Automotive Software Engineering - Grundlagen, Prozesse, Methoden und Werkzeuge effizient einsetzen

2 Grundlagen (S. 37-38)

Die Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen - wie Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik und Software-Technik - ist eine wesentliche Voraussetzung fiir die Entwicklung von Fahrzeugfunktionen, die sich insbesondere auch auf die Entwicklung von Software fiir elektronische Fahrzeugsysteme auswirkt. Hieran sind verschiedene Fachgebiete beteiligt, die oft simultan an unterschiedlichen Aufgabenstellungen arbeiten. Dies erfordert ein gemeinsames Problem- und Losungsverstandnis. In diesem Kapitel erfolgt daher eine Einfuhrung in die Fachgebiete, die wesentlichen Einfluss auf die Software als Subsystem haben.

Dies betrifft vor allem die Entwicklung von steuerungsund regelungstechnischen Systemen, von diskreten, eingebetteten Echtzeitsystemen, sowie von verteilten und vemetzten, zuverlassigen und sicherheitsrelevanten Systemen. Ziel ist die Funktionsweise und das Zusammenwirken der verschiedenen Software- Komponenten eines MikrocontroUers, wie in Bild 1-22 dargestellt, verstandlich zu machen. Der Anspruch ist nicht die umfassende Behandlung der verschiedenen Gebiete, sondem die Darstellung von Grundlagen und Begriffen, soweit sie fiir die folgenden Kapitel notwendig sind. Die gewahlte Begriffswelt orientiert sich an den verbreiteten Standards und - soweit moglich und sinnvoll - an deutschen Begriffen. Die englischen Begriffe werden, wo es notwendig erscheint, in Klammem angegeben. Englisch-deutsche Wortzusammensetzungen werden mit Bindestrich geschrieben. Die Reihenfolge der Behandlung der einzelnen Fachgebiete stellt keine Wertung dar. Da die verschiedenen Fachgebiete jedoch in vielfaltiger Weise voneinander abhangen, wurde die Reihenfolge so gewahlt, dass diese Einfuhrung moglichst ohne Verweise auf nachfolgende Abschnitte auskonmit.

2.1 Steuerungs- und regelungstechnische Systeme

Viele Fahrzeugfunktionen in den Bereichen Antriebsstrang, Fahrwerk und Karosserie haben steuerungs- oder regelungstechnischen Charakter. Die Methoden und Begriffe der Steuerungsund Regelungstechnik stellen deshalb ein notwendiges Grundgertist fiir den Entwurf vieler Fahrzeugfunktionen dar. 2.1.1 Modellbildung Die steuerungs- und regelungstechnischen Entwurfsmethoden abstrahieren dabei zunachst von der technischen Realisierung. Diese Abstraktion wird als Modellbildung bezeichnet.

Dabei wird zwischen einer Modellbildung fiir das Steuer- oder Regelgerat, dem so genannten Steuerungs- Oder Regelungsmodell, und einer Modellbildung fiir das zu steuemde oder zu regelnde System, dem so genannten Steuerstrecken- oder Regelstreckenmodell, unterschieden. Die Losung von Steuerungs- und Regelungsaufgaben ist weitgehend von den besonderen konstruktiven Gesichtspunkten eines zu regelnden oder zu steuemden technischen Systems unabhangig. Entscheidend fiir den Entwurf von Steuer- und Regelgeraten ist in erster Linie das statische und dynamische Verhalten des zu steuemden oder zu regelnden technischen Systems. In Anlehnung an den Sprachgebrauch in der Automobilindustrie wird in diesem Buch vereinfachend von Steuergeraten gesprochen.

Darunter werden Gerate verstanden, die - unter anderem - sowohl Steuerungs- als auch Regelungsaufgaben ausfiihren. Die Art der physikalischen GroBe, ob es sich also zum Beispiel um eine Temperatur, eine Spannung, einen Druck, ein Drehmoment, eine Leistung oder eine Drehzahl handelt, die zu steuem oder zu regeln ist, und die geratetechnische Realisierung sind zweitrangig. Diese Moglichkeit zur Abstraktion erlaubte es der Steuerungs- und Regelungstechnik, sich zu einem eigenstandigen Fachgebiet zu entwickeln. Dadurch, dass diese Ingenieurwissenschaft versucht, gemeinsame Eigenschaften technisch voUig verschiedener Systeme zu erkennen, um darauf basierend allgemein anwendbare Entwurfsmethoden fur Steuerungs- und Regelungssysteme zu entwickeln, wurde diese Disziplin zu einem verbindenden Element verschiedener Fachrichtungen.