Automatisiertes Fahren

Transkript

1 Automatisiertes Fahren Warum voll automatisiert nur elektrisch geht und die sicheren Zustände und Herausforderungen von voll automatisierten E-Fahrzeugsystemen Public Public - Folie 1

2 Gliederung - Annahmen - Vorteile: technisch, ökologisch u. ökonomisch - Funktionale Sicherheit - Sicherheitsanforderungen - Safety- Herausforderungen Public Public - Folie 2

3 1.Annahmen 1. SAE Level 5: Kein Fahrer erforderlich. Außer der Zielfestlegung ist kein menschliches Eingreifen erforderlich. 2. Ladestrom: Ladestrom für Elektroautos zu 100% aus erneuerbarer Energie. Public Public - Folie 3

4 Automatisierung nach SAE J3016 Public Public - Folie 4

5 2.Technisch Geschwindigkeitswahl zu 100% durch Verkehr und maximal passivem Fahren bestimmt. Thermisches Fahrzeug: Gangwahl ineffizient Erhöhter Verschleiß durch permanente Lastwechsel Elektroauto: - kein Verschleiß(kein Getriebe/mechanisches Bremsen meist nicht erforderlich) - kann durch Rekuperation entgegenwirken (ca. 40% Gesamteffizienz) Public Public - Folie 5

6 3.Ökologisch SAE Level 5 Fahrzeug auch fahrerlos unterwegs Fahrzeug kann Dinge erledigen: Parkplatz suchen, Besorgungen erledigen, eigenständig zum Service/Wartung/Reifenwechseln fahren. Ausstoß von Schadstoffen ohne Passagier nicht vertretbar Public Public - Folie 6

7 4.Bautechnisch - Motorraum, Motorkühlung, Getriebe, Antriebswelle, Tank und Abgasstrang entfallen. - Batterie zumeist im Unterboden(thermische und fahrdynamische Vorteile) Public Public - Folie 7

8 4.Bautechnisch Innenraumdesign ist flexibler mehr Komfort und Sicherheit Public Public - Folie 8

9 5.Ökonomisch - Prognose: Eigentümer werden kommerzielle Anbieter (kaum privat) - Einkauf erfolgt über Betriebskosten (keine Emotion) Betriebskosten-effizientester Antrieb setzt sich durch. Self-Driving-Market (Robomart) Public Self-Driving-Taxi (VW Concept) Public - Folie 9

10 6.Funktionale Sicherheit Neben der Neuentwicklung von Sensorik (LIDAR, Radar, ADAS, etc) und der Datenfusion gibt es auch einen Innovationsbedarf an den bestehenden Fahrzeugsystemen durch das automatisierte Fahren: - Antrieb - Bremssystem - Lenkung < Bild: Modernes Fahrzeug mit Kasten -Charakter> Public Public - Folie 10

11 6.Funktionale Sicherheit Funktionale Sicherheitskonzepte im hochautomatisierten Fahrbetrieb: Erster Ansatz: Nachbildung des menschlichen Verhaltens wie: Defensiv, verzögern, bremsen, rechts ranfahren, warnblinken, Notruf absetzen, etc... Public Public - Folie 11

12 6.Funktionale Sicherheit Sicherheitsziel / Safety Anforderung System: Beschreibung: ASIL: FTTI: Sicherer Zustand: Ungewollte. Integritätsstufe A-D (SEC) Fehlertoleranzzeit Was tun bei sicherheitsrelevantem Fehler? Public Public - Folie 12

13 7.Sicherheitsanforderungen Antrieb Der sichere Zustand des Antriebs bleibt unverändert: momentenfrei stellen. Typische Fehlertoleranzzeit ~100ms Das heißt Antriebsverlust bleibt sicher fail safe. Aber: Kontrollierbarkeit C durch einen Fahrer ist nicht mehr gegeben > dadurch erhöhen sich die Sicherheitseinstufungen und Safetyanforderungen an das System. Praxis: Der Anforderungslevel an den Antrieb in teilautomatisierten Fahrzeugen ist bereits so hoch wie früher an Lenksysteme. Public Public - Folie 13

14 7.Sicherheitsanforderungen Bremssystem Der sichere Zustand des Bremssystems bleibt ebenfalls unverändert: kontrolliert bremsen Typische Fehlertoleranzzeit ~100ms Das heißt Bremsen/Verzögern ist sicherer Zustand fail safe. Aber: Kontrollierbarkeit C durch einen Fahrer ist ebenfalls nicht gegeben > dadurch erhöhen sich die Sicherheitseinstufungen ASIL und Anforderungen an das Bremssystem. Praxis: Höhere Integritätsanforderungen an Bremssysteme in automatisierte Fahrzeugen Durch die neuen zusätzlichen (Sensor-) Systeme ist ein Safetygewinn zu erwarten! Public Public - Folie 14

15 7.Sicherheitsanforderungen Lenkung Was ist der sichere Zustand der Lenkung? Nicht lenken, geradeaus, oder..??? fail operational!!! Das heißt es muss im Fehlerfall eine Mindestlenkkraft korrekt aufgebracht werden typisch 50% Typische Fehlertoleranzzeit ~10ms Fehlertolerante sicherheitskritische Lenksysteme sind eine neue Herausforderung für Fahrzeug- und Systemhersteller Public Public - Folie 15

16 8.Safety Herausforderungen - das autonome Auto fahren nicht vom Menschen lernen - Safetythemen je Bereich: - Fahrzeug > Safetyqualifikation von Künstlicher Intelligenz > Fail operational Anforderungen - Infrastruktur > Sicherheitsrelevante (-kritische) digitale Infrastruktur - Geo -Daten > Toolqualifikation von 3D-Messystemen, 3D-Daten, Simulatoren - Vernetzung > Abgrenzung Security und Datenintegrität (Stichwort 5G) Neue Standards und Weiterentwicklung der Methoden in allen Bereichen Public Public - Folie 16

17 Fragen? SAFETY drives AUTOMATION! AVQ GmbH Bahnhofstrasse 37 D Planegg bei München Tel Fax info@avq.eu Web: Public Public - Folie 17