updates zu senden und dabei sowohl ein Mithören als auch Modi-fikationen und mutwillige Verfälschun-gen der Daten zu verhindern.

Stamm-Zertifizierungsstelle /Schlüssel- und

Richtlinienverwaltung

FirewallFirewall

Vernetzte GeräteCloud-Dienste

Fahrzeug <-> Fahrzeug

BöswilligeHacker

Echtzeit-Sicherheit

Batterie-Management

Motor-steuereinheit

ESP

Head-up-Display

Infotainment

Kombi-Instrument

Türsteuereinheit

Klimananlage

Scheibenwischer

Hardware- undSoftwaresicherheit

nichtsicherheitskritisch

Bild 3: Schutz der Bord elektronik-netzwerke eines Fahr-zeugs mittels Public-Key-Infrastruktur.

und ermöglicht den Zusammenschluss von Diensten auf dem Backend, auch als Föde-ration bekannt. Die Plattform kann Föde-ration durch einen Single-Sign-On-Ansatz erzielen, bei dem Benutzer mit einer zen-tralen Identität Zugriff auf die Dienste mehrerer Anbieter erlangen. Der Vorteil für den Kunden besteht darin, dass nur eine Anmeldung erforderlich ist, um auf verschiedene Anwendungen zuzugreifen, während Föderation dem Automobilher-steller die Portierung von Identitätsinfor-mationen über separat voneinander lau-fende Dienste ermöglicht.

KundendatenWo personenbezogene Daten im Spiel sind, sollte die OTA-Lösung die Anmel-dedaten von Endpunkt und Benutzer durch Tokenisierung schützen. Tokenisierung anonymisiert personenbezogene Daten und ersetzt sie durch unkritische Daten. Das Verfahren minimiert so die Expositi-on der Kundendaten nicht nur gegenüber möglichen Eindringlingen sondern auch gegenüber Mitarbeiten und Systemen des OEMs, die zwar keine Bedrohung darstel-len, aber diese sensiblen Informationen zum Arbeiten nicht kennen müssen.

Zur Authentifizierung mit Benutzerna-me und Kennwort eignet sich der offene Standard O-Auth, der nur ein Token an den OEM weitergibt. Viele Menschen nut-zen O-Auth tagtäglich, um sich bei Face-book, Google oder Twitter anzumelden. Er bietet einen effektiven Weg, Fahrzeug-halter für OTA-Updates zu authentifizie-ren, ohne dass diese den verschiedenen Apps ihre Kennwörter offenlegen müssen, die sie in ihren Fahrzeugen nutzen.

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OTA Infrastruktur



AutorisierungDer dritte Schritt bei der Bereitstellung eines sicheren OTA-Dienstes ist die Auto-risierung. Sie hat zwei Aspekte. Erstens überprüft der Dienst, ob der authentifi-zierte Benutzer beziehungsweise das authentifizierte Gerät über die Berechti-gung zum Empfangen eines Updates ver-fügt. Ein gutes OTA-Design hat also einen Autorisierungsmechanismus, der vom Hersteller kontrolliert werden kann.

Zum Beispiel könnte das System einen privilegienbasierten Ansatz verfolgen, bei dem Funktionalitäten und Berechtigungen über ein Administrationsportal verwaltet

über den Zustand des Fahrzeugs erfassen können, wie zum Beispiel, ob der Motor läuft oder nicht, ob genügend Batterieleis-tung zur Verfügung steht, ob festgelegte Softwarekriterien erfüllt sind und so wei-ter; dann erst auf intelligente Weise das Update anwenden.

Etabliertes SystemBereits in über 60 Millionen Fahrzeugen kommen Betriebssysteme von QNX Soft-ware Systems zum Einsatz, auch im Mo-bilfunkbereich hat sich die Software be-währt: in Millionen von Blackberry-Ge-räten. Daher versteht das Unternehmen genau, wie die Automobilbranche das Po-tenzial des Internet der Dinge maximieren kann. (av) ■

Push-Server

Download-Server

FahrzeughalterSteuerungs-Server

Update an berechtigtes Fahrzeug pushen

Verfügbarkeit und Genehmigung

prüfen

Details bereitstellen und Benachrichtigung

zeigen

Fahrzeughalter akzeptiert Update

Update laden

Bilde

r: QNX

Bild 4: Ablaufplan eines OTA-Softwareupdates.

werden. Zweitens erlaubt das OTA-System dem Kunden die Annahme, Ablehnung und Verwaltung von Updates.

Bei leistungsfähigen OTA-Systemen kann der Automobilhersteller bestimmen, wann ein Update erfolgen soll und unter welchen Umständen es verpflichtend ist. Zum Beispiel sollte der Kunde ein kriti-sches Sicherheitsupdate nicht ablehnen können, allerdings möchte es der Auto-mobilhersteller vielleicht nicht gerade dann einspielen und ein System neustar-ten, wenn der Fahrer gerade mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn unter-wegs ist. Ein OTA-System muss also Daten

Autor Steve West Senior Director Business Develop-ment bei Blackberry Technology Solutions.

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Sensorik/Aktorik Positionssensoren

Die Funktionalität und Effektivität der Motorelektronik oder von Fahrerassistenzsystemen hängen direkt von der Zuverlässigkeit der Sensoren ab, die physikalische

Größen wie zum Beispiel die Drehzahl oder die Position in elek-trische Signale umwandeln, an das Steuergerät übertragen und dabei häufig extremen Bedingungen ausgesetzt sind. So können beispielsweise ECUs, welche die aktuelle Rotorposition sehr genau kennen, den Motor optimal ansteuern und damit zur Reduktion des Energieverbrauchs und zu höheren Reichweiten des Fahrzeugs führen – und das in rauer Umgebung.

Die neue induktive Hochgeschwindigkeitsrotations- und Posi-tions-Technologie (HSRP, High Speed Rotational Position) von AB Elektronik wurde genau für diese Anforderungen entwickelt. Die HSRP-Technologie ermöglicht die Erfassung der Geschwin-

digkeit und der Position insbesondere für Sensoren im Motor- und Fahrzeuganbaubereich. Die neue Sensorgeneration kann auf-grund einer optimierten Signalverarbeitung eine deutlich höhe-re Messgeschwindigkeit erreichen als herkömmliche Systeme.

HSRP-TechnologieIm Vergleich zur millionenfach bewährten Autopad-Technologie arbeitet HSRP mit einer über zehnmal so großen internen Daten-erfassungsrate. Durch die Verwendung eines zweiten unabhän-gigen Messkanals im selben Bauraum lassen sich die Messdaten beider Kanäle nach dem Noniusprinzip berechnen, wodurch die erreichbare Genauigkeit um ein Vielfaches ansteigt. Im direkten Vergleich zu aktuellen Differenzhallsystemen, die mittlerweile an den Grenzen ihrer maximalen Genauigkeit angekommen

Bild:

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HSRP-Rotationssensoren für FahrerassistenzHöhere Auflösung und schnellere Messung

Während die aktuellen Differenzhallsensoren mittlerweile an die Grenzen ihrer maximalen Genauigkeit kommen, steht die HSRP-Technologie erst am Anfang. Sie bietet großes Potenzial für die nächste Generation von Rotations-Positionssensoren. Autoren: Stefan Rühl, Markus Frädrich, André Schäfer

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Die neue induktive Hochgeschwindigkeitsrotations- und Positions-Technologie (HSRP) wurde speziell für den Einsatz im Auto bei starken Vibrationen, fremden Magnetfeldern, hohen Drehzahlen und Temperaturen entwickelt. Erste Prototypen ermittelten bereits Winkel über eine volle Drehung von 360° mit einem maximalen Fehler von ±0,06 %. Auf dieser Basis sollen Positionssensoren und Resolver für Rotationsgeschwindigkeiten bis 30.000 U/min und Temperaturen von -40 bis +150 °C entstehen.

Eck-DATEN

sind, steht die HSRP-Technologie erst am Anfang und bietet großes Potenzial für die nächste Sensorgeneration.

AB Elektronik konnte bei der Messung von ersten Prototypen bereits Winkel über eine volle Drehung von 360° mit einem maximalen Fehler von ±0,06 % messen. Das Team in Werne steuert mit der neuen Technologie die Umsetzung von Positions-sensoren und Resolvern (induktive rotatorische Lagegeber) für Rotationsgeschwindigkeiten bis 30.000 U/min und Temperaturen von -40 bis +150 °C an.

ASIC-Design für ASIL BDas Herz der HSRP-Technologie ist eine neue anwendungsspe-zifische integrierte Schaltung (ASIC), dessen Mixed-Signal-Design ein analoges Front-End sowie einen Digitalteil zur Posi-tionsberechnung enthält. Um die Ausgangssignale möglichst schnell und unverfälscht an die Motorsteuerung übertragen zu können, haben die Entwickler auf zusätzliche Wandler an den Ausgängen verzichtet. So verfügt das ASIC über analoge Aus-gänge, die direkt das analoge Signal des Frontends ausgeben, und über zwei digitale Ausgänge, welche die im Digitalteil berech-nete Position zur Verfügung stellen.

So können Resolver für hohe Drehzahlanwendungen mit dem analogen Ausgang mittels Sinus- und Cosinus-Signal die aktu-elle Rotorlage an die Motorsteuerung übertragen. Durch die hierbei genutzte, auf Leiterplatten basierende induktive Tech-nologie können Resolver sowohl beim Start (0 U/min) als auch bei hohen Drehzahlen (bis zu 30.000 U/min) die absolute Posi-tion bestimmen; sie lassen sich aufgrund ihrer flachen Bauform platzsparend verbauen.

AB Elektronik entwickelte das neue ASIC nach ISO 26262, sodass es ASIL-B-Anforderungen erfüllt. Durch weitere Sicher-heitsmaßnahmen lässt sich je nach Kundenanforderung für einen Resolver oder Positionssensor auch ein höherer ASIL-Level errei-chen. Für diese Sicherheitsanforderungen verifiziert das ASIC sein Positionssignal mithilfe eines zweiten redundanten Kanals. Für Positionssensoren verwenden die Ingenieure einen digitalen Ausgang, sodass der zweite Kanal optional für die Nonius-Ver-rechnung zum Einsatz kommen kann. So lässt sich nicht nur die Position bestimmen sondern parallel dazu auch die Geschwin-digkeit der Positionsänderung. Sowohl die Position als auch die

Geschwindigkeit stehen gleichzeitig über eine PSI5-Schnittstel-le (Version 2.1) oder eine SENT-Schnittstelle gemäß der neusten Revision des SAE-SENT-Standards J2716 zur Verfügung. Gegen-über älteren analogen Ausgangsformaten bieten diese beiden digitalen Protokolle mehr Sicherheit und neue Funktionalitäten bei der Übertragung.

So ist die digitale Datenübertragung robust gegenüber EMC-Einflüssen, da diese das digitale Signal nicht unerkannt verfäl-schen kann. Neben den reinen Sensordaten überträgt das Pro-tokoll auch Informationen zum Hersteller, eine Seriennummer und den aktuellen Status des Sensors. Zudem lassen sich die bereits im Digitalteil berechneten Werte direkt ohne Störeinflüs-se einer D/A-Wandlung übertragen. Darüber hinaus lässt sich mit Hilfe von PSI5 die Anzahl der Leitungen zwischen Sensoren und Steuergeräten verringern sowie gegenüber SENT eine etwas größere Datenrate erreichen. Die SENT-Schnittstelle ist jedoch im Steuergerät einfacher integrierbar, weil sie keinen separaten Treiberbaustein benötigt.

Resolver-Prinzip basiert auf berührungsloser InduktivtechnologieBei der HSRP-Technologie basiert das grundlegende Prinzip der Positionsbestimmung wie bei der Autopad-Technologie auf einem Resolver. Ein Resolver besteht meist aus einer drehbaren Spule, dem sogenannten Rotor R sowie zwei äußeren Spulen, die Sta-toren genannt werden. Bei einem Resolver mit Stator-Regelung

Pad- und Puck-Platine spielen zusammen. Oben ist eine schematische Skizze des Pad mit Sendespule (schwarz) und zwei Empfangsspulen (rot und blau) zu sehen, unten die Oberseite des Resonators (Puck). Die Spulenstrukturen werden im Bild auf Pad und Puck-Oberseite zwölfmal wiederholt, um die Auflösung zu steigern (siehe auch Bild 3).

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Micronas GmbH · Hans-Bunte-Straße 19 · 79108 Freiburg Tel. +49-761-517-0 · Fax +49-761-517-2174 · www.micronas.com

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Bild 2: Funktionsweise der HSRP-Technologie: Eine oszillierende Spannung an der Sendespule regt den Schwingkreis auf dem Puck an, dessen Resonanzfrequenz mit der Oszillatorfrequenz übereinstimmt. Der Schwingkreis erzeugt ein wechselndes elektromagnetisches Feld, welches in die beiden Empfangsspulen eine Sinus- beziehungsweise Cosinus- förmige Spannung induziert. Bewegt sich der Puck über dem Pad, dann ändern sich die beiden Spannungen der Empfangsspulen.

Bild 3: Nonius Mehrkanalverfahren: Die Differenz der beiden über die Ar-kustangens-Funktion bestimmten Positionen führt zu einer absoluten Po-sitionsangabe über 360° mit erhöhter Auflösung. Durch jede Unterteilung steigt die Auflösung. Kanal 1 ist im Bild viermal unterteilt, Kanal 2 dreimal. Bei der HSRP-Technologie bestimmt Kanal 1 die erreichte Auflösung des Systems. Bei dem abgebildeten Mehrspurverfahren würde sich daher die Auflösung vervierfachen. Die maximale Anzahl von Unterteilungen hängt von den Kundenanforderungen und dem Sensordesign ab.

erfolgt die Erregung der beiden Statoren mit einer um 90° pha-senverschobenen sinusförmigen Wechselspannung, die aufgrund der Anordnung und Beschaltung der beiden Statoren einen Strom in den Rotor induziert, dessen Phasenlage direkt von der Stellung des Rotors abhängt. Mithilfe der Phasenlage des Rotors im Bezug zur Phasenlage des ersten Stators lässt sich die Winkellage des Rotors bestimmen.

Im Vergleich zur Stator-Regelung ermittelt eine Rotor-Regelung die Winkellage des Rotors nicht über die Phasenlage sondern über die Amplitude des in den beiden Statoren induzierten Stroms, wobei die Amplituden der induzierten Spannungen in den beiden um 90° ver-drehten Statoren vom Winkel des Rotors abhängig sind. Die Winkelstellung des Rotors ermittelt eine Recheneinheit dann über das Amplitudenverhältnis mit der Arkustangens-Funktion. Sowohl bei der Stator-Regelung als auch bei der Rotor-Regelung ist eine Signalübergabe zwischen dem drehbaren Teil und dem feststehenden Teil des Sensors erforderlich, die im ein-fachsten Fall über Schleifer erfolgen kann. Schleifer kommen jedoch bei den heute üblichen berührungslosen Sensoren nicht mehr zum

Einsatz. Stattdessen übermitteln Übertragungsspulen den Rotor-strom vom feststehenden zum drehbaren Teil oder umgekehrt.

Autopad-Technologie als BasisBereits bei der von AB Elektronik entwickelten Autopad-Tech-nologie handelt es sich um eine konsequente Weiterentwicklung der Stator-Regelung. Dabei kommen keinerlei gewickelte Spulen zum Einsatz; eine Spulenstruktur in Form von sinus- und cosi-nusförmigen Leiterbahnen ist vielmehr direkt auf die im Sensor-gehäuse ohnehin vorhandene Leiterplatte aufgebracht. Die Idee

für die neue HSRP-Technologie basiert auf der induktiven Autopad-Technologie, die unter anderem eine hohe Immunität gegenüber niederfrequenten Magnetfel-dern aufweist. Durch den leiterplattenba-sierten Aufbau der verwendeten Spulen-strukturen und dem Betrieb in Resonanz ist es möglich, Sensorsysteme auf engstem

Raum zu betreiben, ohne dass diese sich gegenseitig beeinflus-sen. Dies ermöglicht die Verwendung eines zweikanaligen Auf-baus im HSRP-Sensor.

Der grundlegende Aufbau und die Funktionsweise des HSRP-Sensors sowie des Autopad-Systems sind vergleichbar. Allerdings verwendet das HSRP-System eine Rotor-Regelung. Dementspre-chend besitzt das HSRP-System eine Spule als Sendespule und zwei Spulen als Empfangsspulen (Bild 1). Diese drei Spulen sind als Leiterbahnen auf einer Platine, dem Pad, realisiert und an das ASIC angeschlossen. Für die Funktion als Sensor ist eine weite-re, Puck genannte Platine mit aufgebautem LC-Schwingkreis erforderlich. Eine oszillierende Spannung an der Sendespule regt den Schwingkreis auf dem Puck an, dessen Resonanzfrequenz mit der Oszillatorfrequenz übereinstimmt. Der Schwingkreis erzeugt ein wechselndes elektromagnetisches Feld, welches in die beiden Empfangsspulen eine Sinus- beziehungsweise Cosi-nus-Spannung induziert. Wird der Puck über dem Pad bewegt,

Pad und Puck

Das Pad besteht aus zwei Leiterbahn-Strukturen, welche die Sen-despule bilden. Diese erzeugen sinus- und cosinus-förmige räumliche elektromagnetische Felder. Das bewegliche Ziel ist ein einfacher LC-Schwingkreis: der Puck.Ein hochfrequenter Strom, dessen Frequenz mit der Resonanzfre-quenz des Pucks übereinstimmt, speist die Sendespulen; dieser wird bei niedriger Frequenz in Quadratur moduliert. Diese Felder koppeln an den Puck und erzeugen einen Gesamtstrom, der von dessen Positi-on abhängig ist.

info-Kasten

±0,06 %Fehlerrate weist ein HSRP-Resolver

über einen Vollkreis auf.

