Komplexität von Fahrzeugen als Teil des Internets der Dinge managen

Mit einer Toolkette von IAV lässt sich die Buskommunikation validieren und zielgerichtet optimieren

Weiter steigende Anforderungen an Sicherheit und Komfort im Fahrzeug führen zu immer größeren Datenströmen im Fahrzeug. Denn um neue Fahrzeugfunktionen darstellen zu können, müssen die Automobilhersteller mehr Steuergeräte implementieren und im Datenbussystem des Fahrzeugs vernetzen. Hinzu kommt die immer stärkere Vernetzung des Fahrzeugs mit der Umgebung im sogenannten Internet der Dinge. Doch wie kann die wachsende Komplexität in der Entwicklungsphase gemanagt werden? Mit einer umfassenden Toolkette von IAV lässt sich die gesamte Kommunikation im und mit dem Fahrzeug effizient auswerten und zielgerichtet optimieren.

Noch vor wenigen Jahren umfasste die Datenkommunikation im Fahrzeug wenige Megabyte. Bei heutigen Standard-Bussystemen macht das Volumen schon mehrere Gigabyte aus. „Künftig gehen wir vom Terrabytebereich aus, wenn neben der Fahrerassistenz beispielsweise die C2X-Kommunikation, also der Datenaustausch mit anderen Fahrzeugen oder der Infrastruktur, und die Einbindung des Fahrzeugs in das Internet der Dinge hinzukommen“, so Björn Steffen, Fachbereichsleiter Mobility bei IAV. Damit die Buskommunikation zur Realisierung aller Fahrzeugfunktionen später im Serienfahrzeug problemlos abläuft, muss sie in der Entwicklungsphase validiert und freigegeben werden. „Schon seit rund zehn Jahren haben wir dafür unsere Toolkette aus IAV-Messdatenplattform und IAV-AMeDA erfolgreich im Einsatz“, erklärt Björn Steffen. Viele namhafte OEMs untersuchen mit ihrer Hilfe die Datenströme im Fahrzeug, analysieren Unstimmigkeiten und beseitigen Fehler in der Buskommunikation. In Summe wurden damit bis heute über 100.000.000 Kilometer Wegstrecke von mehr als 20.000 Fahrzeugen auf fünf Kontinenten ausgewertet.

IAV-Tool AMeDA schafft Ordnung im Datenwirrwarr

Die Toolkette von IAV teilt sich in das Messdatenmanagement der im Fahrzeug aufgezeichneten Informationen und deren anschließende Auswertung auf. Ein Datenlogger, der an zentraler Stelle an das Gateway des Fahrzeugbussystems angeschlossen wird, erfasst die Kommunikationsdaten und speichert sie ab. Das eigentliche Know-how der Methodik steckt in der folgenden Auswertung der Daten mit der Analysesoftware AMeDA (Automatisierte Messdatenauswertung) von IAV: Das Programm entwirrt das Datenknäuel der Buskommunikation und ordnet die Signale den einzelnen Steuergeräten oder Fahrfunktionen zu. Dabei kann die Software so gut wie alle Datenformate, die im Fahrzeug Anwendung finden, verarbeiten. Björn Steffen: „Wir arbeiten ausschließlich mit den unkonvertierten Rohdaten, sodass eine Rückverfolgung der Messwerte jederzeit möglich ist“. Die IAV-Messdatenplattform ist webbasiert und weltweit per Internet erreichbar. Das ist insbesondere bei international verteilten Entwicklungsteams ein entscheidender Vorteil, der bei der Zusammenarbeit Zeit und Kosten einspart. Zudem verwaltet die Plattform neben den Messungen auch die Testfahrzeuge sowie deren Messgeräte und Konfigurationen. Damit stehen allen Nutzern die wichtigen Informationen für ihre Analysen gleichzeitig zur Verfügung.

Umfassendes Leistungsspektrum aus einer Hand

Um eine effiziente und schnelle Datenanalyse zu gewährleisten, bietet IAV den Kunden eine umfassende Beratungsleistung. „Vor Projektstart besprechen wir mit den Kunden ganz genau, welche Informationen zur Verfügung stehen und welche Untersuchungen durchzuführen sind. Wir stellen dann das richtige Paket für diese Entwicklungsaufgabe aus dem Methodenbaukasten zur Verfügung. Beispielsweise beraten wir beim Projektmanagement bei der Frage, wie die Messtechnik eingebunden werden muss, und helfen bei der Integration der Systeme zur Messdatenerfassung im Fahrzeug“, fasst Björn Steffen zusammen.

Darüber hinaus bietet IAV auf Kundenwunsch ein umfangreiches Leistungsspektrum bei der Datenanalyse. Die Kunden profitieren dann von der großen Erfahrung bei der Messdatenauswertung und zudem vom IAV-Knowhow als Entwicklungsdienstleister bei der Problemerkennung und -beseitigung. Auf diese Weise konnte IAV beispielsweise einem Kunden helfen, die Signale verschiedener Temperatursensoren für das Thermomanagement des Fahrzeugs richtig zu deuten und zu verknüpfen.

Schnellere Ergebnisse durch Schwarmintelligenz

„Bei der Weiterentwicklung unserer Toolbox müssen wir den Kundenwünschen immer einen Schritt voraus sein, damit wir auch für neue Herausforderungen eine valide Lösung parat haben, die dem Kunden weiterhilft“, erklärt Björn Steffen. Dazu kooperiert IAV zum einen intensiv mit den großen Messtechnikherstellern und implementiert neue Datenprotokolle, zum anderen werden neue Methoden zur Messdatenanalyse erarbeitet, wie die Mustererkennung in den riesigen Datenmengen.

Ein nächster Entwicklungsschritt ist die stärkere Nutzung des Fahrzeugs als Sensor. Beispielsweise könnten ungewöhnliche Bewegungen im Fahrwerk, die von einem Schlagloch stammen, mittels Sensorik aufgenommen und über eine Datenwolke an andere Fahrzeuge der Testflotte gemeldet werden. Die Interpretation dieser Informationen erfordert ein großes Maß an Gesamtfahrzeugverständnis unter Berücksichtigung der vorliegenden Umgebungsbedingungen. Mittels Schwarmintelligenz ließen sich dann die Informationen vieler Fahrzeuge zur Analyse verknüpfen, sodass schneller aussagekräftige Ergebnisse vorlägen. Gezielt könnten so Funktionen im Fahrzeug ausgelöst werden, wie eine Adaption des Fahrwerks an schlechte Straßenverhältnisse. Björn Steffen: „Das ist keine Zukunftsmusik, sondern schon bald Realität. In diesem Jahr haben wir ein Prototypfahrzeug aufgebaut und auf Messen ausgestellt, das über diese Übermittlungstechnik verfügt.“ Zukunftsweisend ist auch eine andere Idee, die zur Erweiterung des Leistungsspektrums in die Toolkette integriert werden soll. Der Fokus liegt dabei auf einer besseren Nutzung der im Test erhobenen Daten. Schon im Fahrzeug sollen dazu künftig Simulationen durchgeführt werden, die auf den real ermittelten Messdaten basieren und die Realsituation „nachfahren“. „Grundvoraussetzung ist neben dem entsprechenden Simulationsequipment im Fahrzeug eine Datenauswertung, die annähernd in Echtzeit abläuft“, gibt Björn Steffen einen Blick in die Zukunft.