Es ist noch nicht allzu lange her, da mussten Fahrzeuge hauptsächlich optisch glänzen und durften gerne auch dynamisch sein. Vor allem aber musste die Marke den Anspruch erfüllen, wertbeständig zu sein und den Kunden zuverlässig von A nach B zu bringen – eine Selbstverständlichkeit für aktuelle Fahrzeuge. Verkaufsargumente heute sind Umweltfreundlichkeit, Ökonomie und in hohem Maße Sicherheits- und Komfortfunktionen.

Bild 1: Der Datenlogger Bluepirat Rapid verfügt über eine Vielzahl an Schnittstellen. Dadurch lässt sich die Anzahl des notwenigen Testequipments dadurch auch der Stromverbrauch deutlich reduzieren.

Bild 1: Der Datenlogger Bluepirat Rapid verfügt über eine Vielzahl an Schnittstellen. Dadurch lässt sich die Anzahl des notwendigen Testequipments, dadurch auch der Stromverbrauch, deutlich reduzieren. Magna Telemotive

Fahrerassistenzsysteme in unterschiedlichen Stufen, Navigationslösungen, Infotainment und nahtlose Mobilgeräte-Integration spielen eine zentrale Rolle beim Fahrzeugkauf. Um diesen Anforderungen entsprechen zu können, verwandeln sich viele Fahrzeugarchitekturen in verteilte, heterogene und parallele Computersysteme. Vermehrt wird hier massiv auf Automotive-Ethernet-Verbindungstechnik gesetzt, aus Kosten- und Entwicklungszeitgründen, verbunden mit zahlreichen existierenden Fahrzeug-Bussystemen wie CAN-FD/HS, LIN und Flexray. Klassische IT- und Telekommunikations-Protokolle finden Einzug in die Fahrzeuge, müssen verstanden und implementiert werden. Parallel zu den technischen Herausforderungen steigt auch die Zahl der Modellvarianten, getrieben auch durch Hinzunahme zusätzlicher Antriebstechnologien bei Hybrid- und Elektromodellen.

Immer kürzere Entwicklungszeiten

Durch den hohen Innovationsdruck müssen trotzdem gleichzeitig die Entwicklungszeiten für neue Funktionen in den Steuergeräten immer kürzer ausfallen. All diese technischen Faktoren verbunden mit dem enorm gestiegenen Kostendruck auf die Entwicklungsaufwände erfordern neue Methoden und Prozesse. Den Komponententests und der Fahrzeugabsicherung kommt dabei eine entscheidende Rolle zu, denn der Zeitaufwand für den Test der einzelnen Steuergeräte plus deren Integration in die Fahrzeugarchitektur übersteigt typischerweise den tatsächlichen reinen Entwicklungsaufwand um ein Vielfaches.

Zunehmend wichtig wird in diesem Zusammenhang auch die Menge der Testdaten pro Testfahrt. Speziell durch den vermehrten Einsatz von Automotive Ethernet mit seinen hohen Datenraten und durch seine Punkt-zu-Punkt-Architektur steigt sowohl die Menge der aufzuzeichnenden Daten als auch die Menge der Aufzeichnungsstrecken. Jede Automotive-Ethernet-Verbindung zwischen zwei Steuergeräten wird einzeln aufgezeichnet. Werden beispielsweise nur zehn 100 Mbit/s Automotive-Ethernet-Strecken aufgezeichnet und bidirektional auch nur zu 30 Prozent belastet, fallen an einem achtstündigen Testtag allein dadurch bereits 2 TByte Nettodaten an – pro Fahrzeug! Schon der Download dieser Daten kostet Stunden wertvoller Entwicklungszeit.

Testdaten beherrschen

Der Schlüssel zum Erfolg liegt daher in der Beherrschung und zielgerichteten Auswertung von Testdaten. Je schneller eine Abweichung im Fahrbetrieb oder am Teststand einem bestimmten Steuergerät zugeordnet wird, desto schneller können Entwickler den Fehler beheben.

Die dreiteilige Absicherungslösung von Magna verkürzt die Kette von der Testfahrt zum Entwickler und spart dem Entwickler so Zeit und Kosten. Anstatt dem Anwender rohe Testdaten zu liefern, die mit viel Aufwand vom Entwickler aufzubereiten und zu analysieren sind, ist hier das Ziel, dem Anwender möglichst viele Nebenaufgaben abzunehmen. So können sich die Entwickler voll auf ihre Kernaufgabe, die Designanalyse und -anpassung, konzentrieren.

Datenaufzeichnung

Bild 2: Die Software bereitet die Testdaten grafisch auf und verknüpft sie zeitlich, sodass sich Videoaufnahmen exakt mit Kommunikationsdaten in Verbindung bringen lassen.