φ1 - φ

2

Kanal 1 (4 MHz)

Kanal 2 (2,6 MHz)

360°

2∏

∏

Oszillierende Spannung der Sendespule

Sensorwinkel

Arkustangens-Berechnung

Induktion

Induktion

Output

Puck-Signal des LC-Schwingkreises

Sinus-Signal der Empfangsspule

Cosinus-Signal der Empfangsspule

Bilde

r: AB E

lektro

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Der Name Microchip und das Logo, das Microchip-Logo und MPLAB sind eingetragene Warenzeichen der Microchip Technology Incorporated in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen hier erwähnten Marken sind im Besitz der jeweiligen Eigentümer. © 2015 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. MEC2023Ger/07.15

www.microchip.com/automotive

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Microchip bietet seit über zehn Jahren robuste, automotive-qualifi zierte CAN-, LIN-, Ethernet-, MOST®-Technik und USB-Lösungen für Hersteller im Bereich Automobilelektronik. Unsere MOST-Technologie und USB-Lösungen sind die De-facto-Standards für In-Vehicle Infotainment und Consumerelektronik-Datenanbindung weltweit. Falls Ihr Automotive-Design die Übertragung von Audio-, Video-, Steuerungs- oder Ethernet-Paketdaten erfordert, bieten wir Lösungen, die über UTP-, Koax- und Glasfaser-PHYs mit garantiert niedriger Latenz zuverlässig arbeiten. Software-Stacks stehen über Microchip bereit, genauso wie Support von Drittanbietern. Damit können Sie

sich voll und ganz auf die Entwicklung Ihrer Anwendungssoftware konzentrieren.

AnwendungsbeispieleKarosseriesteuerungLTE/3G-AnbindungLED-Innenraumbeleuchtung

RückfahrkameraHMILED-Außenleuchten

Surround-View-KamerasInfotainment Head UnitSmart-Sensoren




ändern sich die beiden Spannungen der Empfangsspulen, sodass sich anhand des Sinus- beziehungsweise Cosinus-Signals der aktuelle Sensorwinkel des Pucks über die Arkustangens-Funk-tion berechnen lässt (Bild 2).

Aufgrund der niedrigen Updaterate der digitalen Protokolle kommt für Resolver-Anwendungen mit hohen Rotationsge-schwindigkeiten standardmäßig der analoge Ausgang zum Ein-satz. Am analogen Ausgang stehen das Sinus- und das Cosinus-Signal mit der aktuellen Rotorlage der Motorsteuerung direkt zur Verfügung. Die Berechnung der Position erfolgt im Steuer-gerät. Durch den zweikanaligen Aufbau kann ein Resolver mit HSRP-Technologie die anlogen Ausgangssignale anhand des zweiten Kanals verifizieren.

Im Gegensatz zum analogen Ausgang übertragen die digita-len Ausgänge die berechnete Position direkt als 12-Bit-Wert. Hierbei ermöglicht Nonius-Berechnung nochmal eine Verviel-fachung der Genauigkeit der berechneten Position. Bei Verwen-dung des Nonius-Prinzips kommt eine Platine zum Einsatz, welche auf der oberen Seite und auf der unteren Seite eine unter-schiedliche Anzahl an Spulenanordnungen besitzt. Die gleiche Anzahl von Schwingkreisanordnungen befindet sich auf der Ober- und Unterseite des Puck. An den Spulenanordnungen auf der Unter- und Oberseite des Pads liegen unterschiedliche Erre-gerfrequenzen an, damit sie sich nicht gegenseitig beeinflussen. Das Nonius-Prinzip arbeitet anhand der unterschiedlichen Anzahl von Spulenanordnungen mit zwei verschiedenen Mess-

Skalen beziehungsweise Anzahl von Unterteilungen. Durch jede Unterteilung steigt die Auflösung. So verzehnfacht sich zum Beispiel die Auflösung, wenn das System zehn Spulenanord-nungen nutzt. Um die genaue Position über die vollen 360° bestimmen zu können, sind beide Kanäle (Signale von Unter- und Oberseite) erforderlich. Wird für beide Kanäle der Winkel über die Arkustangens-Funktion bestimmt, unterscheidet sich dieser Winkel aufgrund der unterschiedlichen Messskalen. Die Differenz der beiden Positionen ist jedoch gleich der absoluten Winkelposition (Bild 3). (av) ■

Autoren

φ1 - φ

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Der Name Microchip und das Logo, das Microchip-Logo und MPLAB sind eingetragene Warenzeichen der Microchip Technology Incorporated in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen hier erwähnten Marken sind im Besitz der jeweiligen Eigentümer. © 2015 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. MEC2023Ger/07.15

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Dipl.-Ing. Stefan Rühl Vice President R&D Transportation Sen-sing and Control bei AB Elektronik.

Dipl.-Ing. Markus Frädrich Team Leader Deve-lopment Electronics bei AB Elektronik.

Dipl.-Ing. André Schäfer Coordinator of ASIC Development bei AB Elektronik .



Sensorik/Aktorik Optik


Die vielseitigen Augen des AutosLaser und Opto-Sensoren als Basis für ADAS und automatisiertes Fahren

Autonom fahrende Autos werden in Zukunft viele unterschiedliche Technologien kombinieren, um ihre Umgebung und ihren Fahrer zu jeder Zeit im Blick zu behalten und passend zu reagieren. Wäh-rend sich vollständig autonomes Fahren noch auf Prototypen beschränkt, sind erste, teilweise eigen-ständig agierende Assistenzsysteme bereits auf unseren Straßen im Einsatz. Optische Sensoren auf Basis von infraroten Lasern und LEDs sind eine der Schlüsseltechnologien für heutige und künftige intelligente Systeme zur schrittweisen Entlastung der Autofahrer. Autor: Alfred Vollmer

Damit die Algorithmen, die das Auto führen, richtige und sichere Fahrentscheidungen treffen, müssen sie über die Fahrsituation

und das Umfeld des Autos ganz genau Bescheid wis-sen. Viele verschiedene Sensoren – meist auf Radar-, Laser- oder Kamerabasis – erheben diese Daten für Fahrerassistenzsysteme wie Stop-and-Go-Assisten-ten, Einparkhilfen, Spurhalte- oder Notbremsassis-tenten. Schrittweise gewinnen diese Systeme an Eigenständigkeit und ermöglichen zunächst ein teil-weise automatisiertes, beispielsweise auf Autobah-nen, und eines Tages ein vollautomatisiertes Fahren.

Auf der Sensorseite geht es dann darum, die ver-schiedenen Technologien optimal zu kombinieren, um mit den Daten möglichst viele Funktionen abzu-decken, und um, wie aus Sicherheitsgründen gefor-dert, die Datenquellen redundant auszulegen.

Lasersensoren bestehen aus Lasern und Detekto-ren. Sie messen Entfernungen über die Laufzeit von Licht (Lidar: Light Detection And Ranging). Der Sen-sor sendet einen Lichtpuls aus, den das angestrahlte Objekt zurück zum Detektor reflektiert. Aus der Zeit, die der Lichtpuls für den Weg zum Objekt und zurück braucht, ergibt sich der Abstand zwischen Objekt und Sensor. Die Reichweite hängt von der Laserleistung, den Sichtverhältnissen und von der Reflektivität des Objekts ab. Eine der ersten Anwendungen von Lidar im Auto war der intelligente Tempomat, der den Abstand zum vorausfahrenden Auto misst und die eigene Geschwindigkeit daran anpasst.

Es gibt verschiedene Arten von Lidar-Sen-soren. Im ersten Fall sendet ein Laser kurze Lichtpulse aus, die die gesamte Szenerie

ausleuchten, und registriert mit einem ein-fachen Detektor-Array, meist einer Zeile, ortsaufge-

löst die Signale. Das System misst den Abstand zu Objekten in der Umgebung und ermittelt aus dem zeitlichen Verlauf, wie die Objekte sich bewegen.

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AutorAlfred VollmerRedakteur AUTOMO-BIL-ELEKTRONIK. Er bearbeitete diesen Beitrag auf Basis von Unterlagen aus dem Hause Osram Opto Semiconductors .

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Automobil ElEktronik 09-10/2015 37

Sensorik/Aktorik Optik



Solche Lasersysteme decken typisch einen Winkel-bereich von ±4° (vertikal) und ±20° (horizontal) ab. Laser-Scanner hingegen überstreichen ein sehr brei-tes Blickfeld. Sie lenken einen fokussierten Strahl über einen rotierenden Spiegel und rastern damit die Sze-nerie ab. Das bekannteste Beispiel ist der 360°- Laser-scanner auf dem Dach der Google-Autos.

Aus Designgründen sind die Scanner aber meist in die Karosserie integriert. Ein Beispiel ist das Demons-trationsfahrzeug von Audi, das dieses Jahr von San Francisco nach Las Vegas zur CES gefahren ist und dabei auf allen Autobahnen autonom unterwegs war. Es verfügt neben Radarsensoren und Videokameras über je einen Laserscanner im Kühlergrill und im Heck. Laserscans liefern im Allgemeinen eine Punkt-wolke der Umgebung, wobei jedem Punkt die aktu-elle Entfernung zum Auto zugeordnet ist.

Mit ihrer hohen Winkelauflösung von unter einem Grad ermöglichen Laserscanner die Identifikation von Objekten, sodass sie beispielsweise zwischen einer Mülltonne und einem Fußgänger am Straßen-rand unterscheiden können. Laserscanner registrieren auch Hindernisse dicht vor dem Auto – beispielswei-se die Beine von Fußgängern – und eignen sich deshalb als ergänzendes System zu Radarsensoren.

Laser für Lidar im AutoLidar-Systeme nutzen infrarote Impuls-Laserdioden mit kurzer Schaltzeit und hohen Leistungen. Eine gängige Wellenlänge ist 905 nm. Dieser Spektralbe-reich ist für Menschen kaum mehr wahrnehmbar, während der Detektor dafür noch empfindlich ist. Die typischen optischen Impulsleistungen liegen bei etwa 25 W. Osram war der erste Anbieter, mit dessen Pulslasern vor mehr als zehn Jahren erstmals Lidar-Sensoren im Auto realisiert wurden.

Um die Leistung pro Laserdiode zu steigern, ent-wickelte Osram die Nanostack-Technologie, bei der in einem Chip drei Laserdioden epitaktisch gestapelt sind. Die Impuls-Laserdioden SPL PL90_3 oder der

Smart Laser SPL LL90_3 liefern so eine optische Leis-tung von über 75 W. Der SPL LL90_3 verfügt zudem über eine integrierte Treiberelektronik, die hohe Stro-mimpulse von etwa 50 A erzeugt und damit Laser-impulse mit steilen Flanken und Impulslängen von etwa 20 ns ermöglicht. Als Detektoren kommen Ava-lanche-Photodioden (APD) oder die günstigeren PIN-Photodioden mit schnellen Schaltzeiten von wenigen ns zum Einsatz. Geeignete oberflächenmontierbare (SMT) PIN-Photodioden mit der nötigen hohen Emp-findlichkeit sind zum Beispiel die BPW 34S und die SFH 2400. Lidar-Systeme für den Einsatz in Automo-bilen sind aufgrund ihrer kurzen Lichtimpulse in die Laserklasse Eins eingeordnet und sind für mensch-liche Augen ungefährlich.

Der nächste Entwicklungsschritt wird der Übergang auf SMT-Bauformen sein. Heute sind Laserdioden in Durchsteckgehäusen gebräuchlich, was unter ande-rem daran liegt, dass die kantenemittierenden Laser-chips neuartige SMT-Konzepte erfordern. Je nach Anwendungsanforderung sind für die Zukunft eine Reihe weiterer Entwicklungen denkbar. Beispielswei-se können höhere Wellenlängen, etwa 1050 nm, eine Steigerung der optischen Leistungen unter Einhaltung der Augensicherheitsnormen ermöglichen. Dieser Spektralbereich würde allerdings eine neue Detek-tortechnologie erfordern. Auch von integrierten Sub-systemen wie einer Kombination von Laser und Trei-berelektronik oder von Detektor und ASIC könnten Lidar-Systeme profitieren, denn sie ermöglichen kür-zere Schaltzeiten und damit eine höhere zeitliche Messauflösung.

Kamerasysteme mit infraroter ZusatzbeleuchtungKameras bilden heute die Grundlage vieler Einpark-hilfen oder Spurassistenten. Aus Kamerabildern und Videos lässt sich mit intelligenter Bildverarbeitung das Umfeld des Autos detailliert erfassen, und auch das Erkennen von Verkehrszeichen ist möglich. Je autonomer das Fahren wird, desto sicherer müssen die Kamerabilder für Entscheidungen interpretiert werden. Voraussetzung hierfür ist ein Höchstmaß an Bildqualität. In der Dämmerung oder bei Nacht ist deshalb eine zusätzliche Ausleuchtung der Szenerie mit infrarotem Licht sinnvoll. Als Lichtquellen eignen sich leistungsstarke infrarote Leuchtdioden (IRED) mit 850 nm Wellenlänge. Die Oslon Black SFH 4715A liefert rund 800 mW optische Leistung bei 1 A. Details rund um die IREDs finden Sie in der Langversion dieses Beitrags per infoDIREKT. � n

Bild 1: Rundumsicht für autonomes Fah-ren: Neben Radar sind es vor allem Ka-meras und Lasersen-soren, deren Messun-gen in Zukunft das autonome Fahren er-möglichen werden.

Bild 2: Laser-Radar (Lidar): Ein ausge-sandter Lichtimpuls wird an einem Objekt – in diesem Fall am vorausfahrenden Fahrzeug – auf den Detektor reflektiert. Die Entfernung zwi-schen Objekt und Au-to ergibt sich aus der Laufzeit des Lichtim-pulses.

Bild 3: Beobachtet man das Gesicht des Fahrers mit Kameras, lässt sich unter ande-rem seine Lidschlag-frequenz und seine Blickrichtung ermit-teln.

Bild 4: Infrarotes Licht für Kamerabil-der liefert die Oslon Black bei 850 nm.

Bild 5: Seit über zehn Jahren kommt die SPL LL90_3 in Lidar-Systemen im Auto zum Einsatz.

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Sensorik/Aktorik Radar


Radar-DatenloggerLernende ADAS- und AV-Sensoren

Der Datenlogger DP24R liefert mit seinem dezentralen Konzept und seiner hohen Leistungsfä-higkeit die Transparenz, die ein Entwicklerteam zum zielgerichteten Optimieren der Sensoren und Algorithmen für ADAS und das automatisierte Fahren benötigt. Autor: Thomas Dörfler

Abgesehen von den noch zu eliminierenden Risiken überwiegen die Vorzüge des automatisierten Fahrens, vor allem die Vermeidung von Unfällen. Jährlich ster-

ben 1,3 Millionen Menschen im Straßenverkehr, und die Mehr-zahl der Unfälle basiert auf menschlichem Versagen, dem mit heute bereits verfügbarer Technologie vorgebeugt werden könn-te. Weltweit entwickeln Ingenieure und Soft-warespezialisten die nächste Generation von Radarsensoren, die es Fahrzeugen zunehmend ermöglicht, ihre Umwelt zu sehen und zu begreifen. Die Anforderungen sind hoch, denn es gilt, die aufgenommenen Daten fehlerfrei zu interpretieren und in Sekundenbruchteilen in korrekte und sichere Entscheidungen umzu-setzen. Sowohl bei den Fahrerassistenzsyste-men (ADAS), die schon heute dabei helfen können, 45 % der Unfälle zu vermeiden, als auch bei autonomen Fahrzeugen (AV, Autonomous Vehicles) spielt hier hochtechnisierte Sensorik eine entscheidende Rolle.

Um die Sensoren praxistauglich und kostenoptimiert realisie-ren zu können, ist der Einsatz von hochintegrierten Controllern erforderlich. Sie vereinen geeignete Schnittstellen zur mehrka-naligen Radar-Signalerfassung mit der notwendigen Speicher-kapazität für die anfallenden Rohdatenmengen und ausreichen-der Rechenleistung zur Datenauswertung auf einem Chip. Der chipinterne A/D-Wandler digitalisiert die über die Radaranten-ne empfangenen Signale mit bis zu 320 MBit/s. Auch das Spei-

chern, Verarbeiten und Auswerten der Daten erfolgt auf dem Controllerchip, sodass die Daten den Chip erst wieder in abstra-hierter Form verlassen, um sie problemlos auch über langsame Schnittstellen wie CAN weitergegeben zu können.

So elegant und effizient der vollintegrierte Aufbau im end-gültigen Produkt auch ist, so tückisch ist er für die Entwick-

lungsteams, denn zur anspruchsvollen Auf-gabe, einen so komplexen Chip optimal zu programmieren, kommt noch die Problematik, dass die Radar-Rohdaten den Chip nie verlas-sen. Auf diesen Chips gibt es keine Kommu-nikationsschnittstelle, die schnell genug ist, um diesen Datenstrom in Echtzeit auszugeben. Aber wie können die Ingenieure dann einen Algorithmus zur Datenaufbereitung entwickeln

und vor allem verifizieren, wenn sie die zugehörigen Rohdaten nicht extern analysieren können?

Praxisbezug durch TestfahrtenSehr aussagekräftig für den Entwicklungszyklus sind reale Test-fahrten. Nur im Einsatz unter realen Bedingungen können die Ingenieure auch wirklich prüfen, ob die Sensoren alle relevan-ten Objekte im Erfassungsfeld wirklich erkennen, klassifizieren und verfolgen können. Ist die Hardware empfindlich genug, um gut auswertbare Rohdaten zu liefern? Sind die Algorithmen fein genug abgestimmt, um nicht nur Fahrzeuge in der Nähe sondern auch weiter entfernte Objekte zu erkennen? Wie gut gelingt die

DP24R erfasst bis zu vier Sensorkanäle gleichzeitig mit je-weils 320 MBit/s.

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320 MBit/s

Datenrate nimmt der Log-ger bei jedem seiner vier

Datenkanäle auf.

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Sensorik/Aktorik Radar


AutorThomas DörflerGeschäftsführer von Embedded Brains .


ZMDI’s neuer ZSSC4151 Sensor Signal Conditioner mit 15-bit Genauigkeit und analogem Ausgang

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Zentrum Mikroelektronik Dresden AG (ZMDI) ist ein globales, innova-tives Unternehmen, das seit über 50 Jahren leistungsstarke analog/mixed-signal Halbleiterlösungen liefert. Unser Alleinstellungsmerk-mal ist die enge Zusammenarbeit mit Ihnen während des gesamten Entwicklungsprozesses unserer anlogen/digitalen Power und Sen-sing Technologien. Wir prüfen Ihre Systemanforderungen und zusam-men entwickeln wir Teilsysteme und/oder ganzheitliche Lösungen.

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Der neue ZSSC4151 ist ein hochflexibler und robuster AEC-Q100 qualifizierter Baustein. Mit integrierten Überspannungs-, Kurzschluss- und Verpolungsschutz (± 40 V) ist dieser modernste Sensor Signal Conditioning IC imstande Nutzsignale von Vollbrücken zu verarbeiten. • Hochgenau: ±0.5% Full Scale Output bei -40°C bis 125°C• Temperaturbereich: -40°C bis 150°C• Anpassungsfähig an alle resistiven Brückensensoren• Sicherheits- und Diagnosefunktionen unterstützen

sicherheitskritischen ASIL B und SIL 2 Anwendungen• Bis 18-bit ADC Auflösung mit digitaler Nachver-stärkung für

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und mit ausgezeichneter elektromagnetischer Performance• End-of-line Calibration via One-Wire Interface

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Trennung benachbarter Objekte? Und wie stark beeinflusst die Witterung die Resultate?

