Lehre

Pflichtfach 1. Semester Master Elektrotechnik, Vertiefungsrichtung Fahrzeugelektronik,  (2V, 1Ü, 1P, 5 CP)

Lernziele:

Die Studierenden lernen das Mess- und Kalibrierverfahren in der Entwicklung von automobilen Steuergeräten kennen und anzuwenden.

Sie lernen dabei ihre Kenntnisse in der modellbasierten Softwareentwicklung, der Regelungstechnik und der Fahrzeugelektronik im Rahmen der Applikation von Steuergeräten miteinander zu verknüpfen.

Inhalte:

Folgende Themen werden in diesem Modul behandelt

• ASAM Standards und Tool-Landschaft
• XCP Protokoll und A2L Standard
• Kalibrierwerkzeuge und Verstellmethoden
• ECU-Datenstrukturen und ihre Applikation
• Modellbasierte Implementierung von Regelungsmethoden
• Reglerabstimmung und Einstellstrategien
• Zustandsraumbasierte Regelungen
• Weiterführende Applikationsmethoden und Tools (z.B. DoE)

Im vorlesungsbegleitenden Praktikum werden der Umgang mit Kalibrierwerkzeugen, die Implementierung von typischen Steuergerätestrukturen mit Matlab/Simulink und die Applikation eines Reglers am praktischen Beispiel erlernt.

Für die Prüfung zwingend notwendig ist das erfolgreich absolvierte vorlesungsbegleitende Praktikum.

Kenntnisse in Fahrzeugsoftware, µC-Programmierung und Regelungstechnik werden vorausgesetzt.

Literaturempfehlung:

Schäuffele, Zurawka, Automotive Software Engineering, Springer/Vieweg

Lunze, Regelungstechnik I+II, Springer

ASAM MCD MC Standards

Pflichtfach 4. Semester Elektrotechnik, Vertiefungsrichtung Fahrzeugelektronik, Wahlfach aus dem Katalog B für die anderen Vertiefungsrichtungen (2V, 2Ü, 1P, 6 CP) [Sommersemester]

Lernziele:

Die Studierenden lernen typische Softwarearchitekturen automobiler Steuergeräte auf unterschiedlichen Ebenen kennen und eigenständig zu programmieren. Dabei wird neben der Fahrzeugsoftware selbst auch die Methodik und die Handhabung branchenüblicher Entwicklungswerkzeuge erlernt.

Inhalte:

Folgende Themen werden in der Vorlesung behandelt:

• µC Grundlagen inkl. Programmierung in Assembler und C
• µC Peripherie, Interrupts und Betriebssysteme
• Modellerstellung und Codegenerierung mit Matlab/Simulink
• Grundlagen der Steuergerätekalibrierung
• Statemachines und Automaten mit Stateflow
• Softwareentwicklungsprozesse (z.B. V-Modell)
• Grundlagen funktionale Sicherheit (ISO26262)
• Kurze Einordnung AUTOSAR

Im vorlesungsbegleitenden Praktikum wird die Erstellung von fahrzeugspezifischer Software anhand Assembler und C-Programmierung sowie die modellbasierte Erstellung von Software mit Hilfe von Matlab/Simulink an praktischen Beispielen erlernt. Darüber hinaus wird auch die Softwareentwicklungsmethodik in Form von Arbeit in Kleingruppen anhand von verteilten Fahrzeugfunktionen erlernt.

Für die Prüfung zwingend notwendig ist das erfolgreich absolvierte vorlesungsbegleitende Praktikum.

Grundkenntnisse in Programmierung und Mikrocontrollertechnik werden vorausgesetzt

Literaturempfehlung:

Schäuffele, Zurawka, Automotive Software Engineering, Springer/Vieweg

Wahlpflichtfach Master Elektrotechnik,  (2V, 1Ü, 1P, 6 CP)

Lernziele:

Im Modul „Funktionale Sicherheit im KFZ“ erlernen Studierende grundlegende Methoden der funktionalen Sicherheit am Beispiel Kraftfahrzeug. Neben den in den Normen (v.a. ISO 26262) definierten Sicherheitszielen wird vor allem die praktische Umsetzung in der Entwicklung anhand von Beispielen aus der Steuergeräteentwicklung vermittelt. Im Ergebnis erlernen die Studierenden den kompetenten Umgang mit Begriffen, Sicherheitszielen und in der Praxis angewandter Verfahren aus dem Bereich der funktionalen Sicherheit

Inhalte:

Mit Einführung der ISO 26262 im Jahr 2011 wurde für die Automobilindustrie als eine der letzten Industriezweige eine Norm für die funktionale Sicherheit festgeschrieben. Natürlich wurden auch schon vor diesem Zeitpunkt Methoden der funktionalen Sicherheit wie z.B. FMEA oder HAZOP anhand von Normen anderer Industriezweige eingesetzt. Im Ergebnis führte dies auch in der Automobilindustrie zu Architekturen wie z.B. dem 3-Ebenen Sicherheitskonzept für elektronische Drosselklappen. Dennoch ist die gesamtheitliche Betrachtung von funktionaler Sicherheit von der Vertragsgestaltung bis zur Qualitätssicherung in der Produktion für viele Ingenieure neu, was auch Hochschulabsolventen die Möglichkeit bietet ihr Wissen in diesem Bereich unmittelbar anzuwenden.

Es ist daher auch das Ziel dieser Vorlesung nicht nur Normen, Begriffe und Zertifizierungsverfahren vorzustellen, sondern vor allem Lösungswege in Form von elektronischen Schaltungen, Softwarefunktionen und Entwicklungsmethoden zu vermitteln. Dabei werden neben der praktischen Anwendung der klassischen Analysemethoden (z.B. FMEA, FTA oder HAZOP) und klassischer Lösungswege wie z.B. „Sicherheit durch Redundanz“, auch moderne Möglichkeiten wie z.B. der „funktionalen Dekomposition“ und dem „Safety Element out of Context“ (SEooC) behandelt und angewendet.

Dabei orientiert sich die Vorlesung an den Inhalten der ISO 26262, da sie die modernste aller Sicherheitsnormen ist. Die besprochenen Beispiele und Einteilungen in „Automotive Safety Integrity Level“ (ASIL) sind daher auch dem KFZ-Bereich entnommen, für den diese Norm gilt. Dennoch ist die Vorlesung auch für Studierende der Fachrichtungen Nachrichtentechnik und Automatisierungstechnik geeignet, da die erlernten Methoden allgemein gültig sind und es in der Vorlesung Querverweise auf die jeweils anderen Industrienormen gibt.

Die im Rahmen einer Vorlesung und Übung erlernten theoretischen Grundlagen werden in Form eines Laborpraktikums anhand von praktischen Anwendungen vertieft. Aufgrund des Praktikums ist die maximale Teilnehmerzahl auf 12 begrenzt.

Literaturempfehlung:

Gebhardt et al., "Funktionale Sicherheit nach ISO 26262", dpunkt-Verlag

Schäuffele/Zurawka, „Automotive Software Engineering“, Springer-Verlag

 „ISO 26262-1-10: Road vehicles -- Functional safety –Part 1..Part10“, ISO