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Automotive Ethernet – Datentechnik und IT-Sicherheit im Fahrzeug

Elektrische und elektronische Grundlagen, Bussysteme, Komponenten und Sicherheitsaspekte für Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren

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Das Seminar geht auf die elektronische Entwicklung in der Automobiltechnik ein. Es zeigt die... mehr

Automotive Ethernet – Datentechnik und IT-Sicherheit im Fahrzeug

Das Seminar geht auf die elektronische Entwicklung in der Automobiltechnik ein. Es zeigt die Entwicklung vom mechanischen Fortbewegungsmittel zum elektronisch gesteuertem Multi-Media System (Computer auf Räder). Es vermittelt die elektronischen Kenntnisse zum Verständnis des elektrischen und elektronischen Systems im Fahrzeug. Hierzu wird die Funktionsweise der Fahrerassistenzsysteme und des autonomen Fahrens dargestellt. Die dazu erforderlichen elektrischen und elektronischen Systeme werden erläutert sowie die elektrischen Datenübertagungssystemen vorgestellt und deren Eigenschaften besprochen. Das dafür erforderliche technische Grundlagenwissen wird vermittelt. Es wird die Funktionsweis bzw. das Abschirmverhalten von symmetrischen und unsymmetrischen Datenleitungen (unshileded twisted pair UTP, und shielded twisted pair UTP) und Koaxialleitungen erläutert. Das dafür erforderliche Grundwissen und ein Einblick in die Messtechnik sind Bestandteil des Seminars.
Daneben werden die verschiedenen Komponenten der Datenkommunikation wie, Datenleitungen, -kabel und Stecker präsentiert. Sicherheitsaspekte werden diskutiert. Dazu werden Kenntnisse der verschiedenen Sicherheitslevel (ASIL) und die unterschiedlichen Kategorien des autonomen Fahrens vermittelt. Ein Kapitel beschäftigt sich mit Fragen der Vernetzungsarchitektur. Im Weiteren werden die besonderen Einflüsse durch elektrische Störungen (EMV) behandelt. Die besonderen Anforderungen einer Massenfertigung mit international vernetzten Fertigungsstätten und die für eine Großserienfertigung nötigen Spezifikationen und Prüfungen werden ebenso erläutert.

Zum Thema

Neben dem elektrischen Antrieb ist die Datentechnik derzeit die zweite technische Herausforderung der Automobilindustrie. Fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) werden die Sicherheit im Straßenverkehr maßgeblich verbessern und den Fahrer in vielen Situationen unterstützen. Die Automobilindustrie entwickelt mit Hochdruck autonome Fahrfunktionen und damit selbstständig agierende Fahrzeuge. Der Fahrzeugtechnik steht mit diesen neuen Systemen eine Trendwende, hin zu mehr Datentechnik ins Haus (Computer auf Rädern). Damit wird die Daten- und Informationstechnik zu einer wichtigen Technologie, die Überwachungsaufgaben übernimmt und sicherheitsrelevante Anwendungen steuert. Wesentlichen Einfluss hierauf wird Künstliche Intelligenz (KI) haben, wozu in den Fahrzeugen neue Sensorsysteme aber auch eine umfassende Daten-Infrastruktur erforderlich sind.

Programm

1. Tag, 09:00 – 17:30 Uhr

Die Entwicklung der Fahrzeugelektrik/Elektronik

Anwendungen um Fahrzeug
• Die Entwicklung der Mulit-Media-System (Radio, Navigation, Mobilfunk)

Die verschieden Fahrerassistenzsysteme
• Assistenzsysteme (ABS, ESP usw.)
• Neuartige Assistenzsysteme - ADAS, advanced driver assistance system (Teilautonomes Fahren, Voll-autonomes Fahren)

Technische Grundlagen für solche Assistenzsystem
• Sensoren
• Aktoren
• Datenverarbeitung und Kommunikation

Einführung in die verschiedenen Bussysteme 
• Vorstellung der verschiedenen Bussysteme (LIN, CAN, CAN-FD, Flexray, Ethernet)
• Grundbegriffe (IP, IEEE 802.nn, ISO-OSI Model, Echtzeitfähig, Funktionale Sicherheit, Betriebssicherheit usw.)

Systembetrachtung Ethernet im Automobil
• Einleitung zum Thema Automotive Ethernet
• Vergleich zwischen CAN, LIN, FlexRay -> Warum Ethernet?
• Schichtenmodelle (ISO/OSI 7- Schichten Model)
• Anforderungen an das Ethernet Netzwerk
• Anforderungen an die Verkabelung im Fahrzeug

17:30 Ende des ersten Seminartages


2. Tag, 09:00 – 16:30 Uhr

Technische Betrachtung Ethernet im Automobil
• Aufbau und Funktionen von Ethernet 
• Netzstruktur und Standards (100 Base T1, 1000Base T1)
• Hardware und Topologie• Eigenschaften: Twisted Pair, Koaxialleitungen
• Umsetzung im Fahrzeug
• Flexibilität und zukünftige Anwendungen

Sicherheit in der LAN Kommunikation
• Robustheit, Verträglichkeit (EMV), Störungen, Echtzeitfähigkeit
• Funktionale Sicherheit (ASIL), Betriebssicherheit
• Redundante Datenübertragung
• Level des autonomen Fahrens
• Herausforderungen im Zusammenhang mit E-Mobility und autonomen Fahren (EMV, Potentialtrennung)
• IT Sicherheit im Netzwerk

Entwicklung und Zukunftsaussichten
• Entwicklung der Bussysteme (Multigigabit wie APIX 2/3 oder HD-BASE-T)
• Entwicklung bei Ethernet Systemen (time triggered)
• Verkabelungsprognosen (twisted pair, star-quad, fiber optic)

16:30 Ende des zweiten Seminartages

 

Zielsetzung

Die Teilnehmer erhalten einen Einblick in den Entwicklungsstand der Datentechnik im Kraftfahrzeug. Hierzu wird eine Übersicht über die verschiedenen Datenübertragungsverfahren und Vernetzungssysteme dargestellt. Das Seminar gibt folglich einen vertieften Einblick in die anstehenden Aufgaben der Informationstechnologie in der Fahrzeugtechnik. 

Teilnehmerkreis

Mitarbeiter von Fahrzeugherstellern und Zulieferern (Ingenieure, Techniker, Anwender, Elektroniker, Vertrieb, Einkauf, QM, Applikation, Systemauslegung usw.)

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Referenten

Dipl.-Ing. Reinhard Felgenhauer

  • Ingenieurbüro Unternehmensberatung (IBUB), Iserlohn 
  • Studium Allgemeine Elektrotechnik, Bergische Universität Wuppertal

  • Kabelwerke Reinshagen: Kabelentwicklung; Glasfaserkabel, optische Sensoren

  •  Delphi: Systementwicklung: optische und elektrisch Datenkabel für Kraftfahrzeuge

  •  Manager: Coordination of Advanced Engineering Automotive Projects;

  • Fahrzeugarchitektur, Innovationen.

  • Beratender Ingenieur: Projektbetreuung für Hochvolt-Systeme in Kraftfahrzeugen

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