Testfahrzeuge sind viele Stunden unterwegs, um eine ausrei-chende Anzahl kritischer Situationen durchfahren zu können. Die Erkennungsrate der Sensoren lässt sich damit zwar punktu-ell bewerten, aber mehr Resultate liefert eine Testfahrt nicht. Wird ein Objekt nicht oder nicht richtig erkannt, so ist das Ent-wicklerteam erst einmal auf Mutmaßungen angewiesen, wo in der Auswertung der Fehler liegt. Und noch schlimmer: Nach einer Verbesserung der Algorithmen gibt es keine Möglichkeit, dieselbe Fahrsituation noch einmal durchzuspielen.

Lösung maßgeschneidertDatenlogger wie der DP24R (Direct Prototyping Data Processor for Radar Systems) ermöglichen den Entwicklerteams die erfor-derliche Transparenz. Das Unternehmen Embedded Brains kon-zipierte dieses System von Grund auf so, dass es im Automotive-Umfeld Daten verteilt, mit hoher Bandbreite erfasst, zentral spei-chert und für die Offline-Verarbeitung bereitstellt. Der DP24R ermöglicht es, während einer Testfahrt gleichzeitig bei bis zu vier Sensoreinheiten beliebige Daten abzuziehen, an den zentralen DP2-Controller zu übertragen, dort lückenlos zu speichern und nach Abschluss der Fahrt extern auszuwerten. Pro Sensor kann das Gerät dabei 320 MBit/s erfassen.

Neben der Erfassung der Sensordaten kann das System auch die Testfahrt automatisch dokumentieren. Bei Bedarf kann es

laufend sowohl die GPS-Koordinaten als auch ein Kameravideo mit speichern, das die Fahrsituationen aufzeichnet. Dies erleich-tert später die Auswertung der Daten, da es das Geschehen auf der Straße zeigt.

Dezentral erfassenAn jedem Radarsensor-System sitzt dezentral ein spezialisierter, etwa 40 × 60 mm2 großer Erfassungskopf (DP24R Head Unit), der sowohl über ein FPGA zur Datenerfassung und -formatierung als auch über ein lokales RAM als Zwischenspeicher verfügt. Das Layout des Erfassungskopfes wird jeweils speziell für die Haupt-platine des Radarsensors angepasst und als Piggyback-Einheit auf diese aufgesteckt. Er koppelt sich dabei mit dem High-Speed-Debugging-Interface (zum Beispiel Nexus/Aurora) des zentralen Mikrocontrollers. Damit lassen sich über das Debugging-Interface sowohl die Radar-Rohdaten als auch weitere notwendige Infor-mationen kontinuierlich abziehen.

Details zum Datenlogger DP24R erhalten Sie in der Langver-sion dieses Beitrags bequem per infoDIREKT. (av) ■

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Elektronik-Fertigung LDS



Neue Produktlayouts in 3DLEDs auch auf räumlichen Metallkörpern

Auch wenn sie in den letzten Jahrzehnten eine deutliche Verbrauchsreduktion bei gleich-zeitiger Leistungssteigerung und Funktionsvielfalt erreichte, wird die Automobil-Branche die ambitionierten CO2-Ziele nicht ohne weitere Funktionsverdichtung, leichtere sowie kompak-tere Komponenten und damit neue Herstellungsverfahren erreichen. Exakt an dieser Stelle bietet das LDS-Verfahren Lösungsmöglichkeiten. Autor: Alfred Vollmer

Was im großen Stil bei Smartpho-nes funktioniert, nimmt nun Kurs auf die automobile Welt: Beim LDS-Verfahren (Laser-Direktstrukturie-rung) erzeugt ein Laserstrahl die gewünschten Leiterstrukturen auf einem Bauteil, das im Spritzguss aus einem additivierten Kunststoff hergestellt wird. Auf diesen Leiter-strukturen baut sich danach in ei-nem stromlosen Metallisierungs-bad eine Kupferschicht auf. Mittler-weile lassen sich auch zur LED-Montage erforderlichen kühlenden Metallschichten auftragen.

Eck-DATEN

Bauteile übernehmen mittlerweile auch mechanische Funk-tionen, bringen ihre eigene Verbindungstechnik mit, lassen sich mit elektronischen Einzelbauteilen bestücken oder die-

nen als Antennen. Damit integrieren Designer mechanische, opti-sche und elektronische Funktionen, reduzieren Volumen oder ermöglichen neue Funktionen. Auch aus wirtschaftlicher Sicht ist die 3D-Technologie interessant. Sie verringert die Zahl der Teile, verkürzt die Prozesskette und verringert den Materialeinsatz.

Für die Herstellung solcher Bauteile existieren mehrere Verfah-ren. Das LDS-Verfahren (Laser-Direktstrukturierung) hat einen Marktanteil von mehr als 50 % erreicht. Dabei erzeugt ein Laser-strahl die gewünschten Leiterstrukturen auf einem Bauteil, das im Spritzguss aus einem additivierten Kunststoff hergestellt wird. Auf diesen Leiterstrukturen baut sich danach in einem stromlosen Metallisierungsbad eine Kupferschicht auf. Das LDS-Verfahren

kommt gegenüber anderen Verfahren mit einfacheren Werkzeugen aus, ist besonders flexibel und kann Strukturen bis in den Feinst-leiterbereich mit einer Leiterbahnbreite von 75 µm erzeugen.

MIDs (Molded Interconnect Devices, 3D-Baugruppen) sind seit Jahren in ganz unterschiedlichen Märkten vertreten, besonders bei Smartphones: Bei fast der Hälfte aller Modelle sind die Anten-nen als MID ausgeführt, weil diese Antennen die Zahl der benö-tigten Bauteile verringern und damit Bauraum und Gewicht ein-sparen. Damit werden Gehäusebestandteile, die bislang nur mecha-nisch bedeutsam waren, zu Trägern von Antennenstrukturen.

Der Vorteil beim Laserprozess besteht in der Möglichkeit, auf einem Bauteil neue Strukturen oder Produktvarianten ohne Maschinenstillstand oder Werkzeuge herzustellen, sodass für eine Designänderung eine Änderung der Laserstrukturen durch Einspielen neuer Layoutdaten genügt. Auch fortlaufende Serien-

Bild 1: Bei diesem Technologiedemons-trator für ein Tagfahrlicht entstehen nach einer Lackierung durch Lasertechnologie direkt auf dem Metallträger Leiterbah-nen. Vorne lassen sich dort LEDs und Kontaktstecker anbringen.

Bild 2: An einem Tech-nologiedemonstrator wurde die Eignung von LDS-Materialien für hochwertige Antennen bis in hohe Frequenz-bereiche geprüft.

Bild 3: Eine aktive Sen-sorfläche zur Ein- und Ausgabe: auf Basis von LDS-Kunststoffkör-pern.

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nummern lassen sich problemlos aufbringen. Was im großen Stil bei Smartphones funktioniert, nimmt nun Kurs auf die automo-bile Welt. Hier gilt es, die Forderung nach Leichtbau und breiten Frequenzbändern zur Integration verschiedener Dienste sowie die Vorteile eines räumlichen Aufbaus miteinander zu verbinden.

Prototyping-VerfahrenAktuelle Entwicklungen beim Laser-Direktstrukturieren machen die Produktentwicklung immer einfacher und schneller. Der schon übliche 3D-Druck erzeugt aus CAD-Daten seriennahe Bauteile, zum Beispiel für Einbautests. Mit einem speziellen Ver-fahren entstehen daraus 3D-Schaltungsträger. Hierzu erhält der 3D-Prototyp zunächst als Beschichtung einen speziellen Lack aus einer Sprühpistole. Dieser Lack enthält das benötigte LDS-Additiv. Das so beschichtete Bauteil lässt sich wie ein LDS-Körper mit dem Laser strukturieren. LPKF hat speziell für diese Aufgabe ein Proto-Laser-System entwickelt. Abschließend findet die Pro-totypen-Metallisierung statt. Auch dafür steht eine Laborlösung zur Verfügung, die keine chemischen Kenntnisse voraussetzt. Mit diesem LDS-Prozess können die Laborteams innerhalb kurzer Zeiträume funktionsfähige MID-Prototypen entwickeln, wodurch die Entwicklungskosten und die Time-to-Market sinken.

Für LEDs: LDS-Pulverlack auf MetallträgernMit dem Vorbild des Prototypen-Lacks hat LPKF gemeinsam mit namhaften Lackherstellern einen Pulverlack für LED-Anwen-dungen entwickelt. Pulverlacke werden in der Regel in elektro-

statischen Verfahren aufgebracht und setzen elektrisch leitfähi-ge Körper für eine sichere gleichmäßige Beschichtung voraus. Der Metallkörper als Träger kann die entstehende Wärme der LEDs aufnehmen und verteilen. Gleichzeitig entspricht der Wär-meausdehnungskoeffizient des Grundkörpers tendenziell dem der Leiterstruktur. Das LDS-Powder-Coating ist in zwei Varian-ten für unterschiedliche Anwendungsfälle verfügbar.

Applikationen im Automotive-UmfeldIm Automotive-Bereich sind bereits eine ganze Reihe von Pro-dukten und Anwendungen bekannt. Der Demonstrator „MyWave“ von Mid-Tronic , der in Zusammenarbeit mit Kunststoffe Helm-brechts entstand, zeigt, wie sich Steuer- und Anzeigeelemente per LDS in räumlich gekrümmte Flächen einbringen lassen. Die aktive Sensorfläche erhält dabei eine ansprechende Oberfläche.

Ein weiteres interessantes Bauteil ist ein Luftdrucksensor für ein TPMS (Reifendruck-Kontrollsystem). Details hierzu sowie zum Fertigungsverfahren per LDS finden Sie in der Langversion dieses Beitrags per infoDIREKT. ■

AutorAlfred VollmerRedakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK. Er erstellte diesen Beitrag auf Basis von Unterlagen aus dem Hause LPKF .

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Elektronik-Fertigung Test


Infotainmentsysteme prüfenTestsystem für Tier-1- und standortübergreifenden Einsatz

Ein namhafter japanischer Hersteller von Infotainment-Systemen benötigte ein neues Testsys-tem, das für mehrere Tier-1s an unterschiedlichen Standorten in mehreren Ländern zum Ein-satz kommen kann. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK stellt das System kurz vor. Autor: Joachim Tatje

Was zunächst der automobilen Oberklasse vorbehalten war, erobert allmählich auch die

Mittelklasse. Das erhöht die Stückzahlen, damit aber auch den Wettbewerbsdruck.

Ein namhafter japanischer Hersteller von Infotainment-Systemen stand wie vie-le andere vor der Aufgabe, seine Produk-tion zu optimieren. Gesucht wurde unter anderem ein Testsystem, das die komplet-te Produktion der Geräte unterstützt und die extrem hohen Anforderungen der Automobilhersteller erfüllt. Das Optimie-rungspotenzial gerade auf der Testseite ist groß, auch höhere Investitionen in ausge-feilte Testsysteme amortisieren sich schnell. Das Unternehmen wollte ein kos-tengünstiges und zukunftssicheres Sys-tem, das für mehrere Tier-1-Lieferanten an unterschiedlichen Standorten in meh-reren Ländern zum Einsatz kommen kann.

Die Consultingfirma des Herstellers kon-taktierte auch den Test- und Prüfspezialis-ten MCD Elektronik. Nach Vorgesprächen und ersten Präsentationen kam MCD mit neun weiteren Anbietern in das finale Aus-wahlverfahren und bekam den Zuschlag für diesen bedeutungsvollen Auftrag. Nach einem halben Jahr Entwicklungszeit nahm MCD im Februar 2015 die komplet-te Testlinie in Japan in Betrieb; weitere

welche die komplexe Verdrahtung inner-halb der Tester ersetzt, ist eine Neukrea-tion. Sie trägt zur Standardisierung bei und zu besser reproduzierbaren Ergebnis-sen. Um optimale Ergebnisse zu erhalten, simulierte und testete das süddeutsche Unternehmen mechanische Adaptionen im Vorfeld mit 3D-Drucktechnik. Das 13-köpfige Team, unterstützt von einigen Zulieferfirmen, realisierte die Testlinie binnen 26 Wochen. Zur gründlichen Pla-nungsphase gehörten Versuche mit Boundary-Scan-Lösungen, Fehlerabde-ckungsanalysen und zahlreiche Simula-tionen. Die Testlinie umfasst jetzt insge-samt acht modulare Stationen. Einige davon sind direkt in den Produktionsfluss eingebunden, andere agieren als Offline-

Linien für andere Produktionsstandorte dieses Kunden sind bereits in Arbeit.

Die Prüfinhalte waren vom Auftragge-ber grob umrissen. Zum Testumfang gehö-ren der Inline-Test des Mainboards, der Inline-Test der digitalen Tunermodule sowie der Test des Komplettsystems mit DVD-Spieler, Mainboard und Digital Tuner. MCD entwickelte ein Gesamtkon-zept und leitete davon Detaillösungen ab. Gemeinsam mit dem Kunden nahm die jetzige Modulstruktur Gestalt an. Dabei hatte das Unternehmen aus Birkenfeld bei Pforzheim viel Freiheit bei der Realisierung und der Auswahl der Komponenten und griff dabei auf eigenentwickelte Standard-komponenten zurück. Dazu gehören bei-spielsweise der Audio-Analyzer mit eigen-ständiger Scriptengine zur parallelen Aus-wertung der Messwerte sowie das schalt-bare USB-Hub zur Steuerung der umfang-reichen USB-Schnittstellen.

Standard und individuellAnderes entwickelte das MCD-Team spe-ziell für dieses Projekt neu, weil es ent-sprechende Produkte am Markt bislang nicht gab. Dazu gehört die Programmie-rung der Geräte über USB mit asynchro-nem Zugriff, ladbar über PC für gleichzei-tig 48 Prüflinge. Auch die Spezialplatine,

RunIn Trolley 24 x DUT Flash Rack 2 x 24 DUT RunIn Rack 2 x 24 DUT AFT 4 x DUTEDIABAS, LDW MFT 2 x DUT

Bild 2: An insgesamt acht Stationen werden sowohl die Komponenten als auch komplett assemblierte Systeme auf Herz und Nieren geprüft.

Bild 1: Die Spezialplatine minimiert die Verdrahtung im Funktionstester. Dies spart Arbeitszeiten ein und reduziert Fehler- sowie Materialmängel-Potenziale.

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Automobil ElEktronik 09-10/2015 43

Elektronik-Fertigung Test


AutorDipl.-Ing. Joachim TatjeArbeitet bei der Agentur Viatico. Er erstellte diesen Text im Auftrag von MCD Elektronik.


Bild 3: Die Station „Manueller Funk-

tionstest“ mit zwei Bedien-

plätzen.

Stationen. Jede der Stationen kann eigen-ständig operieren, ist aber über ein intel-ligentes Datenhandling in das Manage-ment der gesamten Testlinie eingebunden.

Prüfungen am laufenden BandDie Reise der Produkte beginnt beim Inli-ne-Bscan/Funktionstester für Mainboards, der zwei Mainboards gleichzeitig und par-allel per Boundary-Scan und Funktionstest testen und programmieren kann. Test und Handling laufen automatisch ab. Die zwei-te Station ist der Inline-Bscan/Funktions-tester für DAB-Tunermodule, der zwölf Module parallel bearbeitet. Der Boundary-Scan-Test, der Funktionstest und die Pro-grammierung aller Module erfolgen gleichzeitig, wobei Test und Handling voll-automatisch ablaufen.

FlashenDie dritte Station ist die Flash-Anlage für 2 × 24 Geräte, an der parallel bis zu 48 Geräte die Programmierung und Perso-nalisierung der Applikationssoftware durchführen, weshalb das Barcode- und Datenhandling für jedes einzelne Gerät sehr wichtig ist. Auch ein asynchroner Start der Programmierung ist möglich. Über speziell entwickelte Platinen mit intelligentem Datenhandling erfolgt die anschließende Stimulation der Geräte. Das Flashen der Geräte mit Daten, wie bei-spielsweise Straßendaten für ein Naviga-tionssystem, geschieht über die USB-Schnittstelle mit bis zu 64 GByte je Gerät.

Quasi die Folterkammer der Testlinie ist die Run-In-Anlage für 2 x 24 Geräte, in der im Dauerlauf bis zu 48 Geräte gleich-zeitig in einer Klimakammer im Bereich von -40 bis +80 °C den Test durchlaufen. Hierzu werden die Headunits an die Steck-plätze eines dafür entwickelten Trolleys angeschlossen und in die Klimakammer gefahren. In dieser Zeit prüft das System alle Gerätefunktionen, simuliert automa-tisch die Eingangssignale und belastet die Ausgänge unterschiedlich. Die Prüfung erfolgt unter anderem auf Aussetzer bei der Audiowiedergabe, nimmt aber auch DVD- und CD-Funktionen wie Ein-/Aus-wurf sowie den Startvorgang der DVDs genau unter die Lupe.

Der automatische Funktionstest (AFT) überprüft als nächste Prüfstation bis zu vier der komplett assemblierten Headunits.

Das Prüfsystem ist auf Funk-tionstests von USB-, WLAN- und Bluetooth-Komponenten, sowie auf analoge und dig ita le Mes-sungen von Tuner, AM-, F M-, DAB- und Satellitenempfang spezialisiert. Auch GPS-Tests sowie die Prüfung von Video-signalen, Lüfterfunktionen, Netzwerk-schnittstellen, Lichtleistung und MOST-Kommunikation lassen sich mit dem auto-matischen Funktionstester exakt durch-führen. Eine speziell entwickelte Univer-salplatine minimiert dabei die Verdrah-tung im Funktionstester, was Arbeitszei-ten einspart und Fehler- sowie Material-mängel-Potenziale reduziert. Die Soft-ware erkennt freie Prüfpotenziale und

Mehrere Kamerasysteme werfen einen letzten Blick auf das Gerät, und ein Bildver-arbeitungsprogramm checkt die Vollstän-digkeit. Auch die Prüfung der Anschluss-stecker auf Anwesenheit und das korrekte Taumelspiel der Anschlussstifte erfolgt in diesem Rahmen. Die Farben von Aufkle-bern und die Anwesenheit der korrekten Barcodes und Sticker werden untersucht, ebenso die korrekte Montage der Kühl-pads für die elektronischen Schaltkreise. In diesem Arbeitsschritt erfolgt auch die Vermessung des Gehäuses, der Führungs-schienen und der Befestigungselemente. Dazu gehört auch der Vollständigkeits-check von Schrauben und Clips. Abschlie-ßend erfolgt ein Check der DVD-Mecha-nik und der Einzugsschlitze.

