Was ist safetronic und warum ist das Thema so aktuell?
Unter dem Schlagwort safetronic bündelt die Automobilbranche ihr Wissen rund um funktionale Sicherheit, Security und zuverlässige Elektronik im Fahrzeug. Moderne Fahrzeuge sind hochvernetzte Computersysteme auf Rädern: Assistenzfunktionen, E-Mobilität, automatisiertes Fahren und Over-the-Air-Updates erhöhen Komfort und Effizienz, verlangen aber gleichzeitig nach klaren Sicherheitskonzepten.
Funktionale Sicherheit – normativ häufig durch ISO 26262 und angrenzende Standards definiert – stellt sicher, dass elektronische Systeme auch bei Fehlern keine unvertretbaren Risiken für Menschen und Umwelt erzeugen. Genau hier setzt safetronic an: als Plattform für Fachwissen, Best Practices und Erfahrungsaustausch zwischen Entwicklern, Testern, Qualitätsverantwortlichen und Forschenden.
Schlüsselthemen: Von ISO 26262 bis Cybersecurity
Funktionale Sicherheit im Fahrzeug – Kernanforderungen
Die Norm ISO 26262 bildet das Rückgrat für Sicherheitskonzepte in der Automobil-Elektronik. Sie fordert einen durchgängigen Entwicklungsprozess von der Konzeptphase über Design und Implementierung bis hin zu Test, Produktion und Feldbeobachtung. Besonders wichtig sind:
- Gefährdungs- und Risikoanalyse (HARA): Systematische Identifikation von Risiken und deren Einstufung.
- ASIL-Einstufung: Festlegung des Automotive Safety Integrity Level für Funktionen und Komponenten.
- Architekturkonzepte: Redundanz, Fail-Safe- und Fail-Operational-Strategien.
- Validierung und Verifikation: Nachweis, dass Sicherheitsziele auf System- und Komponentenebene erreicht werden.
Security als integraler Bestandteil von Safety
Mit der zunehmenden Vernetzung von Fahrzeugen verschmilzt Safety mit Cybersecurity. Angriffe auf Steuergeräte, Sensoren oder Kommunikationsschnittstellen können unmittelbar Sicherheitsfunktionen beeinflussen. Neue Normen und Richtlinien wie ISO/SAE 21434 (Road vehicles – Cybersecurity engineering) und die UN-Regelungen zur Cybersecurity-Managementsystemen (CSMS) schaffen einen Rahmen, um Security als festen Bestandteil des Entwicklungsprozesses zu etablieren.
Sensortechnik als Basis sicherer Fahrfunktionen
Präzise Winkelerfassung: Magnetischer Singleturn-Encoder MP1612
Ein zentrales Element sicherheitsrelevanter Systeme ist die präzise Sensorik. Ein Beispiel dafür ist der magnetische Singleturn-Encoder MP1612 von Megatron, ein Hall-Effekt-Drehgeber, der Winkelpositionen zuverlässig erfasst. Solche Encoder kommen unter anderem in Lenkungsmodulen, Pedalsensoren, Aktuatoren oder Stellmotoren zum Einsatz, wo exakte Positionsdaten für Regler und Überwachungseinheiten essenziell sind.
Der MP1612 nutzt den Hall-Effekt, um die Drehposition eines Magneten in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Dies bietet mehrere Vorteile:
- Berührungslose Messung: Geringer Verschleiß und hohe Lebensdauer, ideal für den Dauerbetrieb im Fahrzeug.
- Hohe Robustheit: Unempfindlicher gegenüber Staub, Vibration und Temperaturwechseln als viele mechanische Lösungen.
- Kompakte Bauform: Ermöglicht flexible Integration in beengten Einbauräumen.
- Gute Linearität und Auflösung: Grundvoraussetzung für präzise, sicherheitsrelevante Regelungen.
In sicherheitskritischen Anwendungen wird ein Sensor wie der MP1612 häufig in redundanten Architekturen eingesetzt, zum Beispiel in Form zweier unabhängiger Messpfade. Dadurch lassen sich Plausibilitätsprüfungen und Fehlererkennung umsetzen, was direkt zur Erfüllung höherer ASIL-Stufen beiträgt.