Bild 2: Die Software bereitet die Testdaten grafisch auf und verknüpft sie zeitlich, sodass sich Videoaufnahmen exakt mit Kommunikationsdaten in Verbindung bringen lassen. Magna Telemotive

Teil eins ist die Aufzeichnung der Fahrzeugdaten. Damit eine möglichst vollumfängliche Analyse der Datenkommunikation unterschiedlichster und unabhängig voneinander agierender Steuergeräte (ECU) möglich ist, benötigen die Entwickler Informationen über den Inhalt der Kommunikation, Details zur Übertragung und natürlich den exakten Zeitpunkt der parallelen Kommunikation. In stark steigendem Maß kommen dabei neben kostenoptimierten „traditionellen“ Bussystemen nun Schnittstellen mit hohen Datenraten wie Automotive Ethernet zum Einsatz. Auf diese Kombination ist der Hochleistungs-Datenlogger Bluepirat Rapid (Bild 1) spezialisiert.

Der Logger bietet ein breit aufgestelltes Schnittstellenpaket in einem kleinen und robusten Gehäuse. Über ein einziges Gerät lassen sich schnell und ohne großen Einbauaufwand gesendete Datenpakete wahlweise selektiv oder vollständig auf Automotive Ethernet, CAN-FD/HS, LIN, UART/RS232 und Flexray aufzeichnen. Neben der verlustfreien Aufzeichnung wird außerdem sichergestellt, dass die Aufzeichnung keinen Einfluss auf die Kommunikation der Steuergeräte untereinander hat. Besonders wichtig ist dies bei Schnittstellen wie Automotive Ethernet, bei denen architekturbedingt der Datenlogger in die Verbindung eingeschleift wird.

Hier stellt der Datenlogger sicher, dass keine Beeinträchtigung der Kommunikation der Pakete sichtbar wird. Liefert ein Steuergerät zum Beispiel fehlerhafte Ethernet-Daten, so leitet der Datenlogger diese ohne Veränderung weiter. Über die reine Datenaufzeichnung hinaus spiegelt der Datenlogger auch den Status der Schnittstelle, um darüber hinaus Signalisierungsinformationen auf unterster Leitungsebene an die Steuergeräte weiterzuleiten. Versucht zum Beispiel ein Steuergerät durch Abschalten des Ethernet-Links dem verbundenen Gerät einen Übergang in den Ruhemodus anzuzeigen, wird diese Fahrzeugnetzwerkfunktion vom Bluepirat Rapid nicht beeinträchtigt.

Mehr Schnittstellen, weniger Equipment

Durch die Vielzahl von Steuergeräten im Fahrzeug ist es von besonderem Interesse, möglichst wenig zusätzlichen Stromverbrauch durch Messequipment zu erhalten. Weniger Messgeräte sind hier von Vorteil. Der Bluepirat Rapid ist auf möglichst geringen Stromverbrauch optimiert und durch seine große Schnittstellenzahl verringert sich die Zahl der nötigen Datenlogger auf ein Minimum.

Im kontinuierlich fortschreitenden Projekt ändern sich die Zielsetzungen der Fahrzeugtests. Der Einbau von Messequipment wie Datenlogger in Testfahrzeuge ist zeitintensiv. Neue Kabelverbindungen werden gelegt und zur Sicherheit im Fahrbetrieb kommen spezielle Testracks zum Einsatz. Änderungen der Testinfrastruktur im Fahrzeug gilt es daher zu vermeiden. Die große Anzahl von Schnittstellen des Datenloggers trägt dieser Anforderung ebenso Rechnung wie seine lüfterlose Funktion und die optional redundant auslegbare Stromversorgung. Ohne zusätzliche Installationszeit lässt sich der Datenlogger damit sowohl während Akustiktests einsetzen als auch bei Start/Stopp-Analysen, bei denen das Messequipment zusätzlich separat versorgt wird.

Datenanalyse

Teil zwei der Lösung ist die schnellstmögliche Datenanalyse der aufgezeichneten Schnittstellendaten über eine separate Softwarelösung. Hier erfolgt die Aufbereitung und Auswertung der Rohdaten der Kommunikation auf den unterschiedlichen Schnittstellen.

Die Software (Bild 2) bereitet die Testdaten grafisch auf und verknüpft sie zeitlich. Damit lassen sich zum Beispiel Videoaufnahmen von der Fahrsituation und/oder der Umgebung zeitlich exakt mit Kommunikationsdaten zwischen Steuergeräten und Diagnoseinformationen der angeschlossenen Geräte in Verbindung bringen. Dadurch ist es einfach und schnell möglich, die Ursachen für Abweichungen im Fahrbetrieb zu finden und diese dem richtigen Steuergerät zuzuordnen. In Bild 2 oben wird dieser direkte Zusammenhang dargestellt. Die automatische Reduktion der Datensätze auf die relevanten Teile reduziert Folgekosten sowie den Zeitaufwand zur Fehleranalyse deutlich.