Die eigentliche Schnittstelle zum Auto-mobilhersteller ist der Auslieferungsplatz. Hier erfolgt unter Verwendung der Kun-den-Software die Konfiguration für den Einsatz im Zielfahrzeug. Sie umfasst das Programmieren der Fertigungsdaten und die Konfiguration für den Just-in-Se-quence-Versand. Zu den kundenseitigen Daten kommen die Diagnosedaten, Aus-stattung, Optionen im Gerät, der Einsatz-ort, Versionsangaben, Datumsangaben und andere Daten hinzu.

Ein komplexes Programm bereitet alle Diagnosedaten der Prüflinge auf, damit diese per Langzeitspeicherung für eine jederzeitige Inspektion beim Hersteller zur Verfügung stehen. Details hierüber finden Sie in der Langversion dieses Beitrags per infoDIREKT. (av)� n

optimiert den Testlauf automatisch, sodass ein einzelner Mitarbeiter alle vier Testplät-ze gleichzeitig bedienen kann.

Auch der Werker ist gefragtEine Sonderstellung in der Testlinie nimmt der manuelle Funktionstest (MFT) ein, wo Mitarbeiter eine kundenorientierte Prü-fung der Geräte vornehmen. Sie prüfen die Geräte aus Anwendersicht, nehmen Hörtests über Kopfhörer vor und prüfen manuell die DVD-Funktionen. Durch Ver-binden des Prüflings mit Kfz-Anzeigen und Kfz-Bedienelementen, zum Beispiel mit Lenkradschaltern, lassen sich zwei Geräte sowohl manuell als auch teilauto-matisch stimulieren. Sehr praktisch ist die durch Bild- und Videoelemente unter-stützte Führung des Mitarbeiters über ein elektronisches Drehbuch. So kann der Prüfplatz je nach Produktionsstandort auf die lokalen Bedürfnisse angepasst werden.

Testsystem und MES des

Tier-1 sind verbunden.

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Elektronik-Fertigung Werkstoffe


Silikone im AutomobilWie Silikontechnologie neue Systeme ermöglicht

Mit Zunahme der Kfz-Elektronik und höheren Anforderungen an deren Funktionalität und Zuverläs-sigkeit rücken fortschrittliche Silikonwerkstoffe in die engere Wahl von Entwicklern und Automobil-herstellern. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK informiert über die wichtigsten Aspekte. Autor: Brice Le Gouic

Die außergewöhnlich hohe thermische Sta-bilität von Silikonen in Kombination mit de-ren weiteren attraktiven Eigenschaften stei-gert die Nachfrage nach diesen Materialien und erweitert die Möglichkeiten für Anwen-dungen mit bahnbrechendem Nutzwert. Das zeigt sich vielleicht besonders gut am Beispiel von Hybrid- und Elektrofahrzeugen, für die 10 bis 20 Mal mehr silikonbasierte Materialien benötigt werden als für her-kömmliche Automobile.

Eck-DAtEnIn den heutigen Fahrzeugen sind die Anforderungen an die Leistungsfä-higkeit und Zuverlässigkeit der Elekt-

ronik nirgendwo höher als unter der Motorhaube. Komponenten und Systeme im Motorraum sowie am Antriebsstrang müssen selbst bei längerer Einwirkung von extremen Temperaturen, mechani-schen Beanspruchungen, Schwingungen, Feuchtigkeit, aggressiven Chemikalien, Schmierstoffen, Schmutz und Streusalz zuverlässig arbeiten. Von Baugruppen zur Ansteuerung und Regelung von Servo-lenkung, Kraftübertragungs- und Brems-systemen sowie zur Batterieüberwachung und Antriebsstrangsteuerung wird bei kleinerem Einbauraum und höherer Packungsdichte immer mehr Funktiona-lität erwartet. All diese Ansprüche kön-nen zu sehr hohen Innentemperaturen führen, die Leistung und Zuverlässigkeit gefährden, wenn die Wärme nicht wirk-sam aus den Geräten abgeführt wird.

Infolgedessen wenden sich Automobil-hersteller und deren Elektronikzulieferer an Materialanbieter, deren Kleber, Dicht-

stoffe, Beschichtungen und Wärmeleit-pasten eine größere Auswahl an Mon-tagemöglichkeiten unterstützen, hohe Leistungsfähigkeit sicherstellen, das Wär-memanagement verbessern und oftmals eine Kombination all dieser Anforderun-gen erfüllen. Heute lassen sich die dauer-haft hohen Temperaturen elektronischer Bremssysteme nur noch mit Silikonen und speziellen Hochtemperatur-Epoxidharzen zuverlässig bewältigen.

Epoxidharzkleber oder Silikone?Epoxidharzkleber bieten eine höhere Strukturfestigkeit und Steifigkeit als viele Silikone. Sie tolerieren aber nur sehr wenig Bewegung unter mechanischer Belastung. Das kann zu Rissen und zum Versagen von Klebern auf Epoxidbasis führen, etwa wenn zwei Materialien mit sehr unterschiedli-chen Wärmeausdehnungskoeffizienten miteinander verklebt werden müssen.

Im Gegensatz dazu zeigen Silikonkleber ein zuverlässiges Verhalten über einen weit größeren Bereich von Betriebstemperatu-ren, nämlich von -45 bis +200 °C. Sie bil-

den eine feste aber elastische Verbindung, die mit einer Vielzahl unterschiedlicher Substrate kompatibel ist und selbst unter extremer thermischer Wechselbeanspru-chung stabil bleibt. Als Dichtstoffe und Vergussmassen bieten sie außerdem einen hervorragenden Schutz vor Feuchtigkeit, Chemikalien und Verschmutzung. Darü-ber hinaus sind Silikone mit unterschied-lichen Aushärtungsgeschwindigkeiten und -mechanismen lieferbar, was flexible Verarbeitungsmöglichkeiten erschließt. Schlussendlich, aber vielleicht am wich-

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tigsten, können sie viele dieser Eigenschaften mit aus ge zeichneter Wärmeleitfähigkeit kombinieren.

Automotive-AnwendungenDieses Merkmal von Silikonklebern, -verguss-massen und -beschichtungen ist für die zuneh-mend komplexen und integrierten Elektronik-baugruppen im Motorraum moderner Fahrzeu-ge von entscheidender Bedeutung. Wärmeleit-fähige Silikonkleber beispielsweise ermöglichen feste aber elastische Verbindungen zwischen gängigen Wärmequellen und Kühlkörpern, und ihre thermischen Eigenschaften lassen sich durch den Einsatz von Füllstoffen weiter verbessern.

Des weiteren lassen sich Viskosität und Oberflächenchemie von Silikonen gezielt opti-mieren, sodass Hersteller von Elektronikbau-gruppen trotz unterschiedlich dicken Kleber-schichten einen niedrigeren thermischen Widerstand erzielen beziehungsweise auch im Bereich unförmiger Spalten oder großer Kon-taktflächen einen maximalen Wärmetransfer sicherstellen können.

WachstumsfaktorenDie treibenden Wachstumsfaktoren im Markt der Kfz-Elektronik werden sich vermutlich wei-ter verstärken und kurzfristig kaum an Dynamik verlieren. Ebenso werden die Anforderungen an Funktionalität, Kompaktheit und Leistungs-dichte weiter zunehmen. Im Verlauf dieser Trends werden auch die Betriebstemperaturen von Fahrzeugbaugruppen weiter steigen. Gleich-wohl ist anzunehmen, dass führende System-lieferanten (Tier-1) für Elektronik bei der Leis-tung, Montage oder den Gesamtbetriebskosten ihrer Produkte keine Kompromisse eingehen, sondern sich Materialhersteller suchen werden, die sie bei der Anpassung an diese Trends unter-stützen. Die flexible Chemie der Silikone hat diese Anpassungsfähigkeit seit Jahrzehnten bewiesen und ist auch heute in der Lage, wei-

terhin sowohl inkrementelle als auch bahnbre-chende Fortschritte herbeizuführen.

Ein jüngerer inkrementeller aber wich-tiger Fortschritt ist die Einführung eines

neuen silikonbasierten Gap Fillers, der sich besonders wirtschaftlich verarbeiten

lässt und zugleich eine hohe Wärmeleitfä-higkeit von 2,5 W/mK bietet. Die neue Silikon-formulierung kann problemlos dosiert werden, härtet schnell bei Raumtemperatur aus und ver-läuft auch an vertikalen Montageflächen nicht. Diese verbesserte Verarbeitbarkeit bringt Kos-tenvorteile mit sich, ohne die thermische Leis-tungsfähigkeit des Materials zu beeinträchtigen.

Eine weitere, durchaus bahnbrechende Sili-kontechnologie mit einer thermisch-radikali-schen Aushärtungschemie (TRC) wird in ver-schiedene Produktgruppen Einzug halten und den Konstruktionsspielraum für künftige Steu-ereinheiten, Sensoren, Beleuchtungs- und Anzeigebaugruppen im Fahrzeugbau signifi-kant erweitern. Die von Dow Corning entwi-ckelte Technologieplattform hat bereits zu einem neuen Kleber geführt, der im Vergleich zu her-kömmlichen, warmhärtenden platinkatalysier-ten Silikonklebersystemen nur die halbe Aus-härtungszeit benötigt.

Bei einigen Anwendungen sind Kostenein-sparungen von bis zu 5 % möglich. Wenn man in Betracht zieht, dass die von den Automobil-herstellern avisierten Gesamteinsparungen typi-scherweise in einer Größenordnung von 0,5 % liegen, kann dies weitreichende Auswirkungen haben. So können Elektronikzulieferer ihre Kos-tensparziele bedeutend leichter erreichen.

Kleber auf Basis der neuen TRC-Chemie sor-gen für zuverlässige Haftung auch zwischen einer Vielzahl von Substraten, bei denen her-kömmliche Silikonkleber teilweise an ihre Grenzen stoßen. Details hierzu erfahren Sie in der Langversion per infoDIREKT. (av) ■

Autor Brice Le Gouic Global Market Manager, Transportation Electronics bei Dow Corning .


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Zulieferer auf der IAA 2015ADAS, automatisiertes Fahren, Connectivity, OLED, 48 V und vieles mehr

Die Endkunden konnten auf der IAA bei den Fahrzeugen 219 Weltpremieren bewundern, aber die Redaktion hat sich primär bei den Zulieferern umgeschaut. Fahrerassistenz, (hoch)automa-tisiertes Fahren, Connectivity, Bedien- und Infotainmentsysteme sowie die zunehmende Elekt-rifizierung des Antriebsstrangs sowie der Nebenaggregate waren die Hauptthemen – und ge-nau darüber berichtet AUTOMOBIL-ELEKTRONIK in diesem Beitrag. Autor: Alfred Vollmer

Gleich am ersten Pressetag der IAA verkün-dete Dr. Volkmar Denner , Vorsitzender der Geschäftsführung der Robert Bosch GmbH:

„Das Auto wird elektrisch, automatisiert und ver-netzt.“ Damit hat er die Haupttrends der IAA 2015 in einem kompakten Satz charakterisiert, um dann gleich die Neuigkeit zu verkünden, dass Bosch das kalifornische Startup-Unternehmen Seeo gekauft hat und daher „nun über wichtiges Know-how im Be-reich neuartiger Festkörperzellen“ verfüge.

Diese Technologie ergänzt die bisherigen Entwick-lungen des Unternehmens mit seinen japanischen Partnern GS Yuasa und der Mitsubishi Corporation. Bosch sieht das Potenzial, mit der Seeo-Technologie bis zum Jahr 2020 Lithium-Ionen-Zellen für (H)EVs zu fertigen, die bei halber Masse aktueller Batterien nur noch ein Viertel des Volumens benötigen. Wei-tere Details zu dieser Technologie finden Sie online per infoDIREKT 398ael1015.

17. bis 27. September 2015, Frankfurt am Main17. bis 27. September 2015, Frankfurt am Main

MOBILITÄT VERBINDETMOBILITÄT VERBINDET

6 6 . I N T E R N A T I O N A L E

A U T O M O B I L - A U S S T E L L U N G

Technologiestudie Die Technikstudie Audi E-Tron Quattro Concept (sie-he Bild 1) soll einen Ausblick auf das erste Großserien-Elekt-roauto der Marke geben, das 2018 auf den Markt kommt. Sie basiert auf dem modularen Längsbaukas-ten der zweiten Generation, der bei Antrieb und Package große Spielräume bietet. Das Design des SUV orientiert sich in weiten Bereichen an den Bedürfnis-sen der Aerodynamik, und der cw-Wert von 0,25 dürf-te im SUV-Segment ein Bestwert sein.

Der bis zu 370 kW starke Elektroantrieb mit drei E-Maschinen erhält seine Energie aus im Boden des Autos untergebrachten Lithium-Ionen-Batterien, die über 500 km Reichweite ermöglichen sollen. Das Fahr-zeug hat die Technologie für das pilotierte Fahren genauso an Bord wie Matrix-Laserscheinwerfer und OLEDs, die sowohl als „Signaturbeleuchtung“ im unteren Bereich der Front als auch in Form eines gebo-genen OLED-Displays im Cockpit verbaut sind.

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AutorAlfred VollmerRedakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK.

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• 219 Fahrzeug-Weltpremieren auf der IAA 2015• Kamera/Display-Systeme statt Außenspiegel• Matrix-Licht im Opel Astra, Laser-Matrix-Licht im 7er BMW • Das ESC kann zentrale ECU-Funktionen für ADAS übernehmen• Elektrobit, Infineon und Nvidia mit gemeinsamer Plattform

für auto matisiertes Fahren• IR-Kamera zur Fahrerüberwachung• Ganzheitliches HMI und ganzheitliche Connectivity• Selbstlernende Road-Database ist günster als Navi• Zahlreiche Lösungen für 48-V-Systeme

Eck-DATEN

Bild 1: Audi-Chef Prof. Rupert Stadler wartet auf den Besuch der Kanzlerin. Das Konzeptfahrzeug nutzt Kameras statt Außen spiegeln.

Bild 2: Im praktischen Fahrversuch kann der Außenspiegel-Ersatz beispielsweise so aussehen.

Bild 3: Diverse Zulieferer zeigten Systeme zur Rundumsicht auf das Fahrzeug – auch mit wählbarer Perspektive wie im neuen BMW 7er.

Bild 4: Bei der Einfahrt in eine Kreuzung beziehungsweise Einmündung sowie auf einer steilen Kuppe beim Allradfahren ist ein 180°-Vorausblick nützlich.

© ZF TRW 2015

Anderen Fahrern zu vertrauen, ist eine Sache. Aber die Kontrolle an das eigene Auto abzugeben erfordert eine ganz neue Ebene des Vertrauens zwischen dem Fahrer und seinem Fahrzeug. Die Fahrerassistenzsysteme von ZF TRW bauen schon heute das Vertrauen auf, das die Akzeptanz autonomer Fahrzeuge von morgen fördert.

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Die neue Sicht der DingeAußerdem ersetzen in der Audi-Studie kleine Kameras die Außenspiegel – eine Technologie, die über die ver-besserte Umströmung und Reduzierung der Windge-räusche hinaus weitere Vorteile bringt: Der tote Win-kel der physischen Außenspiegel entfällt ebenso wie die Sichtverdeckung nach schräg vorn. Die Anzeige

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Bild: Continental

Bild: ValeoBild: Continental

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Bild 5: Valeo zeigte in Frankfurt ein Laser-Matrixlicht.

Bild 6: Bosch-Chef Dr. Volkmar Denner er-läutert Bundeskanz-lerin (und Physikerin) Dr. Angela Merkel tech nische Details zur Batterietechnologie von Seeo/Bosch.

Bild 7: Audi hat das B-Muster seines zFAS genannten zentralen Fahrerassistems auf die Größe eines Tab-let-PCs geschrumpft.

Bild 8: Car-to-X-Kom-munikation war auf der Zulieferseite ein großes Thema in Frankfurt.

erfolgt über separate Displays in den Türen. Audi zeigt dies „als konkreten Ausblick auf den Serieneinsatz“. Die Zulieferer Continental und Valeo stellten Techno-logiedemos zum Außenspiegel-Ersatz (Bild 2) aus.

Sowohl Bosch als auch Continental zeigten 3D-Sur-round-View-Systeme auf das Fahrzeug, bei denen sich der OEM oder gar der Fahrer die Blickperspektive auf das Fahrzeug selbst festlegen kann. Bei BMW war ein solches System bereits im neuen 7er integriert.

Einfachere Varianten eines 360°-3D-Systems gab es bei Valeo (Bild 4) zu sehen. Dieses System ist bereits im Volkswagen Passat und im neuen Volvo XC90 ver-treten, aber auch in vielen Modellen von Audi, BMW, Citroën , Land Rover und Daimler zu finden.

Matrix- und LED-LichtAls erstes Fahrzeug seiner Klasse gibt es den neuen Opel Astra optional auch mit LED-Matrixlicht – ein Feature, das jetzt in den oberen Fahrzeugklassen bei sehr vielen Modellen auf der Ausstattungsliste steht. Valeo zeigte nicht nur ein klassisches Matrixlicht son-dern auch ein neues Beleuchtungssystem, das Laser-strahlung mit herkömmlichem LED-Licht kombiniert. Zusätzlich zum herkömmlichen LED-Licht, das die Straße bis zu 300 m weit ausleuchtet, schalten sich bei Beschleunigung des Fahrzeugs die Laserspots ein. Konzipiert für höhere Fahrgeschwindigkeiten auf rela-tiv geraden Strecken verdoppelt das laserbasierte Sys-

tem die Strecke, auf der Hindernisse sichtbar sind, auf bis zu 600 m. Welcher Tier-1 das Laser-Matrix-Licht im neuen 7er zulieferte, ließ BMW bisher nicht verlauten; Valeo zumindest will die „erste Kombina-tion aus Laser-/LED-Lichttechnologie Ende 2016 in den Premium-Modellen eines der größten Kunden Valeos auf den Markt“ bringen, und Matrix-Laser-Technologie ist bei diesem Tier-1 ab 2018 verfügbar.