Systemintegration: Vom Sensor zum sicheren Gesamtsystem
Sichere Signalverarbeitung und Diagnose
Die reine Verfügbarkeit eines präzisen Encoders reicht für funktionale Sicherheit nicht aus. Die Signale müssen in einer geeigneten Elektronik sicher verarbeitet werden. Dazu gehören:
- Selbsttests und Diagnosefunktionen in Mikrocontrollern und Sensor-ICs.
- Plausibilitätsprüfungen durch Vergleich mehrerer Sensoren oder unterschiedlicher Messprinzipien.
- Fehlertolerante Kommunikation über Bus-Systeme mit Prüfsummen und Watchdogs.
- Definierte Reaktionen im Fehlerfall, zum Beispiel das kontrollierte Herunterfahren einer Funktion oder Übergang in einen sicheren Betriebsmodus.
Ein Encoder wie der MP1612 wird daher bereits in der Konzeptphase in das Sicherheitskonzept des Gesamtsystems eingebunden. Entwickler definieren, welche Fehler detektiert werden müssen, welche Diagnoseabdeckung notwendig ist und wie das Zusammenspiel mit anderen Sensoren, Aktuatoren und Steuergeräten aussehen soll.
Normenkonforme Entwicklung und Dokumentation
Um den Anforderungen der ISO 26262 gerecht zu werden, ist eine lückenlose Dokumentation des Entwicklungsprozesses erforderlich. Für Sensoren und Encoder bedeutet das unter anderem:
- Nachvollziehbare Anforderungsdefinition einschließlich Safety-Anforderungen.
- Sauber dokumentierte Architektur- und Designentscheidungen.
- Geplante und durchgeführte Test- und Validierungsschritte, von Komponententests bis zu Systemtests.
- Fehlerbaumanalysen (FTA) und Auswirkungsanalysen (FMEA/FMEDA) zur systematischen Risikobetrachtung.
Wissensvorsprung durch Fachmedien und Verbände
Rolle von Fachverlagen und Branchenorganisationen
In einem schnell wachsenden und regulierten Umfeld wie der automobilen Elektronik sind aktuelle Informationen entscheidend. Fachverlage wie Hanser automotive bieten tiefgehende Beiträge, praxisnahe Anwendungsberichte und Hintergrundanalysen zu Themen wie safetronic, Sensorik oder Softwarequalität. Mitglieder des ASQF e.V. – einem Netzwerk für Software-Qualität und -Fachanwendungen – profitieren dabei von besonderen Konditionen: Hanser automotive und Mitglieder vom ASQF e.V. erhalten 10% Rabatt. Hochschulrabatte werden auf Anfrage gewährt.
Solche Angebote erleichtern es Unternehmen, Entwicklungsdienstleistern und Studierenden, sich kontinuierlich weiterzubilden und auf dem neuesten Stand von Normen, Tools und Methoden zu bleiben. Gerade an der Schnittstelle von Safety, Security und Digitalisierung entstehen laufend neue Anforderungen, die ohne regelmäßige Weiterbildung kaum beherrschbar sind.
Ausblick: safetronic im Zeitalter des automatisierten Fahrens
Mit der Weiterentwicklung hin zu hochautomatisierten und perspektivisch autonomen Fahrfunktionen steigt die Bedeutung der safetronic-Themen weiter an. Künftige Fahrzeuge werden:
- Noch mehr Sensordaten aus Radar, Lidar, Kamera, Ultraschall und Positionsencoder fusionieren.
- Stärker auf softwaredefinierte Architekturen setzen, in denen Funktionen per Software-Update erweitert werden.
- Eine enge Verzahnung von Cloud-Diensten mit On-Board-Funktionalität benötigen.
- Von KI-gestützten Algorithmen für Umfeldwahrnehmung und Entscheidungsfindung abhängig sein.
Damit verschiebt sich der Fokus von der Absicherung einzelner Komponenten hin zur Ende-zu-Ende-Betrachtung kompletter Funktionsketten. Sensoren wie der magnetische Singleturn-Encoder MP1612 bleiben zwar wichtige Bausteine, doch die eigentliche Herausforderung besteht darin, ihre Daten durchgängig sicher, nachvollziehbar und resilient gegen Störungen und Angriffe zu nutzen.