Eck-Daten

Entwickler müssen viele neue Funktionen in immer kürzerer Zeit ins Auto integrieren. Besonders zeitraubend ist hierbei die Aufbereitung und Auswertung vieler Terabyte an Test-Rohdaten. Ein dreistufiges Absicherungskonzept bestehend aus Datenaufzeichnung, Datenanalyse und einer Systemlösung hilft dabei, den Aufwand zu reduzieren, Testdaten zu beherrschen und die Entwicklung zeitgerecht auf den Markt bringen zu können. Individuelle Dienstleistungs- und Outsourcing-Lösungen entlasten den Entwickler zusätzlich und reduzieren die Entwicklungskosten.

Durch die große Anzahl von Steuergeräten im Fahrzeug und die dadurch auch zahlreichen unterschiedlichen Hersteller wird die Datenanalyse üblicherweise von einer größeren Anzahl von Entwicklern durchgeführt. Damit ist es im Hinblick auf kurze Einarbeitungszeiten und schnelle Entwicklungszyklen wichtig, dass die benötigten Tools einfach und intuitiv zu bedienen sind. Die Magna-Telemotive-Analyse-Software folgt diesem Konzept, um die tägliche Arbeit zu erleichtern. Vollständig grafisch orientiert lässt sich per Mausklick die gewünschte Buskommunikation auswählen und mit anderen Informationen, zum Beispiel der zugehörigen Videoinformation, optisch verknüpfen. Im Entwicklungsprozess steht das Test-Rack beziehungsweise das Testfahrzeug nicht immer unmittelbar zur Verfügung. Um den Entwicklungsablauf dadurch nicht zu verzögern, lässt sich neben der Online-Analyse der Datensatz jederzeit offline analysieren.

Systemlösung

Teil drei der Absicherungslösung besteht aus einer frei skalierbaren Auswahl an Dienstleistungen. Diese ist von reiner Bereitstellung der Absicherungstools bis hin zum Full-Service-Paket je nach Anwenderanforderung bündelbar.

Zur Optimierung der Arbeitsabläufe und Verkürzung von Testzeiten ist es entscheidend, dass alle Komponenten nahtlos ineinandergreifen und so viel wie möglich automatisiert bearbeitbar ist. Jeder Fahrzeughersteller, jeder Hersteller von Komponenten besitzt eine etablierte Testinfrastruktur. In enger Zusammenarbeit entwickeln Magna-Ingenieure die genau passende Lösung, um existierende Tool- und Prozess-Umgebungen optimal an die selektierte Datenlogger-Infrastruktur anzupassen. Das Magna Telemotive Test Automation Framework (TTA) ist dafür geeignet, Testzeiten von zum Beispiel Steuergeräte-Tests durch den Umstieg von manuellen Tests auf automatisiertes Testen zu verringern.

Auf Wunsch kann zusätzlich das kundeninterne Test-Haus durch Outsourcing sowohl von Teststellungen als auch der Synchronisation mit den Herstellern der unterschiedlichen Komponenten entlastet werden. Dies bündelt Datenlogger-Know-how, Software-Know-how sowie Testinfrastruktur und verkürzt die Wege. Fällt während des Testens eine Auffälligkeit auf, manuell oder automatisiert mit TTA, lassen sich mithilfe der Datenlogger-Traces und der Analyse-Software die relevanten Daten extrahieren und analysieren. Auf Basis entsprechender Reports geschieht dann gemeinsam die Definition der notwendigen Aktionen. Dies ermöglicht es Anwendern, sich auf die Kernaufgaben zu konzentrieren und den internen Aufwand für Testaufgaben – ein Großteil der Entwicklung – signifikant zu reduzieren.

Fazit

Um dem steigenden Innovationsdruck gerecht zu werden, zeitgerecht neue Funktionen und Fahrzeugmodelle vollständig abgesichert auf den Markt bringen zu können, ist es entscheidend, neue Wege bei der Absicherung der Fahrzeuge zu gehen. Magna Telemotive bietet hierzu ein abgestuftes Modell zur Unterstützung, angefangen von flexiblen Datenloggern für die Analyse des Datenverkehrs auf dem Mix aktueller Fahrzeugschnittstellen, über Datenanalyse-Software zur Beherrschung der heutigen hochparallelen Vorgänge im Fahrzeug, bis hin zu individuellen Dienstleistungs- und Outsourcing-Lösungen mit dem Ziel, die Fahrzeugentwicklung zu entlasten, dabei Entwicklungskosten zu sparen und termingerecht ausliefern zu können.