ADAS und Automatisiertes FahrenDas neuste ESC-System von ZF , EBC 460 (Bild 9), arbeitet mit sechs Kolben sowie „einem der leistungs-fähigsten Mikroprozessoren der Automobilindustrie“. Es bietet die Möglichkeit, „deutlich mehr Software zu integrieren“ und soll Ende des Jahres bei einem europäischen OEM in Serie gehen. Dort werde das ESC „die Steuerungsalgorithmen für eine fortschritt-liche automatisierte Fahrfunktion umfassen“ und als Integrationsplattform für erweiterte Chassis-Aktua-toren wie Kupplung, Hinterachslenkung, elektrische Parkbremse und Antriebsstrang dienen.

Während Audi das erheblich verkleinerte B-Muster des zFAS genannten zentralen Fahrerassistenzsys-tems (Bild 7) ausstellte, präsentierten Elektrobit (EB), Infineon und Nvidia eine gemeinsam entwickelte Plattform für automatisiertes Fahren. Die Lösung besteht aus der Drive-PX-Plattform von Nvidia, auf der EBs Autosar-4-kompatible Software-Suite EB Tresos integriert wurde, die auf zwei Nvidia-Tegra-Prozessoren und einem 32-Bit-Mikrocontroller des Typs Aurix von Infineon läuft.

Aurix ist dabei für erweiterte Safety- und Security-Funktionen zuständig, während die Nvidia-Plattform die Entwicklung von Systemen erlaubt, die viele unter-schiedliche HD-Kamera- und Sensordaten aufneh-men sowie verarbeiten können. EB Tresos integriert

nahtlos Linux- und Autosar-Anwendungen, kann aber auch beim Monitoring und Red-undancy-Management des Nvidia-Boards mitarbeiten. Die Software ermöglicht die

Cross-Kommunikation über mehrere CPUs mit einer sicheren und verlässlichen Ausfüh-

rungsumgebung und unterstützt den höchs-ten Sicherheitslevel ASIL-D.

Bild 9: Das EBC 460 genann-te „Premium-ESC“ von ZF TRW dient auch als Integra-tionsplattform für erweiter-te Chassis-Aktuatoren.

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IAA Report

Bildpunkte erfasst. Für jeden Bildpunkt erkennt er zeitgleich den Abstands- und den Helligkeitswert. Aus dem Tiefenbild der Abstandsdaten und dem Am-plitudenbild der Helligkeitswerte ermittelt das 3D- Kamerasystem nun 49 vorgegebene Punk-te im Gesicht des Fahrers wie Augen, Augenbrauen, Mund oder Nasenspitze. Algorithmen errechnen hieraus, wie aufmerksam der Fahrer ist. Er-kennt das System beispielswei-se Anzeichen für Müdigkeit beim Fahrer, veranlasst es die

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Kostal zeigte ein kamerabasiertes Fahrerassistenz-system zur Erkennung, ob der Fahrer Anzeichen von Müdigkeit (Sekundenschlaf) zeigt oder abgelenkt ist. Schon 2018 könnten Autos mit dem 3D-Kamerasys-tem von Kostal vom Band laufen. Das optische System ist 49 mal 29 mm2 groß und hinter demLenkrad im Armaturenbrett integriert. Es erfasst die exakte Kopf-position und erkennt den Lidschlag selbst durch eine Sonnenbrille hindurch. Die 3D-Infrarotkamera funk-tioniert auch bei wechselnden Lichtverhältnissen oder Dunkelheit. Sie enthält den 3D-Bildsensorchip REAL3 (Bild 10) von Infineon, der mit 50 Hz gut 100.000

Bild 10: Kostal inte g-rierte den 3D-Bild-sensorchip Real3 in ein Kamerasystem zur Fahrerüberwachung.

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Kamerasystem nun 49 vorgegebene Punk-te im Gesicht des Fahrers wie Augen, Augenbrauen, Mund oder Nasenspitze. Algorithmen errechnen hieraus, wie aufmerksam der Fahrer ist. Er-kennt das System beispielswei-

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IAA Report

www.automobil-elektronik.de50 AUTOMOBIL ELEKTRONIK 09-10 / 2015

Bild 11: Johnson Con-trols realisierte eine Batterie, die sich für Start-Stopp-Steuerge-räte eignet.

Bild 12: Preh stellte erstmals dieses Batte-riemanagement-Sys-tem für 48 V aus.

Bild 13: Bosch will mit intelligentem Ther-momanagement die Reichweite von EVs um bis zu 25 %erhöhen.

Gegenmaßnahmen. Zudem hilft das Wissen über die exakte Kopfposition des Fahrers dabei, Navi-Infos im Headup-Display exakt im Blickfeld des Fahrers ein-zuspiegeln, sodass sie sich nahtlos in das Straßenbild vor ihm einpassen: Der Fahrer wird den Navigations-pfeil somit immer vor sich an der gleichen Stelle auf der Straße sehen – unabhängig davon, wie er seinen Kopf hält. Monokulare 3D-Kameras auf Basis des TOF-Chips (TOF: Time of Flight) Real3 lassen sich am Ende ihres Fertigungsprozesses einfach und dau-erhaft kalibrieren. Auch Denso und Delphi wollen bald eine Fahrermüdigkeitserkennung auf Basis von Gesichtserkennung auf den Markt bringen.

Eine solche Kamera ist auch ganz im Sinne eines ganzheitlichen HMIs, wie es Continental-Vorstands-mitglied Helmut Matschi sieht: „Nicht nur der Fahrer muss wissen, was das Fahrzeug macht, sondern auch das Fahrzeug muss wissen, was der Fahrer macht.“ Auf dieser Basis ließe sich die Triggerschwelle von Fahrerassistenzsystemen über das HMI steuern.

ConnectivityHelmut Matschi sieht zudem den Trend zur „ganz-heitlichen Connectivity“: „Schon 2017 werden mehr Fahrzeuge mit Internet-Verbindung produziert als ohne.“ Dies sei zudem wichtig, um einen elektroni-schen Horizont auch ohne Karte zu realisieren. Dabei erzeugen Karten eine Road-Database in Form eines CAD-Modells der Straße und lernen selbstständig dazu. Diese Straßen-Datenbank kennt keine Stra-ßennamen und kann nicht navigieren, kennt aber den topografischen Straßenverlauf. „So können wir das Navi vom E-Horizon entkoppeln und ein kostengüns-tigeres System anbieten“, erklärt Helmut Matschi. Continental testet gerade entsprechende Konzept-fahrzeuge auf mehreren Kontinenten und hält einen SOP in zwei bis drei Jahren für realistisch.

Nach Angaben von Jeff Owens , CTO bei Delphi, kommt 2016 erstmals ein Fahrzeug mit V2X-Kom-munikation auf den Markt, das auch einen automa-tisierten Fahrmodus bietet: „V2X ist der am schnells-ten wachsende Automotivebereich – auch bei Delphi.“

Cockpit und InfotainmentUnternehmen wie Preh oder Faurecia (Bild 14) stellten ihre Cockpitkonzepte aus, wobei Preh einen Schwer-punkt auf die haptische Feedback-Technologie legte, die im Touchpad des Multimedia-Interface des neuen Audi Q7 zum Einsatz kommt. Diese skalierbare Aktu-atortechnologie (Bild 15) ermöglicht auch die Reali-sierung von Multifunktionsschaltern, deren Oberflä-che sich ohne Fugen gestalten lässt, beispielsweise für die Anwendung in Lenkrädern. So kann Preh in Ver-bindung mit einem entsprechenden Sound-Design alle Bedienoberflächen im Fahrzeuginterieur nach Kundenspezifikation identisch auslegen.

Bild 14: Faurecia gab seinem neuen Cockpit-Demonstra-tor den Namen „First Inch“.

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Antriebsstrang: 12 V, 48 VUm die CO2-Emissionen zu senken, arbeiten sowohl Bosch als auch Denso auch an intelligenten Thermo-management-Systemen (Bild 13). Koji Arima , der neue President und CEO der Denso Corporation, erklärte, dass Denso „das Zusammenspiel von Antriebssystem und Klimaanlage optimieren“ wird – und zwar ohne den Fahrkomfort zu beeinträchtigen.

Speziell für Start-Stopp-Systeme präsentierte John-son Controls eine in Zusammenarbeit mit Toshiba entwickelte 12-V-Lithium-Titanat-Batterie, die in ers-ter Linie zur Aufnahme und Speicherung der regene-rativen Bremsenergie dient und ab 2018 in Produktion sein soll. Mit einer Batterielösung für einen 48-V-Micro-hybrid will das Unternehmen sogar schon 2017 in Serie gehen. Delphis CTO Jeff Owens sieht in der 48-V-Tech-nik immenses Potenzial: „48 V deckt 70 % der Funk-tionen eines Mildhybrids ab – bei 30 % der Kosten; auch wir werden 48-V-Systeme im Programm haben.“ Bei Preh war neben der Hochvolt-BCU für den BMW i3/i8 auch ein Batteriesteuerungssystem für 48 V (Bild 12) zu sehen. Nach Angaben von Michael Bischoff , Geschäftsbereichsleiter E-Mobility, hat Preh bereits einen ersten Serienauftrag für 48 V gewonnen. Mehr über die 48-V-Systeme von Bosch und Continental erfahren Sie per infoDIREKT 304ael0815.

Bild 15: Preh zeigte seine aktive hapti-sche Feedback-Tech-nologie in diversen Demonstratoren sowie im „all-in-touch“-Serien-MMI des neuen Audi Q7.

ElektromobilitätDelphi, Leoni , Siemens und andere Zulieferer zeigten HV-Verbindungs- und Antriebslösungen. Tesla stellte ein Modell S mit Allradantrieb aus. Diverse OEMs wie Thunder Power aus Taiwan hatten mit E-Fahrzeugen ihr Debut, und zudem wurde die Marke Borgward wie-derbelebt: mit einem (PHEV-)SUV Made in China. ■

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Ludwigsburg Automatisiertes Fahren

Automatisiertes Fahren 2015ADAS und HAF auf dem 19. Fachkongress Automobil-Elektronik in Ludwigsburg

Insgesamt sechs Vorträge zum Thema automatisiertes Fahren hielten die Referenten des 19. Fachkongresses „Fortschritte in der Automobil-Elektronik“ in Ludwigsburg. Damit machte die-ser Themenkomplex fast ein Drittel aller Vorträge aus. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK stellt einige der wichtigsten Inhalte hochkomprimiert vor. Autor: Alfred Vollmer

Über 600 Teilnehmer besuchten den 19. Fachkongress Auto-mobil-Elektronik in Ludwigsburg.

Mit seinem Vortrag „Hochautomatisiertes Fahren – Chancen und Herausforderun-gen“ eröffnete Dr. Christoph Grote , Be-

reichsleiter Forschung, neue Technologien und Inno-vationen bei der BMW Group, den Themenblock zum automatisierten Fahren. Gleich zu Beginn stellte er fest, was ihm auf diesem Kongress so gut gefällt: „Auf der einen Seite spüren wir hier in Ludwigsburg den sportlichen Wettbewerb um die besseren Funktio-nen, und auf der anderen Seite geht es auch um den kollaborativen Anteil der Automobilindustrie.“

Er ging dann auf diverse Verarbeitungsblöcke im Regelkreis zwischen Sensoren und Bewegungssteu-erung ein, wobei sich die OEMs bei jedem einzelnen dieser Blöcke „gut überlegen“ sollten, ob sie sich über diesen Block differenzieren wollen oder ob es nur ein Commodity sein soll, denn über jeder Implementie-rung schwebe quasi die Frage „Kann ich es dem Kun-den (als OEM-spezifischen Mehrwert) verkaufen?“ BMW sieht die vorausschauenden Sensoren übrigens

als „ähnlich wichtig wie die On-Board-Sensorik“ an. Lidar ist für BMW „ein ganz wichtiger Sensor“, denn „es gibt kaum einen Sensor, der ein so gutes Rohsig-nal liefert und dabei derart robust und präzise ist“. Für ihn ist „Lidar per se eine Technologie, die man hervorragend ins Auto integrieren kann und die nicht teuer sein muss.“ Daher appellierte er an die Branche, Lidar-Sensoren stärker zu industrialisieren.

Dr. Grote erklärte, dass gerade im Bereich Bildver-arbeitung noch viel Arbeit vor uns liegt. Vor allem im innerstädtischen Bereich gebe es noch viele Aufgaben zu erledigen, die ein geübter Fahrer derzeit noch viel besser beherrscht. „Wir haben einen riesigen Daten-strom ... und werden sehr viel mehr Objekt- und Fea-turefusion durchführen müssen“ – und zwar auch mit Signalen von hochauflösenden Kameras sowie von Lidar-Sensoren. Er forderte die Konferenzbesu-cher auf, gemeinsame Roadmaps zu definieren und „nicht nur über die Hardware sondern auch über den ganzen Stack“ nachzudenken.

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Jean-François Tarabia (Valeo): „Eine redundante 360-Grad-Sensierung ist für das hochautomati-sierte Fahren unbedingt notwendig.“

Klaus Meder (Bosch): „Man kann nicht generell Consumer-Bauelemente für das Automobil er-tüchtigen.“

Stephan Stass (Bosch): „Subsysteme ... müssen auf Basis ... einer fail-operational oder fail-de-graded Systemarchitektur entwickelt werden.“

BildverstehenDamit lieferte er die Steilvorlage für den nächsten Vor-trag, den Dr. Uwe Franke , Leiter der Arbeitsgruppe „Bildverstehen“ bei Daimler , zum Thema „Bildverste-hen als Grundlage autonomer Fahrfunktionen“ hielt. Er stellte zunächst die Computer-Vision-Verfahren vor, mit denen das hochautomatisierte Fahrzeug Bertha im August 2013 seinen Weg durch belebte Städte und enge Schwarzwalddörfer gefunden hat. Bei Berthas optischer Sensorik machte Daimler unter anderem den Schritt von Pixeln zu Stixeln. So wurden aus 500.000 3D-Punk-ten etwa 500 bis 1000 Stixel genannte Repräsentationen einzelner Bildelemente, die das System unabhängig mithilfe des 6D-Prinzips räumlich und in ihrem Bewe-gungsvektor weiterverfolgt. Er stellte aber auch fest, dass sich „Lidar und Stereokamera am Ende des Tages wunderbar ergänzen“ würden.

Eine Schlussfolgerung aus dem Projekt Bertha lau-tet für Dr. Franke folgendermaßen: „Wir waren sehr gut im Messen, aber nicht im Verstehen.“ Daher sei eine Intentionserkennung sehr wichtig, wenn bei-spielsweise eine ältere Dame am Zebrastreifen erst nach dem Auto die Straße überqueren möchte. Außer-dem müsse die Erkennung kleiner Objekte verbessert werden. Aufgrund der Fortschritte im maschinellen Lernen, würden sich die Kameras der nächsten Gene-ration von Messsystemen zu Geräten enwickeln, die Szenen wirklich verstehen.

Nach Rückfragen aus dem Auditorium erklärte Dr. Franke, dass bei Daimler in den Fahrzeugen jenseits der A-Klasse die Stereokamera bereits auf der Road-map stehe. Auf eine Frage eines Intel -Mitarbeiters antwortete er abschließend, dass es gelte, Millionen Pixel pro Frame zu verarbeiten, und dafür sind sehr hohe Rechenleistungen erforderlich: „Ich verspreche Ihnen, wir erfinden Algorithmen, die diese Rechen-leistung wirklich konsumieren kann.“

Laserscanner Scala Jean-François Tarabia , Vorstand Forschung & Ent-wicklung und Produktmarketing bei Valeo informier-te in seinem Vortrag „Lasertechnologien für die Um-felderkennung“ zunächst über diverse Themen im Rahmen von ADAS, automatischem Parken sowie HAF und stellte die einzelnen Sensorprinzipien vor, ging aber auch auf kritische Übergabeszenarien ein. Er betonte, dass eine redundan-te 360°-Sensierung für HAF unbedingt notwendig ist.

Da aktuelle Laserscanner von Velodyne , Sick und ande-ren nicht Automotive-Grade sind, hat Valeo aus einer exklu-siven Partnerschaft mit Ibeo heraus den Lidar-Sensor Scala ent-wickelt, der 2017 in einem Audi als Weltpremiere auf den Markt kommen wird. Anschließend stellte er Scala vor und ging auch auf eine Kooperation mit Mobileye im Bereich der Echtzeitverarbeitung mit hochgradig neuralen Netzwerken ein.

Ansätze für ADAS von morgenUnter das Motto „Systeme und Architekturansätze zukünftiger Fahrerassistenzsysteme“ stellte Dr. Hans-Gerd Krekels , Director Active Safety Enginee-ring bei ZF TRW , seinen Vortrag. Dabei erläuterte er, wie ZF TRW sich dem Thema Funktionsarchitektu-ren näherte und welche Bedeutung die Sensorda-tenfusion hat. „Wir werden vermutlich den Fahrer mit einer Kamera monitoren müssen“, stellte der in diesem Zusammenhang fest, denn nur so wisse das Sensorsystem, ob der Fahrer noch in der Loop ist. „Auch wir glauben, dass der Laserscanner (beim automatisierten Fahren) ins Fahrzeug kommt“, unter anderem, weil damit „eine höhere Art der Verifizie-

„Der Laserscanner ermöglicht eine höhere Art der Verifizierung“.

Dr. Hans-Gerd Krekels, ZF TRW.



World MobilitySUMMIT 2015

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rung“ möglich ist. Allerdings sieht er den Laserscan-ner aus Kostengründen zumindest vorerst „nicht in der breiten Masse“.

Im Bereich der Betriebssysteme für Safety-Anwen-dungen müsse sich die Branche auch nach Lösungen aus anderen Branchen umschauen, denn die Safety-OS im Rahmen von Autosar/OSEK seien bei der Ver-wendung in Kombination mit Grafik-Prozessoren nicht ideal. Spannend werde die Verbindung dieser Betriebssysteme mit der Autosarwelt. Mit höheren Automatisierungsgraden seien auch Redundanzen erforderlich – auch auf der Aktuatorseite. Um den

geforderten Fail-Operational-Betrieb zu ermögli-chen, sei sowohl eine Redundanz der Stromversor-gung als auch auf Systemebene erforderlich.

