Software-defined Vehicle ZKW arbeitet an neuen Software-Funktionen für die Fahrzeugbeleuchtung

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Metrofunk Kabel-Union GmbH

Auf dem Weg zum Software-definierten Fahrzeug verändert sich auch die E/E-Architektur des Autos. Das betrifft auch die Lichtsysteme. Während in heutigen Fahrzeugen Lichtfunktionen meist direkt in Steuergeräten im oder am Scheinwerfer bereitgestellt werden, bündelt man sie zukünftig in einem zentralen Fahrzeugrechner.

ZKW arbeitet derzeit an flexiblen Software-Pakete und Lichtarchitekturen, die sich unabhängig von der jeweiligen Elektrik-/Elektronik-Architektur der Fahrzeughersteller flexibel integrieren lassen. Dazu gehört beispielsweise Scene-Based Lighting – eine Lichtanwendung, die mithilfe von künstlicher Intelligenz die Lichtverteilung automatisch an die Umgebung anpasst. Es erkennt bestimmte Fahrsituationen und Lichtverhältnisse, um den Fahrer zu unterstützen und andere Verkehrsteilnehmer besser zu schützen. Dabei fließen auch individuelle Fahrerdaten in die Berechnung ein. Ein weiteres Entwicklungsfeld beim Zulieferer sind softwarelose Scheinwerfer. Diese benötigen keinen eigenen Mikrocontroller mehr, sondern nutzen neue elektronische Bauteile und erhalten ihre Steuerbefehle direkt von einem zentralen Steuergerät im Fahrzeug. Dadurch können solche Lichtsysteme verschiedene Funktionen wie Helligkeits- oder Segmentsteuerung ausführen.

Standardfunktionen in Service-orientierte Software-Architektur integrieren

Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen „Fahrzeugbeleuchtung als Service“ (Vehicle Lighting as a Service). Das heißt, dass standardisierte Lichtfunktionen wie Abblend- und Fernlicht oder Blinksignale in eine Service-orientierte Software-Architektur integriert werden. Diese Funktionen laufen dann auf einem Zentralrechner von LG Electronics. Zur Entwicklung und Erprobung kommt ein Fahrsimulator zum Einsatz, in dem sich Lichtfunktionen virtuell testen und darstellen lassen. „So lässt sich virtuell testen, wie die Lichtfunktionen – etwa Fernlichtautomatik, Kurvenlicht oder Animationen – auf Fahrsituationen reagieren. Das spart Zeit und Kosten in der Entwicklung“, erklärt Matthäus Artmann, Projektleiter Advanced Technologies beim Zulieferer.

Separate Steuergeräte einsparen

Durch die Bündelung der Lichtverarbeitungsfunktionen in zentralen Steuergeräten werden separate Steuergeräte direkt am Scheinwerfer überflüssig. Das bedeutet, dass sich die Leuchten kostengünstiger herstellen lassen. Zudem werden die elektrischen Schnittstellen der Scheinwerfer standardisiert, was die Austauschbarkeit erleichtert. Die Software für Lichtsysteme wird damit unabhängig von den eigentlichen Lichtmodulen. Die Bereitstellung von Treiber-Software für Scheinwerfermodule sorgt dafür, dass Automobilhersteller ihre Fahrzeuge schneller in den Markt einführen können. Zukünftig können Lichtfunktionen beispielsweise über Over-the-Air-Updates oder die Anbindung an mobile Apps, mit denen maßgeschneiderte Lichtanimationen eingestellt werden können, in das Fahrzeug eingespielt werden. So lassen sich auch neue Geschäftsmodelle erschließen.

ZKW und LG entwickeln Lichtalgorithmen weiter

Die von ZKW in den letzten Jahren entwickelten Lichtalgorithmen, die bisher in Steuergeräten für Serienscheinwerfer zum Einsatz kommen, sollen gemeinsam mit LG Vehicle Solution weiterentwickelt und zukünftig als eigenständige Software-Produkte angeboten werden. Dabei soll ein modular aufgebautes System, bei dem jedes Modul eine eigenständige, getestete Softwarelösung darstellt, den Fahrzeugherstellern größtmögliche Flexibilität bieten. Diese Module lasen sich je nach Bedarf zusammenstellen und flexibel anpassen. So können neue Lichtfunktionen schneller in Fahrzeuge integriert werden.

Derzeit setzen viele Automobilhersteller auf eine Domänenarchitektur, bei der die Lichtverteilung direkt in einem eigenen Steuergerät im Scheinwerfer berechnet wird. Software-Defined-Vehicle-Plattformen setzen dagegen auf zonale Elektronikarchitekturen in einer zentralen Recheneinheit. Dank einer einheitlichen Middleware können Softwarefunktionen dort einfach aktualisiert und kontinuierlich weiterentwickelt werden.

Demonstrator in Kooperation mit LG

ZKW hat gemeinsam mit LG VS einen Demonstrator entwickelt, um typische Fahrsituationen anhand realistischer Anwendungsfälle abbilden zu können. Damit können Lichtfunktionen dargestellt werden, die zum einen auf den Fahrer ausgerichtet sind und zum anderen auf die Kommunikation mit der Umgebung über die Front- und Heckbeleuchtung. Die Berechnung der Lichtfunktionen erfolgt auf einem Hochleistungsrechner von LG. Über Zonensteuergeräte werden die jeweiligen Lichtsysteme im Fahrzeug angesteuert. Die Fahrszenarien laufen in einem Fahrsimulator ab, der in Echtzeit generierte Fahrzeugsignale an den Zentralrechner liefert. Die berechneten Lichtfunktionen werden zusätzlich im Simulator visualisiert und als digitales Abbild in der virtuellen Welt dargestellt. (se)

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