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Fahrzeugkonnektivität im Fokus

Teststrategien für die TCU

Wichtige Merkmale von Fahrzeugen ist Konnektivität, die den Insassen Sicherheit, Information, Unterhaltung
© GaudiLab | Shutterstock

Konnektivität wird auch in Zukunft eines der wichtigsten Merkmale von Fahrzeugen bleiben. Sie bietet Fahrern und Mitfahrern Sicherheit, Informationen sowie Unterhaltung und eröffnet Automobilherstellern Möglichkeiten für Kosteneinsparungen und neue Ertragsmodelle.

Die drahtlose Konnektivität zwischen modernen Fahrzeugen und der Außenwelt basiert auf einer Fahrzeugkomponente, die sich ständig weiterentwickelt, dem Telematiksteuergerät (Telematics Control Unit, TCU). Die TCU ist die zentrale Komponente für alle konnektivitätsbezogenen Anwendungen und muss daher einwandfrei funktionieren. Weiterhin spielen Tests über die Luftschnittstelle (Over-the-Air, OTA), elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), elektromagnetische Störungen (Electromagnetic Interference, EMI) und Automotive Ethernet eine wichtige Rolle für die TCU. Diese Themen sollte man bei der Entwicklung einer Teststrategie im Auge behalten.

Die TCU ist mit mehreren Wireless-Technologien ausgestattet, damit das Fahrzeug mit der Außenwelt kommunizieren kann (Bild 1). Außerdem ist sie über Kabelverbindungen (Automotive Ethernet, CAN-Bus) mit verschiedenen Komponenten im Fahrzeug, wie zum Beispiel anderen elektronischen Steuergeräten und Domain Controllern, verbunden.

 Die TCU ermöglicht Konnektivität zwischen den internen Komponenten des Fahrzeugs und der Außenwelt
Bild 1. Die TCU ermöglicht Konnektivität zwischen den internen Komponenten des Fahrzeugs und der Außenwelt.
© Rohde & Schwarz

Die Vernetzung des Fahrzeugs mit der Cloud, der Straßeninfrastruktur und anderen Verkehrsteilnehmern ermöglicht neue Geschäftsmodelle für Fahrzeughersteller und verspricht Fahrern und Mitfahrern neue Sicherheits- und Komfortfunktionen. Die Integration einer TCU in das Fahrzeug und die Aufrechterhaltung seiner Funktionsfähigkeit bringt besondere Herausforderungen mit sich und erfordert daher eine gezielte Vorgehensweise bei der Entwicklung oder Prüfung von TCUs.

Die TCU als Business Case

Konnektivitätsfunktionen bieten Einsparpotenzial für die Automobilhersteller: OTA-Updates können die mit einem Fahrzeugrückruf verbundenen Kosten minimieren und ermöglichen im Fall eines gesetzlich vorgeschriebenen Rückrufs eine schnellere Umsetzung. Das Aufspielen von Software-Updates über die Luftschnittstelle ist wesentlich effizienter, als das Fahrzeug zum Kundendienst zu bringen, oder von den Nutzern zu erwarten, dass sie ihre Fahrzeugsoftware über USB-Sticks auf den aktuellen Stand bringen. Über OTA-Updates lassen sich auch Softwarefehler beheben und dem Endnutzer neue Funktionen verfügbar machen. Dieser Ansatz erhöht die Fahrzeugsicherheit und sorgt nachhaltig für eine höhere Kundenzufriedenheit während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs.

Darüber hinaus bieten sich für den Automobilhersteller verschiedenste Ertragsmöglichkeiten auch nach dem Verkauf des Fahrzeugs. Beispiele hierfür sind Partnerschaften mit Versicherungen für die nutzungsbasierte Gestaltung von Prämien oder mit Telekommunikationsanbietern, über die die Datenvolumen abgerechnet werden.

Fahrzeug-Apps mit Unterhaltungsangeboten sind ein weiteres für Automobilhersteller lohnenswertes Feld. Vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) sowie Ferndiagnose und -fehlerbehebung (Remote Debugging) stellen einen hocheffizienten Service für den Kunden sicher. Als weiterer Aspekt können die Sicherheit des Fahrzeugs über V2X-Konnektivität (Vehicle to Everything) erhöht und sicherheitsrelevante Funktionen wie automatischer Notruf (Emergency Call, eCall) verbessert werden.

Konnektivität ist entscheidend

Neue Konzepte wie autonome Flotten profitieren ebenfalls von der drahtlosen Anbindung von Fahrzeugen an die Cloud-Infrastruktur. Remote Debugging, Remote-Unterstützung und Teleoperation sind nur einige Anwendungen, die über eine Mobilfunkverbindung realisiert werden können. Aber auch der Zustand eines autonomen Fahrzeugs (Autonomous Vehicle, AV) lassen sich auf diese Weise kontinuierlich überwachen oder hochauflösende Karten in Echtzeit aktualisieren. Diese Anwendungen bringen spezifische Herausforderungen mit sich wie zum Beispiel Latenz, Durchsatz oder Mobilfunknetzabdeckung. Jedoch bieten die LTE- und 5G-Mobilfunktechnologien geeignete Werkzeuge hierfür.

Engineering-Teams, die autonome Flotten trainieren und testen, können sich die Erweiterung der TCU mit fortgeschrittenen Wi-Fi-Versionen wie 802.11ax zunutze machen. Ingenieure aktualisieren große Flotten autonomer Fahrzeuge ständig mit neuen Softwareversionen und testen sie dann unter realen Bedingungen während einer Testfahrt. Die im Feld erzeugten enormen Datenmengen für die Analyse hochzuladen, bevor die nächste Softwareversion auf der AV-Flotte installiert wird, ist herausfordernd. Kabelverbindungen sind in diesem Fall unpraktikabel und LTE-Verbindungen sind sehr teuer.

Berücksichtigt man die Vielzahl an Funktionen und Vorteilen sowie Einsparpotenzialen und möglichen Ertragsmodellen, wird klar, dass die Ausstattung der TCU mit der richtigen Kombination aus Mobilfunk- und Wireless-Technologien eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Fahrzeugkonzeptionierung darstellt. Die TCU ist die zentrale Komponente für alle konnektivitätsabhängigen Anwendungen und muss daher einwandfrei arbeiten. Der Prüfumfang bei TCUs ist gewaltig: vom Benchmarking der HF-Komponenten bis zur Produktvalidierung. Auch andere Bereiche sind zu berücksichtigen wie zum Beispiel Non-Signaling-Tests, Signaling-Tests, leitungsgebundene Tests, Over-the-Air-Tests, Labortests, Feldtests und Produktionstests. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Tests, die vom Zielmarkt bestimmt werden. Die Zertifizierung durch den Mobilfunknetzbetreiber, von lokalen Regulierungsbehörden vorgeschriebene Funktionen (wie eCall, ERA GLONASS) oder die gewünschte V2X-Technologie – C-V2X (Cellular V2X) oder DSRC oder beides – sind nur einige Aspekte, die den Prüfumfang bestimmen.


  1. Teststrategien für die TCU
  2. Direct Test Mode (DTM)

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