Architektur für HAFWelche „Auswirkungen auf die Fahrzeugarchitektur durch automatisiertes Fahren“ sich ergeben, das brachte Stephan Stass , Produktbereichsleiter Chas-sis Systems Control und Fahrerassistenzsysteme bei Bosch , den über 600 Vortragsbesuchern näher. Wie wichtig ADAS und HAF für Bosch sind, das zeigten die Zahlen, denn 2016 werde Boschs Bereich Fah-

Architekturen und Halbleiter

Drei hochrangige Vertreter von Halbleiterherstellern waren in diesem Jahr als Redner auf der Bühne in Ludwigsburg. Douglas L. Davis , Vice President und General Manager der Internet of Things Group von Intel , hielt eine bis in den letzten Showeffekt, zum Beispiel bei der Öffnung ei-ner Autotüre per Gesichtserkennung, durchgeplante Rede zum Thema „Technology Driving Change – An Architectural Perspective“, die natür-lich simultan ins Deutsche übersetzt wurde. Den Inhalt dieser Präsentation können wir hier nicht wiedergeben: man muss sie einfach erlebt haben. Keine Showelemente aber dafür um so mehr Informationen enthielt der Vortrag von Klaus Meder , President Automotive Electronics bei Bosch , zum Thema „Halbleitermaterialien und Sensoren für zukünftige Fahr-zeuganwendungen“. Im Mittelpunkt standen dabei die MEMS-Elemente, aber zunächst berichtete er über vier Trends: Obwohl heute die Fahrzeu-ge bereits mindestens 40 ECUs, 50 bis 100 Mikroprozessoren und über 50 MEMS-Sensoren enthalten, prognostiziert er diesen Bauteilen ein sig-nifikantes Wachstum – ermöglicht unter anderem durch den zweiten Trend, die Miniaturisierung. Als Beispiel hierfür führte er den SMI 700 an, den „mit Abstand kleinsten MEMS-Sensor auf dem Markt“. Als dritten Trend stellt er fest, dass die Consumer-Elektronik Richtung Automotive tendiert, aber er warnte auch: „Man kann nicht generell Consumer-Bau-elemente für das Automobil ertüchtigen.“ Für nicht sicherheitsrelevante Anwendungen wie Navigation oder Alarmanlage seien allerdings auch der Transfer und ein Upgrade von CE-Sensoren möglich. Exakt das hat Bosch beim Sechsachsen-MEMS-Baustein SMI 130 gemacht. Als vierten Trend hat Klaus Meder „More than Moore“ für neue Applikationen aus-

gemacht. Ein Beispiel hier ist ein neues Fernlichtsystem, das mithilfe von oszillierenden MEMS-Mikrospiegeln einen blauen Laserstrahl auf ein Phosphorelement wirft, das ein „helles, sehr dynamisches Lichtmuster“ erzeugt. Die prinzipiellen Funktionalitäten eines solchen, im Rahmen des Förderprojekts iLas gemeinsam mit dem KIT , Audi und Osram entwi-ckelten Systems kennen wir vom Matrixlicht. Auch auf die Vorteile der SiC-Technologie ging er ein. So ergaben (in einem Toyota -Flottenversuch bestätigte) Simulationen, dass SiC-Halbleiter den Energieverbrauch in EVs um 5 bis 8 % senken können. Die ersten Inverter mit SiC erwartet er „2018 auf der Straße“, wobei „Siliziumkarbid-IGBTs den GaN-Halbleitern das Wasser abgraben“ werden, weil SiC auch in den höheren Span-nungslagen wunschgemäß funktioniert. In seiner Präsentation „Innova-ting to make Driving Safer, Greener and more Fun – for all Drivers“ be-leuchtete Gregory Delagi , Senior Vice President & General Manager Em-bedded Processing bei Texas Instruments , die Automotive-Halbleiter von einer anderen Seite. Nach einigen Infos über TIs Engagement in den Bereichen Hf-CMOS und DLP für HUDs ging er unter anderem auf den elektronischen Ersatz von Seitenspiegeln ein, durch den sich der Wir-kungsgrad um 6 % erhöhen lässt. Zudem machte er auf die neuen Her-ausforderungen aufmerksam, indem er beispielsweise erwähnte, dass die einzige Anforderung auf der Feature-Liste seiner Tochter für ihr neu-es Auto der Aux-Power-Port zum Laden des Smartphones war. Außer-dem wies er mit den Worten „Plattformen entscheiden über Leben und Tod einer Lösung“ eindeutig auf die große Bedeutung von Plattformen – nicht nur für die Halbleiter – hin.

Dr. Hans-Gerd Krekels (ZF TRW): „Wir werden vermutlich den Fahrer mit einer Kamera moni-toren müssen.“

Dr. Stefan Ortmann (Volkswagen) zum Thema (automatisches) Parken: „Das Thema Infra-struktur wird uns immer mehr beschäftigen.“

Gregory Delagi (Texas Instruments): „Plattformen entscheiden über Leben und Tod einer Lösung.“


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AutorAlfred VollmerRedakteur AUTO-MOBIL-ELEKTRONIK.

Douglas L. Davis (Intel) referierte zum Thema „Technology Driving Change – An Architectural Perspective“.

Dr. Uwe Franke (Daimler): „Lidar und Stereoka-mera (werden sich) am Ende des Tages wunder-bar ergänzen.“

Dr. Christoph Grote (BMW): „Gemeinsame Road-maps definieren und nicht nur über die Hardware sondern auch über den ganzen Stack nachdenken!“

rerassistenz erstmals die Umsatzgrenze von 1 Mil-liarde Euro überschreiten.

Nach der Definition des (hoch)automatisierten Fah-rens (Level 3 und 4) erläuterte er, dass beim automa-tisierten Fahren im Jahr 2020 der Level 3 gemeint sei. Auch auf das Systemverhalten und das Rückfallver-halten auf eine sichere Ebene ging er ein, um dann zusätzlich zu diversen Beispielen von Topologien und Degradation-Levels zu erklären, welche Fehler ein-treten können und welche Lösungsstrategien dafür sinnvoll sind. Abhängig von rechtlichen Anforderun-gen, Sicherheitsanforderungen und OEM-spezifi-schen Präferenzen seien unterschiedliche Redun-danz(eben)en erforderlich. In jedem Fall seien die Architekturanforderungen an hoch- und vollautoma-tisiertes Fahren viel höher als an teilautomatisiertes oder assistiertes Fahren. Sein Fazit: „Subsysteme und Komponenten müssen auf Basis der Anforderungen von einer fail-operational oder fail-degraded Syste-marchitektur entwickelt werden.“

Automatisches Parken„Parken – Fahraufgabe der Vergangenheit“ konsta-tierte Dr. Stefan Ortmann , Abteilungsleiter Fahreras-sistenzsysteme bei Volkswagen , bereits im Titel seines Vortrags, den er mit den Worten „Parken an sich ist ja nicht besonders attraktiv“ begann. „Das wesentli-che Ziel der Weiterentwicklung der Parksysteme ist die komplette Automatisierung des Parkens“, erläu-terte Dr. Ortmann, um dann aufzuzeigen, wie die „Fahraufgabe Parken“ für den Fahrer durch fernbe-dientes Parken, trainiertes Parken und den Park-hauspiloten schrittweise aus dem Alltag verschwinden werde. „Das Thema Infrastruktur wird uns immer mehr beschäftigen“, konstatierte er, um dann auch einen Bogen zu den Onlinediensten zu spannen. Ziel sei letztendlich ein Valet-Parking-System. ■

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Ludwigsburg Infotainment/Connectivity

Connectivity und Infotainment 2015Das vernetzte Fahrzeug auf dem 19. Fachkongress Automobil-Elektronik

Welche Konzepte haben OEMs und Zulieferer in den Bereichen Connectivity und Infotainment? Antworten hierauf gaben die Referenten auf dem 19. Fachkongress „Fortschritte in der Automobil-Elektronik in Ludwigs-burg“. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK stellt die Vorträge in hochkomprimierter Form vor. Autor: Alfred Vollmer

In seinem Vortrag „Audi connect – Zukunft vernetz-ter Mobilität“ bot Markus Keith, Leiter Entwicklung Bedienung/Anzeige/Audi Connect bei Audi, einen

Einblick und einen Ausblick auf die Aktivitäten bei Audi. Kein Fahrzeug solle mehr die Werkshalle ohne Connec-tivity verlassen, denn durch die Car-to-X-Dienste und die Schwarmintelligenzdienste ergebe sich ein echter

Mehrwert, beispielsweise bei ACC und Lichtsteuerung. Weil auch die Anbindung an die Verkehrs-Infrastruktur sehr wichtig sei, forderte er die Anwesenden auf, bei jeder möglichen Gelegenheit auf die Betreiber von Verkehrsleitsys-temen und die Kommunen

einzuwirken, entsprechende Schnittstellen für C2I-Anwendungen zur Verfügung zu stellen.

Big Data„Big Data – die etwas andere Antriebskraft des Autos von Morgen“ titulierte Dörte Eimers-Klose, Executive Vice President Engineering bei Bosch Car Multimedia ihren Vortrag, in dem sie zunächst einmal erklärte, welche Bedeutung Big Data für die Automobilbranche hat und welches Potenzial es bietet. Um Vertrauen bei den Auto-fahrern in punkto Big Data zu gewinnen seien Zeit und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen erforderlich; dann gewöhnten sie sich schon an die Systeme – so wie damals

bei der Einführung der EC-Karte. Ein wesentlicher Teil ihrer Präsentation widmete sich dem Thema Secu-rity im Safety-Umfeld, wobei unter anderem auch die Frage „Wie machen wir Functional Safety in der Cloud?“ aufkam.

Dynamische DiensteAndreas Hecht, Vice President & General Manager Automotive bei Inrix, erklärte in seinem Vortrag „Con-nected Cars und Smart Cities: Datengestützte Ver-netzung von Autos und Städten“, wie aktuelle Con-nectivity- und Location-Technologie „eine Zeit ein-läutet, in der das Internet des Automobils die Ent-wicklung neuer personalisierter dynamischer Diens-te im vernetzten Auto ermöglicht und die schnellere Verfügbarkeit dieser Dienste sowohl in Neuwagen als auch in vorhandenen Fahrzeugen ermöglicht“.

Connectivity und InfotainmentVertreter der drei OEMs Ford, Volvo und Audi erläu-terten, wie sich die aktuellen Trends in den Bereichen Connectivity und Infotainment in ihren neuen Fahr-zeugmodellen niedergeschlagen haben. So berichte-te John Schneider, globaler Leiter Infotainment bei Ford, über „Sync: Globale Connectivity im Wandel“. Dabei betonte er, dass schon Sync I (damals auf Basis von Microsoft Auto) so ausgelegt war, dass Upgrades möglich waren. In seinen Ausführungen erläuterte er, wie stark Ford beim Design von Sync III (jetzt auf

Autofahrer gewöhnen sich an die Systeme – so wie damals bei der Ein-führung der EC-Karte.

Dörte Eimers-Klose, Bosch.

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Christof Kellerwessel (E/E-Leiter bei Ford, links) und Dr. Peter Steiner (Geschäftsführer Audi Electronics Venture , rechts) mode-rierten jeweils einen Tag und bauten dabei so manche Brücke.

Peter Kohlschmidt (Technisat) emp-fiehlt, Software in „handhabbare Stücke“ zu unterteilen.

Michael Zeyn (Audi): „Wir werden nicht den Weg über die Beibehaltung des Drehdrückstellers gehen.“

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Johann Hiebl (Continental) zum Thema Security: „Es wird ein ständiger Kampf sein, ähnlich wie mit Wegfahrsperren und Autodieben.“

John Schneider (Ford): „Schon Sync I war so aus-gelegt, dass Upgrades möglich waren; auch bei Sync III besteht diese Möglichkeit.“

Markus Keith (Audi): „Durch die Car-to-X-Dienste und die Schwarmintelligenzdienste ergibt sich ein echter Mehrwert, beispielsweise bei ACC.“

Dr. Thomas M. Müller (Volvo): „Wir wollten (beim XC90) ganz bewusst keine software-emulierten Taster und Schalter.“

Dörte Eimers-Klose (Bosch) setzte einen Schwer-punkt auf Security und fragte: „Wie machen wir Functional Safety in der Cloud?“

Andreas Hecht (Inrix): „Das Internet des Auto-mobils (ermöglicht) die Entwicklung neuer personalisierter dynamischer Dienste.“



Basis von QNX ) den Kundenwunsch in den Mittel-punkt des Designprozesses stellte.

Intuitive BedienungDr. Thomas M. Müller , Vice President E/E & E-Pro-pulsion bei Volvo Cars, beleuchtete die Methode, mit der Volvo das HMI für den XC90 entwickelte, und

stellte die Ergebnisse vor. So wollte Volvo „keine software-emulierten Taster und Schal-ter“; als Resultat gibt es im Cen-terstack des XC90 nur acht Schalter, von denen drei gesetz-lich vorgeschrieben sind. Volvo ging es darum, das Bedienkon-zept so intuitiv wie nur irgend

möglich zu gestalten. Hierfür kommt unter anderem eine Multi-Touch-Gestenkontrolle zum Einsatz.

Abschied vom Drehdrücksteller„Das neue Audi MMI – Intelligent und flexibel auf dem Weg in die Zukunft“ titulierte Michael Zeyn , Leiter Entwicklung Bedienkonzepte bei Audi, seinen Vortrag, in dem es zu großen Teilen um das virtuel-le Cockpit ging, das zuerst im neuen TT und jetzt auch im neuen Q7 zum Einsatz kommt. Das neue Touch-Bedienteil im Q7, das Preh zuliefert, bezeich-

Elektromobilität in Ludwigsburg 2015

Unter das Motto „Die Zukunft wird elektrisch“ stellte Dr. Karsten Mi-chels , Leiter R&D E-Car Powertrain Systems bei Siemens , seinen Vor-trag, zu dessen Beginn er zu-nächst die Frage erörterte, ob sich die geforderten Umweltziele durch die Verbesserung von Ver-brennungsmotoren überhaupt er-reichen lassen. Anschließend zeig-te er Optimierungsmöglichkeiten des Antriebsstrangs auf, diskutier-te Grenzen beziehungsweise Möglichkeiten und zeigte die neusten Entwicklungen auf. Für die Anwendung im Pkw gilt, dass die Komponenten klein und kom-pakt bei hoher Leistungsdichte sein müssen. Gleichzeitig sollen sie den hohen Anforderungen be-züglich der Qualität und der Ferti-gungsprozesse und letztendlich dem Preis genügen. Bei den Elekt-romotoren könnten verschiedene Arten wie Asynchronmaschinen (ASM) oder Permanenterregte Synchronmaschinen (PSM) zum

Einsatz kommen, was wiederum einen großen Einfluss auf den In-verter hat. „Performance und Kos-ten des Inverters werden maßgeb-lich vom Power-Modul geprägt“, erklärte Dr. Michels. Hier gelte es, unter Berücksichtigung unter-schiedlicher Systemauslegungen sowohl ein geeignetes Modul aus-zuwählen als auch ein Gate-An-steuerungskonzept umzusetzen, das den bestmöglichen Wirkungs-grad ermöglicht. „Aufbauend auf den Einzelkomponenten Inverter, Elektromotor und Getriebe ent-stehen derzeit hochintegrierte Systeme durch mechanische so-wie funktionelle Integration, die im Vergleich zu den Einzelkompo-nenten entscheidende Vorteile aufweisen“, führte Dr. Michels weiter aus. „Die ganzheitliche Be-trachtung aller interagierenden Teilsysteme ist unumgänglich, da die Auslegung der einzelnen Kom-ponenten nur dann zu einem Ge-samtoptimum führen kann, wenn

das System betrachtet wird. Dies gilt auch insbesondere bei den Anforderungen an die Funktionale Sicherheit.“ Die Aufgabe bestehe somit darin, das komplexe System aus Inverter, Elektromotor und Getriebe gemäß allen Anforderun-gen im Hinblick auf die geforder-ten Leistungsdaten, dem damit verbundenen Strombedarf, der

verfügbaren Systemspannung und vieles mehr so aufeinander abzustimmen, dass sich eine opti-male, kundenspezifische Lösung aus Leistungsdichte, Kosten und Effizienz einstellt.

„Ladeinfrastruktur: Status, Bedarf, Lösungen“ titulierte Dr. Rupert Stützle , Technischer Geschäftsfüh-

Dr. Karsten Michels (Siemens): „Die ganzheitliche Betrachtung ... ist unumgänglich.“

Dr. Rupert Stützle (Ubitricity): „Die größte Herausforderung liegt in den Kosten für Aufbau und Betrieb.“

nete er als „Masterpiece der Mechatronik“, aber obwohl Audi die Menüs dynamisch gestaltet habe, gelte immer noch folgendes: „Das beste Menü ist immer noch das, das Sie gar nicht brauchen.“ Wich-tig sei die kontextsensitive Bedienung im Rahmen der MMI-Suche. Wenn man beispielsweise im Navi „Lud Nest“ eingibt, schlägt das neue Audi-System „Ludwigsburg Nestor-Hotel“ vor, also das Hotel neben dem Kongresszentrum, während Google Maps bei der gleichen Eingabe zu diversen Standorten von Nestle rund um diesen Ort führe. Audi werde „kom-promisslos in die Touch-Welt gehen“: „Wir werden nicht den Weg über die Beibehaltung des Drehdrück-stellers gehen, sondern wir sagen: So wenig Klicks wie möglich und eine optimal auf Touch ausgerich-tete Bedienoberfläche.“

Connectivity/Infotainment bei ZulieferernWie „Systemintegration im Zeichen der Modulari-sierung“ möglich wird, das beschrieb Technisat -Geschäftsführer Peter Kohlschmidt in seiner Präsen-tation. Er umriss die Herausforderungen, die dadurch entstehen, dass zum Beispiel Volkswagen in seinem MIB alle 14 Tage neue Software-Versionen für alle 46 Varianten ausgibt, während für bestimmte Bauele-mente teilweise 26 Wochen Lieferzeit besteht. Sein Rezept für die erfolgreiche Arbeit besteht darin, die

Security ist ein ganz wichtiges Thema

für uns.Johann Hiebl, Continental.




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rer bei Ubitricity , seinen Vortrag. Er erläuterte anhand der verschiedenen Anwendungsfälle, wie sich der Bedarf an Ladeinfrastruktur konkretisieren lässt und schätzte ihn auf Basis einer Modellrechnung ab, um anschlie-ßend die verschiedenen Ansätze, die-sen Bedarf zu decken, anhand ver-schiedener Kriterien zu vergleichen: Abdeckung, Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität sowie Kosten für Aufbau und Betrieb. Dabei bezog er auch neuere Modelle wie die aktuell stark wachsenden Schnellladelösun-gen oder Mobile-Metering mit ein. Die größte Herausforderung sieht er dabei in den Kosten für Aufbau und Betrieb. Außerhalb der eigenen Gara-ge sei mittelfristig eine Abrechnung zwingend notwendig. Außerdem be-nötigten Dienstwagen, insbesondere PHEVs, eine elektrische Tankkarte, und durch die energiewirtschaftliche Integration des Fahrzeug bestünde Potenzial für zukünftiges Dienstleis-tungsgeschäft.

von ADAS gehe es darum, nicht nur auf den Fahrer zu reagieren sondern ihn auch besser zu ver-stehen, beispielsweise über eine Innenraumkamera oder physio-logische Sensoren.

Auch dem Thema Datensicher-heit widmete er sich: „Security ist ein ganz wichtiges Thema für uns, und wir glauben auch, dass dies in mehreren Schichten pas-sieren muss: auf Steuergeräte-Ebene, auf Sub-Bus-Ebene, an der Schnittstelle vom Fahrzeug

nach draußen und im Backend“, betonte Johann Hiebl. „Es wird ein ständiger Kampf sein, ähnlich wie mit Wegfahrsperren und Autodieben, aber wir müssen immer dabei sein, die besten Lösun-gen aus allen Industrien für uns heranzuziehen.“ ■

Software in „handhabbare Stücke“ zu unterteilen. „Damit kann der OEM wesentlich einfacher auf Technologietrends reagieren, weil ... partielle Freigaben möglich sind.“

Linux, HTML5 und Security Johann Hiebl , Executive Vice President Interior Division, Info-tainment & Connectivity bei Continental , stellte die „Open Infotainment Plattform: Flexible Basis für zukünftige Anforde-rungen“ vor. Er erklärte den Aufbau und die Funktionsweise der OIP und stellte folgendes fest: „Durch Linux ist es möglich, im Wettbewerb um Softwarelösungen ein größeres Potenzial zu haben als mit rein proprietären Automotive-Lösungen. HTML5 sei dabei ein Tool, um viele Dinge mit einzubinden. Im Rahmen


AutorAlfred VollmerRedakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK.



Safety in Multicore-SystemenStatische Codeanalyse für ISO-26262-Konformität

Um sichere Software gemäß ISO 26262 zu entwickeln, ist auch eine statische Analyse des Quelltexts der Komponenten auf Fehler und gefährliche Code-Konstrukte erforderlich. Rein generisch arbeitende Tools, die keine Kenntnisse über den Prozessor, das Speicherlayout und die Aufteilung der Komponenten auf die Kerne haben, detektieren allerdings einige Probleme nicht, die bei der Verwendung von Multicore-Prozessoren auftreten können. Autor: Jan Schlemminger

Die Anzahl der Steuergeräte sowie die benötigte Rechenleis-tung im Fahrzeug nimmt durch

die steigende Anzahl an Elektronik im Fahrzeug weiter zu. Stand der Technik ist daher der Einsatz von Multicore-Prozes-soren. Damit lässt sich je nach Einsatz-gebiet entweder durch Konsolidierung die Anzahl der Steuergeräte verringern oder zusätzliche Rechenleistung bereit-stellen, beispielsweise für ADAS-Funk-tionen. Damit einher geht jedoch eine höhere Komplexität im Bereich funktio-nale Sicherheit sowie die vollständige Unterstützung seitens der verwendeten Entwicklungswerkzeuge.

Insbesondere die Tatsache, dass oft eine heterogene Multicore-Architektur, also unterschiedliche Prozessorarchitekturen auf einem Chip, zum Einsatz kommen, stellt Entwickler vor neue Herausforde-rungen. Beispielsweise enthält Infineon s Aurix neben den Tricore-Kernen je nach Variante zusätzlich Kerne basierend auf

Architekturen einfließen, die neu auf dem Markt sind oder die nur wenige Kunden als Spezialcore nutzen.

SoftwarepartitionierungEin viel behandeltes Thema ist die sichere Aufteilung der Softwarekomponenten auf die Prozessorkerne. Dies setzt voraus, dass bereits vor der Ausführung eine Zuord-nung auf die Speicherbereiche mittels Compiler oder Linker erfolgt. Im Gegen-satz zu Singlecore-Architekturen besteht die Herausforderung in der Tatsache, dass beispielsweise im Falle des Aurix-Prozes-sors von Infineon je nach Speichertyp auch unterschiedliche Möglichkeiten bestehen. Eine Softwarekomponente lässt sich gemeinsam genutztem Speicher zuordnen. Alle Cores können daher auf die Kompo-nente zugreifen. Erhält die Softwarekom-ponente allerdings eine Zuordnung zu lokalem Speicher auf einem Core, dann lässt sich dieser entweder ebenfalls im Sharing-Betrieb von allen Kernen verwen-den; im Private-Betrieb hat nur der lokale Core Zugriff, und im Clone-Betrieb legt das System jeweils eine lokale Kopie an und verwendet diese.

Durch diese Komplexität ist eine umfas-sende Unterstützung seitens der Entwick-lungsumgebung notwendig. Mit der Tas-king-Toolchain kann diese Zuordnung sowohl durch Schlüsselwörter innerhalb des Quellcodes erfolgen als auch nachträg-lich durch den Linker. Die nachträgliche Zuordnung ist insbesondere für Soft-warekomponenten wichtig, die sich durch eine Zertifizierung oder mangels Quell-code nicht verändern lassen. Trotz der Auf-teilung auf verschiedene Prozessorkerne und Architekturen kann man im Sinne einer einheitlichen Entwicklungsumge-bung weiterhin eine gemeinsame Binär-datei für das komplette System erzeugen.

Software Safety

Beispiel für das Linkerkonzept des Tricore-VX-Toolsets von Tasking.

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der GTM-IP, ARM-Cortex oder der XC800-Architektur. Stammen die für die Archi-tekturen benötigten Softwareentwick-lungswerkzeuge zusätzlich von unter-schiedlichen Anbietern, entstehen weite-re Abhängigkeiten – und zwar sowohl technischer als auch finanzieller Natur. Insbesondere die Langzeitverfügbarkeit ist nicht gegeben, da jeder Versionssprung eine erneute Kompatibilitätsprüfung sei-tens der Anbieter in der verwendeten Werkzeugkombination erfordern würde. Dies ist in der Praxis durch die große Anzahl an Kombinationsmöglichkeiten nicht umsetzbar.

Um diese Herausforderungen zu meis-tern, sollte ein zertifiziertes Softwareent-wicklungswerkzeug wie die Tasking -Produktreihe mit einheitlichem Ansatz gewählt werden. Das bedeutet im Falle eines Compilers konkret, dass für sämt-liche innerhalb des Prozessors verwen-deten Architekturen die gleichen Schlüs-selwörter, die gleiche Linker-Syntax, die

gleiche IDE und der gleiche Debugger zum Einsatz kommen sollten, wobei das Ergebnis in einer gemein-samen Binärdatei zusam-mengefasst wird. Dies hat neben einer Zertifizierung der kompletten Entwick-lungsumgebung den un-mittelbaren Vorteil, dass eine Komplettlösung meist günstiger ist und Entwick-ler sich nur einmalig einar-beiten müssen. Weiterhin können im Falle von Tas-king auf diesem Wege mit Features wie MISRA-C- oder CERT-C-Support so-wie Proven-in-Use-Erfah-rungen in Compiler für

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AutorJan SchlemmingerField Application Engineer bei Altium Europe .


Functional Safety auf Multicore-SystemenDie Firmware eines Steuergerätes besteht aus einer Vielzahl einzelner Softwarekom-ponenten, die jeweils in ASIL (Automotive Safety Integrity Level) genannte Sicher-heitsstufen eingeteilt sind. Der im Kraft-fahrzeug übliche Standard ISO 26262 („Road Vehicles – Functional Safety“) erfor-dert „Freedom of Interference“, also eine Rückwirkungsfreiheit zwischen den Soft-warekomponenten. Andernfalls könnte ein Fehlverhalten einer als nicht sicherheits-kritisch eingestuften QM-Komponente auf sicherheitskritische ASIL-Komponenten Einfluss nehmen. Dieser Beweis erfordert bereits auf einem klassischen Singlecore-Prozessor weitreichende Analysen und Tests. Wenn bereits vor der Ausführung auf potenzielle Verletzungen der Rückwir-kungsfreiheit ein Test möglich ist, verrin-gert sich der spätere Aufwand, sodass sich Fehler bereits im Vorfeld beheben lassen.

Ein Multicore-Prozessor wie Aurix ver-fügt je nach Modell über bis zu fünf Cores im gleichen Adressraum. Mithilfe der MPU (Memory Protection Unit) ist es hard-wareseitig möglich, zur Laufzeit Speicher-zugriffe zu überwachen und eine Fehler-behandlung auszulösen. Weiterhin bietet auch eine Implementierung gemäß dem Autosar-Standard bereits einen Ansatz, um Rückwirkungsfreiheit zu gewährleis-ten. Die technisch begrenzte Anzahl an MPU-Bereichen und insbesondere die Tat-sache, dass Fehler erst zur Laufzeit und damit möglicherweise erst nach Ausliefe-rung entdeckt und behandelt werden, dis-qualifizieren diese Methode jedoch als alleinigen Ansatz.

Der gängige Ansatz einer statischen Analyse besteht darin, den Quelltext der Komponenten auf Fehler und gefährliche Code-Konstrukte zu überprüfen, die der

Compiler nicht erkennt oder anmerkt. Marktübliche Werkzeuge arbeiten über-wiegend generisch ohne Kenntnisse über den Prozessor, das Speicherlayout und die Aufteilung der Komponenten auf die Ker-ne. Daher detektieren sie einige Probleme nicht, die durch die Verwendung von Mul-ticore-Prozessoren auftreten können.

Statische AnalyseTasking bietet eine Lösung, die auf der sta-tischen Analyse von Objektcode basiert, um den Code bereits vor der Ausführung auf Rückwirkungsfreiheit zu überprüfen. Da das Entwicklungswerkzeug detaillier-te Kenntnis über die Prozessoren, Busse,

Speicher, verwendete Variablen und den Datenfluss besitzt, ist es möglich, fehler-hafte Speicherzugriffe innerhalb des kom-pletten Adressraums festzustellen. Damit lassen sich bestehende Softwarekompo-nenten aber auch komplette Systeme, sowohl Single- als auch Multicore, auf potenzielle Verletzungen der Rückwir-kungsfreiheit testen. Der Nutzer kann fest-legen, welche Zugriffe innerhalb der Kom-ponenten erlaubt oder verboten sind, dass beispielsweise eine ASIL-3-Komponente Daten einer Komponente mit ASIL-4-Le-vel zwar lesen aber nicht schreiben darf. Dies verhindert, dass Softwarekomponen-ten gemäß einer höheren ASIL-Einstufung verifiziert werden müssen und verringert den Testaufwand sowie die Kosten für eine ISO-26262-Zertifizierung. (av) ■

Bei Functional-Safety-Analysen auf Multicore-Systemen stoßen traditionelle statische Analy-setools an ihre Grenzen. Tasking bietet eine Lösung, die auf der statischen Analyse von Ob-jektcode basiert, um den Code bereits vor der Ausführung auf Rückwirkungsfreiheit zu über-prüfen. Da das Entwicklungswerkzeug detaillierte Kenntnis über die Prozessoren, Busse, Spei-cher, verwendete Variablen und den Datenfluss besitzt, ist es möglich, fehlerhafte Speicher-zugriffe innerhalb des kompletten Adressraums festzustellen, auch auf Multicore-Systemen.

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Neue Produkte


Abwärts-DC/DC-ControllerFür Synchronbetrieb Ricoh hat mit dem R1272 einen Automotive-qualifizierten Abwärtswandler vorgestellt, der von Manica lieferbar ist. Der Eingangsspannungsbereich reicht bis 34 V, während sich die Ausgangsspannung zwischen 0,7 V und

5,3 V justieren lässt. Für den Betrieb des DC/DC-Controllers R1272 ist zusätzlich ein externer Highside- sowie ein exter-ner Lowside-NMOS-Transistor erforder-lich. Die gesamte Schaltung ist damit in der Lage, Ausgangsströme bis 20 A zu erzeugen. Die Oszillatorfrequenz ist da-bei im Bereich von 250 kHz bis 1 MHz mithilfe eines externen Widerstands

einstellbar und lässt sich mit einem externen Taktsignal synchronisieren, wenn mehrere DC/DC-Wandler in der Stromversorgung zum Einsatz kom-men. Mithilfe einer externen R-C-Kombination lässt sich eine Phasenkom-pensation durchführen. Um den Wirkungsgrad des Wandlers auch unter geringer Last zu optimieren, kann der Baustein von der PWM- auf die VFM-Betriebsart umschalten; es lässt sich aber auch der PWM-Mode fixieren.


LeistungsmessgerätVerbesserte Version Yokogawa präsentiert eine verbesserte Version der fünften Generation der Serie WT300. Die neuen Modelle weisen eine höhere Genauigkeit, neue Messfunktionen und das Modbus/TCP-Protokoll auf, womit die Kommuni-kation zu SPS und die Integration in die Produktionslinien gewährleistet

wird. Die neue WT300E-Modellrei-he hat eine Basisgenauigkeit von ±0,15 % (±0,1 % vom Leistungs-wert, ± 0,05 % vom Effektivwert-Messbereich) für die Wirkleistung in allen Messbereichen. Die Leis-tungsbandbreite beginnt bei DC und erstreckt sich von 0,1 Hz bis 100 kHz. Zusätzlich wurde auch der Einfluss des Leistungsfaktors um Faktor zwei gegenüber den

Vorgängermodellen verbessert (±0,1 % von der Scheinleistung S). Dabei deckt die WT300E-Serie einen Effektivstrom-Messbereich von wenigen Milliampere bis 40 A ab.


Messmodul mit Lemo-2B-SteckernErkennt TEDS-SensorenUm schnell auf veränderte Aufgabenstellungen in der Messtechnik reagieren zu können, unter-stützt Ipetronik mit der Lemo -2B-Version seines Multifunktionsmodul Sx-STG die Verwendung von TEDS-Sensoren (Tansducer Electronic Data Sheet). Dieser unter IEEE-1451.4 definierte Plug-and-Measure-Standard enthält unter anderem Informationen über die Identifikationsnum-mern des Sensors, die Kalibrierung und den Hersteller. Er ermöglicht so die flexible fehler-freie Anpassung des Moduls an neue Sensorpa-rameter. Das Sx-STG erkennt beispielsweise IE-EE-1451.4 Class-2-Sensoren (Mehrdraht-Verbin-dungen, zum Beispiel als Brückensensoren) beim Aufstecken automatisch und liest die sen-sorspezifischen Daten über die TEDS -Verbin-dung aus. Für den Anwender hat das den Vor-teil, dass er die Skalierungsdaten nicht mehr

manuell eingeben muss, kanalspezifische Einstel-lungen wie Modus, Filter, Speisung, Abtastrate und Ähnliches erfolgen über die Messdaten-Erfas-sungs-Software IPEmoti-on. Beim Sx-STG handelt es sich um ein schnelles Modul mit Sensorversor-gung für Anwendungen im Fahrzeuginnenraum. Das Modul unterstützt je Messeingang drei unter-schiedliche Signale: Span-nung, ICP- (Integrated Circuit Piezo-electric) sowie DMS-Sensoren. Die acht Ana-logeingänge decken Messbereiche mit Span-

nungen von ±0,01 V bis ±50 V ab. Jeder Eingang hat seine ei-gene einstellbare Sensorversor-gung bis ±15 V mit bis zu ±45 mA. Die Messdatenausgabe er-folgt per Ethernet beziehungs-weise auf den CAN-Bus. Das Mo-dul hat ein 75 × 119 × 185 mm3 (B × H × T) großes, eloxiertes

Aluminiumgehäuse gemäß Schutzart IP54. Es arbeitet im Tem-

peraturbereich von -40 bis +85 °C. Zur Spannungsversorgung dienen 9

bis 36 VDC

. Alle Messeingänge, Ethernet/CAN und die Modulversorgung sind voll-

ständig galvanisch getrennt.


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SoC zur Ethernet-AVB-ÜbertragungIn Echtzeit Renesas hat mit dem R-Car T2 genannten SoC eine Speziallösung für Kameranetzwerke im Fahrzeug entwickelt, die mit Ethernet AVB arbei-

ten. In Anwendungen wie Infotainment, Instrumen-tencluster und ADAS ermög-licht das IC die Anlieferung hochaufgelöster Videoka-merasignale in Echtzeit. Ein H.264 mit „ultraniedriger Latenzzeit“, so Renesas, ist bereits auf dem Chip integ-

riert, und die Leistungsaufnahme beträgt typischerweise 40 mW. Die ersten Muster sind jetzt lieferbar, während die Massenproduktion im Dezember 2016 beginnen soll.


Genauigkeit ±0,5 %IC zur Konditionierung von Sensorsignalen

Zur Konditionierung von Sensorsigna-len, die von resistiven Voll- und Halb-brücken oder von Temperatursenso-ren (intern oder extern) mit analogem Ausgang stammen, hat ZMDI das ZSSC4151 genannte SSC (Sensor Sig-nal Conditioner) auf den Markt ge-bracht. Ein Verpolungsschutz für Spannungen von ±40 V ist in diesem gemäß AEC-Q100 qualifizierten IC be-reits eingebaut, und bis zu ±100 mA

besteht auch Latchup-Immunität. Es arbeitet im Temperaturbereich von -40 bis +150 °C mit einer Genauigkeit von ±0,5 % und einer Ausgangsauf-lösung von 12 Bit. Die Antwortzeit auf 100 % beträgt 1,1 ms.


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Optischer BandpassFür NIR-KamerasGestenerkennungs- und TOF-Systeme zur 3D-Bilderkennung sowie an-dere Automotive-Kameras benötigen im Fenster der Beleuchtungs-Wel-

lenlänge die bestmög-liche Durchlässigkeit, um so ein möglichst breites Gesichtsfeld zu haben – und zwar un-abhängig davon, ob zur Beleuchtung eine LED oder ein Laser zum Ein-satz kommt. Jenseits der Bandpass-Frequen-zen ist eine besonders

hohe Dämpfung beziehungsweise Blockung der entsprechenden Wel-lenlängen erforderlich, um so die Umgebungsbeleuchtung zu unterdrü-cken und damit einen besseren Kontrast zu erzielen. Das Liechtensteiner Unternehmen Optics Balzers hat jetzt NIR-Bandpassfilter auf den Markt, die innerhalb des Durchlassbands im Nahinfrarotbereich eine Durchläs-sigkeit von über 94 % aufweisen. Dabei bietet das Filterglas eine beacht-liche Flankensteilheit an den Rändern des definierten Durchlassbands, denn binnen 10 nm sinkt die optische Durchlässigkeit von 90 % auf 10 % ab. Optics Balzers liefert die runden Substrate mit einem maximalen Durchmesser von 200 mm.


Flexibles Umschalten von Hover-/Handschuh- auf TouchbetriebTouchscreen-Controller für bis zu 10 Zoll Atmel hat sein Portfolio Automobil-qualifizierter Touchscreen-Controllern der Maxtouch-Baureihe um die Bauteile der mXT641T-Familie erweitert. Die neue Familie wurde für kapazitive Touchpads und Touchscreens von 5 bis 10 Zoll optimiert. Die mXT641T-Bauteile sind die ersten AEC-Q100-qua-lifizierten Controller für Eigen- und wechselseitige Kapazitätstechnologie für den Einsatz in rauen Umgebungen. Die ICs ermöglichen dem Anwen-der einen nahtlosen Übergang zwischen einer Finger-Berührung, Hover- und Handschuh-Berührung, sodass keine manuelle Umschaltung in den Handschuh-Modus mehr notwendig ist, um zwischen Hover- und Hand-schuh-Modus differenzieren zu können.


Automotive-SteckverbinderKompakter Ersatz für 150 mm Molex stellt das abgedichtete 1,20-mm-Steckersystem MXP120 im 4,00-mm-Raster für den Einsatz in rauer Umgebung vor. Für nicht sicher-heitsrelevante Anwendungen im Antriebsstrang und in der Karosserie-

elektronik steht das abgedichtete Steckersystem MXP120 in einem schwarzen Gehäuse zur Verfügung, Stecker und Buchsen für sicher-heitsrelevante Anwendungen ha-ben ein auffälliges gelbes Gehäuse. Neben 1x3-, 1x4- und 1x6-poligen Ausführungen gibt es auch eine

kleine 1x2-polige Version, die den ergonomischen Anforderungen der USCAR-25 entspricht, speziell in Bezug auf die CPA-Schiebefläche. Pkw- und Nutzfahrzeughersteller können die MPX120-Stecker als Ersatz für 150-mm-Kontakte in platzkritischen Anwendungen einsetzen, bei denen Ströme bis 13,0 A fließen.


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Neue Produkte


Mit Power-on-Reset und Window-Watchdog5-V-Spannungsregler Toshiba kündigt zwei neue 5-V-Konstantspannungsregler für Automotive-Anwendungen an. Die TB9005FNG und TB9021FNG genannten Typen ent-halten System-Reset-Funktionen für Mikrocontroller über eine Window-

Watchdog-Funktion. Diese löst einen Reset der MCU aus, sobald ein abnor-maler Zustand erkannt wird, wenn bei-spielsweise der Prozessor in einer Schleife festhängt. Weiteren Schutz lie-fert eine Überstrombegrenzung. Der TB9021FNG weist eine Standby-Strom-aufnahme von typischerweise 30 µA auf. Er enthält einen Ausgangstransis-

tor, der mit 0,2 A belastbar ist. Der TB9021FNG besitzt eine integrierte Temperaturerfassung und ist gegen Verpolung von Ucc und GND ausge-legt. Der TB9005FNG verfügt über eine Überstrombegrenzung, die sich über einen externen Widerstand einstellen lässt, und liefert in Kombinati-on mit einem externen Leistungstransistor einen Ausgangsstrom von über 1 A, während seine typische Standby-Stromaufnahme 90 µA beträgt. Bei-de Bausteine befinden sich bereits in der Serienfertigung.


Für Hybrid- und E-FahrzeugeStromsensor

Melexis erweitert seine MLX91208-Serie pro-grammierbarer Hall-Effekt-Stromsensoren um einen Baustein, der für Ströme bis zu 1000 A geeignet ist. Der MLX91208CAV ist für die sehr hohen Feldstärken in (H)EVs aus-gelegt. Durch die proprietäre IMC-Technik (integrierter magnetischer Konzentrator) können die AEC-Q100-qualifizierten Senso-

ren der MLX91208-Serie den Strom genau messen, ohne dafür sperrige externe ferromagnetischen Kerne zu benötigen, wie sie für herkömmli-che Hall-Effekt-Stromsensoren erforderlich sind. Der Baustein sorgt für die erforderliche galvanische Trennung.


Bedienung selbst mit Handschuhen möglichGebogene Touchpanels jetzt verfügbar

Panasonic hat mit der Serienpro-duktion von kapazitiven Touchpa-nels im Curved-Design für den Au-tomobilmarkt begonnen. Die multi-touch-fähigen Panels steigern die Flexibilität beim Design von Fahr-zeug-Cockpits und verbessern die Bedienbarkeit von Navigationssys-temen. Sie verfügen über beson-ders sensitive Foliensensoren, bei denen sogar eine Bedienung mit Handschuhen möglich ist.


Für das Laden über USBSynchrone AbwärtsreglerMit den Bausteinen A8652 und A8653 bringt Allegro Microsystems zwei Regler-ICs für das Laden über die USB-Schnittstelle auf den Markt. Die bei-den synchronen Abwärtsregler liefern Ausgangs-Dauerströme von 1 A

(A8652 für USB2) beziehungsweise 2,6 A (A8653 für USB3) und eine ge-naue Lastregelung über einen Ka-belstrang, ohne dass hierfür Remo-te-Sense-Leitungen erforderlich sind. Dabei erzielen die Bausteine ±2 % Genauigkeit bei 500 mV Kor-rektur. Ein dynamischer Überspan-nungsschutz ist in diesen für einen

Eingangsspannungsbereich von 4,0 bis 36 V spezifizierten gemäß AEC-Q100 zertifizierten Bausteinen bereits eingebaut. Selbst wenn die Ein-gangsspannung bis auf 2,6 V abfällt, bleiben die Abwärtsregler in Betrieb, während sie andererseits auch Spannungsspitzen von 40 V aushalten. Die Schaltfrequenz lässt sich zwischen 100 kHz und 2,2 MHz einstellen, wobei für ein besseres EMV-Verhalten auch Frequenz-Dithering möglich ist.


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Sensor und mehrHochvoltschaltboxDie Hochvoltschaltbox von Dräxlmai-er fungiert im Elektro- oder Hybridfahr-zeug als Schnittstelle zwischen den Batterie-zellen eines Speichersystems und dem Hochvolt-bordnetz. Sie umfasst Trennelemente, Absicherung, eine hochpräzise Messtechnik und die sicherheitsrelevante Steuerelektronik. Herzstück der rund 2,6 kg „schweren“ Hochvoltschaltbox ist ein Strom-Spannungs-Sen-sor, der präzise Daten für das Batteriemanagement liefert und „eine sehr genaue Bestimmung des Ladezustands der Hochvoltbatterie und damit der Reichweite des Fahrzeugs“ liefern soll. Die Box enthält neben dem Strom-Spannungs-Sensor und der Ansteuerung für die elektrische Hei-zung des Hochvoltspeichers weitere elektrische Komponenten, die für das Öffnen und Schließen der Hochvoltstrompfade, das kontrollierte Starten des Fahrzeugs sowie die Absicherung im Fehlerfall verantwortlich sind. Durch die konstruktive Auslegung der Box werden die Komponenten zu-dem einer niedrigen mechanischen und thermischen Belastung ausge-setzt, wodurch sich eine hohe Lebensdauer ergibt. In den BMW -Modellen i3, 3er, 5er und 7er Active Hybrid ist die Box bereits im Serieneinsatz.


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Multi-GNSS-ModulAuch für Assisted-GPS und SBAS Telit bietet mit dem Jupiter SE873 nach eigenen Angaben „das derzeit fortschrittlichste GNSS-Modul auf dem Markt“ an. Ein QFN-Modul mit den Abmessungen 7 × 7 × 1,85 mm3 beherbergt den kompletten GNSS-Emp-

fänger, der mit SQI-Flashspeicher, integriertem Signalverstärker (LNA), AOW-Filter und Echtzeituhr ausgestattet ist. Das Modul unter-stützt neben A-GPS (autonom und serverbasiert) auch SBAS (Satellite Based Augmentation System). Dies verkürzt die Zeit bis zur ersten Po-sitionserkennung (TTFF) und ver-

bessert gleichzeitig die Genauigkeit der Positionsbestimmung. Die A-GPS-Daten werden dabei im Flashspeicher abgelegt und sind somit auch nach einer vollständigen Unterbrechung der Stromversorgung wieder verfüg-bar. Jupiter SE873 unterstützt das gesamte GNSS-Spektrum: GPS, Glonass sowie Beidou und Galileo. Zudem bietet es simultanes, stromsparendes Tracking per GPS und Glonass oder per GPS und Beidou. Zukünftig können Nutzer außerdem neue Funktionen hinzufügen.

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Management Frisch vom Lederer


Kultur ist etwas Feines. Denken Sie nur einmal an Esskultur, Wohn-kultur, Sprachkultur und so wei-

ter. Dahinter stecken ein Selbstverständ-nis, zugehörige Werte und erlernte Fähig-keiten, die so tief verankert sind, dass wir uns jederzeit darauf verlassen können. Genauso ist es mit der Unternehmens-kultur. Wenn Sie Aussagen der Art „Bei uns geht das so…“ oder Adverbien wie „immer“, „nie“ und ähnliche hören, dann können Sie davon ausgehen, dass von Ver-fahrens- und Verhaltensweisen die Rede ist, die Unternehmenskultur sind.

„Bei uns wird immer eine Gate-Review durchlaufen, bevor die nächste Entwick-lungsphase beginnt“ – das ist so, wird nicht in Frage gestellt und selbst unter Stress und Zeitnot eingehalten. Genau das ist der Vor-teil: Kultur funktioniert auch im Schlaf und ermöglicht verlässliche Performance. Stan-dards wie Automotive SPICE, ISO 26262 oder CMMI fordern eine Kultur, die die Produktqualität hoch und Risiken gering hält. Das ist auch die Hoffnung, wenn

OEMs auf die Erfüllung dieser Standards durch ihre Zulieferer pochen und nachhal-tige Verbesserungen erwarten. Frontloa-ding, Systematik, Planung, Prognostizier-barkeit, Transparenz sind Stichworte dazu. So weit, so klar – sollte man meinen. Und doch wird es genau hier spannend. Es drängt sich nämlich die Frage auf: Will die Automobilindustrie diese Kultur wirklich?

Glaubhafte Rahmenbedingungen sind entscheidendSchauen wir uns die Praxis an. Dort sind regelmäßig anzutreffen: Späte Vergaben, die Entwicklungszeiten auf „nicht mach-bar“ verkürzen. Demgegenüber das Man-tra des nicht verschiebbaren SOPs – ver-ständlich bei all dem, was daran hängt, bis hin zur Wettbewerbsposition, doch nicht vereinbar mit späten Vergaben. Wei-ter geht es mit Anforderungsspezifikati-onen, die Lösungsdetails vorgeben, dazu Berge von mitgeltenden Unterlagen, die sprichwörtlich den Wald hinter lauter Bäu-men verbergen. Staffing von Projekten mit

bewusster Unterdeckung in der Startpha-se und vieles mehr. Die Liste ließe sich noch lange fortsetzen. Dass diese Rah-menbedingungen nicht zur geforderten Kultur passen, ist offensichtlich. Sie führen zu hektischer Betriebsamkeit und mancher Bastelei, statt zu Frontloading und Syste-matik. Sprunghaft angestiegene Rückru-fe sprechen ihre eigene Sprache dazu.

Was ist zu tun? Mein Tipp: Wenn Ihnen die beschriebene Kultur wichtig ist, dann arbeiten Sie daran, glaubhafte Rahmen-bedingungen dafür zu schaffen, sowohl in Ihrem eigenen Unternehmen als auch zusammen mit Ihren Kunden und Liefe-ranten. Erst dann kann die Kultur voll entfalten, was in ihr steckt: Verlässliche Performance bei geringen Risiken. Ich wünsche Ihnen ein gutes „Händchen“ dafür! (av) ■

Performance braucht KulturDr. Lederers Management-Tipps

Autor Dr. Dieter Lederer Unternehmensberater, Keynote-Speaker und Veränderungsexperte.

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Impressum/Verzeichnisse


Dräxlmaier 19dSPACE 7HK Wentworth 41INGUN 13Inova 49

LEAR 2. USMack Brooks 63MathWorks 31MCD 45Mentor 29

Microchip 35MICRONAS 33Munich Expo 55PLS 61Pöppelmann 21

Renesas 3Rosenberger 5secunet 11Softing TitelseiteSüddeutscher Verlag 3. US

Synopsys 27Taiwan External Trade 51TE Connectivity 59Toshiba 9

TRW 47Vector 4. USVötsch 25ZMDI 39

AB Elektronik 32Alfa Romeo 12Allegro 64Altium 60Apple 10Arc-Core 13ASAM 12Atmel 12, 63Audi 12, 36, 46, 52, 56BASF 12Batteryuniversity 8Bitkom 10Blackberry 28BMW 12, 46, 52, 64Borgward 46Borg-Warner 12Bosch 10, 24, 46, 52, 56Bowers & Wilkins 12

Chevrolet 12Continental 10, 12, 46, 56CSC 12Daimler 12, 46, 52Delphi 46Denso 46Dialog 12Dow Corning 44Dräxlmaier 64dSPACE 10Elektrobit 46Embedded Brains 38Escrypt 24Faurecia 46Ferrari 12Flexera 12Ford 6, 56Global NCAP 12GM 12

Google 10, 36Gore 18Green Hills 12Harman 12Hella 12Here 11Hirschmann 22Hyundai 12Ibeo 52IHS Automotive 28Infineon 12, 46, 60Infinity 12Inova 12Inrix 12, 56Intel 10, 12, 52Intelligent Memory 9Ipetronik 62JBL 12Johnson Controls 46KIT 52

Kithara 12Kostal 46Kunststoffe Helmbrechts 40Land Rover 46Lemo 62Leoni 12, 46LG Chem 12LPKF 40Luxsoft 12Manica 62Marquardt 6Maserati 28Maxim 12MCD Elektronik 42Melexis 64Memphis 9Mennekes 12Method Park 12Microchip 12

Microsoft 12, 14, 56Mid-Tronic 40Mitsubishi 46Mobileye 52Molex 63National Instruments 14Nuance 12Nvidia 46Opel 12, 46Optics Balzers 63Osram 35, 52Otti 8Panasonic 64Parkme 12Preh 12, 46, 56PSA 12, 46QNX 28, 56Renesas 8, 12, 62Ricoh 62

Rohm 12RWTH Aachen 11Samsung SDI 12Secunia 12Seeo 46Sick 52Siemens 46, 56Softing 3, 14SV-Veranstaltungen 8Tasking 60Technisat 56TE Connectivity 12Telit 64Tesla 46Thunder Power 46TI 52Tidal 12Toluna 12Toshiba 46, 64Toyoda Gosei 12

Toyota 12, 52Ubitricity 56Valeo 10, 12, 46, 52VDA 3VDE 12, 13VDI Wissensforum 10Vector Informatik 12Vector Software 12Velodyne 52Volvo 46, 56VW 3, 12, 22, 46, 52, 56West Virginia Tech University 3Yokogawa 62Yuasa 46ZF 52, 10, 12, 13, 46ZMDI 62ZVEI 6

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REDAKTION

Chefredaktion: Dr.-Ing. Achim Leitner (lei) (v.i.S.d.P.) Tel: +49 (0) 8191 125-403, E-Mail: [email protected]

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www.automobil-elektronik.deISSN 0939-532613. Jahrgang 2015

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Arima, Koji 46Benz, Thomas 13Biermann, Peter 14Bischoff, Michael 46Buhl, Jörg 13Daum, Uwe 22Davis, Douglas L. 52Delagi, Gregory 52Denner, Volkmar 46

Dörfler, Thomas 38Eimers-Klose, Dörte 56Frädrich, Markus 32Franke, Uwe 52Gouic, Brice Le 44Grote, Christoph 52Haiss, Thilo 18Hecht, Andreas 56Hiebl, Johann 56

Hudi, Ricky 12Jegl, Stephan 6Keith, Markus 56Kellerwessel, Christof 56Kleiner, Franz 13Kohlschmidt, Peter 56Krekels, Hans-Gerd 10, 52Lederer, Dieter 65Matschi, Helmut 46

Meder, Klaus 52Merkel, Angela 46Michels, Karsten 56Müller, Thomas M. 56Nader, Ralph 6Odälv, Michael 13Ortmann, Stefan 52Owens, Jeff 46Pfletschinger, Markus 22

Rühl, Stefan 32Schäfer, André 32Schlemminger, Jan 60Schneider, John 56Sirch, Martin 14Stadler, Rupert 46Stass, Stephan 52Steiner, Peter 56Stützle, Rupert 56

Tarabia, Jean-François 52Tatje, Joachim 42Trier, Wolfgang 14West, Steve 28Winterkorn, Martin 3Wissmann, Matthias 3Wolf, Marko 24Zeyn, Michael 56Ziegel, Matthias 14

Personen

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2. JAHRESKONGRESS

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Veranstaltungsforum Fürstenfeld, Fürstenfeldbruck bei München

DAS VERNETZTE AUTONEUE WEGE FÜR KOMFORTABLERE MOBILITÄT

01. und 02. Dezember 2015

SCHWERPUNKTTHEMEN» Welche Rahmenbedingungen schafft das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMWi)?

» OEMs berichten über zukunftsweisende Lösungen für die Vernetzung von Fahrzeugen sowie für das (teil)-autonome Fahren

» Herausforderungen für die Validierung und die sicherheitsrelevanten Technologien

» Cloud, Interaktion neuer Apps erhöhen Kundennutzen

» Big Data – Sicherung der Daten und Datenschutz

Eine Veranstaltung von:

© iStock / nadla / Argonavt

KEYNOTES

Dr. Peter SteinerAudi Electronics Venture GmbH

Dr. Werner HuberBMW Group

Vera SchmidtMercedes-Benz North America (USA)

Dr. Tobias MiethanerBundesministerium für Verkehr und dig itale In-frastruktur

Ralf LenningerContinental Automotive GmbH

Christof HellmisHERE Deutsch land GmbH (a Nokia Company)

» Adam Opel AG

» Audi Electronics Venture GmbH

» Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur

» BMW Group

» Continental Automotive GmbH

» Daimler AG

» Deutsche Telekom AG

» IAV GmbH

» KATHREIN Automotive GmbH & Co. KG

» Leopold Kostal GmbH & Co. KG

» Mercedes-Benz R.D. North America

» Novero Group

» Porsche Engineering Group GmbH

» Robert Bosch Car Multimedia GmbH

» Valeo Schalter und Sensoren GmbH

» Volkswagen AG

KONGRESSLEITUNG» Reinhold Mertens, ehem.

Elektrobit Automotive GmbH

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