Krause, Johannes (2023)
Entwicklung von Tests für die Freigabe des Dynamikmoduls als Teil der Absicherung eines automatisierten Fahrzeugs.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00023089
Bachelorarbeit, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Automatisierte Fahrfunktionen entwickeln sich kontinuierlich weiter. Maßgeblich für deren Zulassung ist ein belastbarer Nachweis ihrer Sicherheit. Mit zunehmendem technischem Fortschritt der Fahrzeugautomatisierung, wird es schwieriger und komplexer diese Funktionen für einen Einsatz im Straßenverkehr abzusichern. So stoßen auch in der Entwicklung hochautomatisierter Fahrzeuge gängige Absicherungsansätze an Grenzen. Das Forschungsprojekt UNICARagil verfolgt daher unter anderem im Umgang mit funktionaler Fahrzeugsicherheit neue Herangehensweisen. Mit diesem Hintergrund liefert diese Arbeit eine Methodik für eine Testentwicklung aus modularer Perspektive. Der hierfür untersuchte Gegenstand ist das Dynamikmodul des Forschungsprojekts, welches in allen Varianten der entwickelten Konzeptfahrzeuge für die Bereitstellung der Fahrfunktionen sorgen wird. Dabei wird das übergeordnete Ziel verfolgt, Aufwand und Komplexität der Absicherung durch modulares Testen zu reduzieren. Zunächst wird dafür die Modulumgebung, das Konzeptfahrzeug, beschrieben. Anschließend erfolgt eine Beschreibung des Dynamikmoduls mit seinem Aufbau und seinen Funktionen. Schnittstellen, funktionale Zusammenhänge aber auch vorgesehene Einsatzbedingungen werden dabei erklärt. Im nächsten Schritt werden für eine Testentwicklung relevante Grundbegriffe und deren Bedeutung erläutert. Um eine breite Informationsgrundlage aus testbaren Anforderungen zu entwickeln, wird daraufhin eine kombinierte Arbeitsweise für eine Risikoanalyse abgeleitet. Den Rahmen hierfür liefern Ansätze und analytische Methoden der ISO 26262, welche durch die Perspektive der Systems Theoretic Process Analysis (STPA) ergänzt werden. Mit kombinierten Analysen werden innere Zusammenhänge und mögliche Gefährdungen des Dynamikmoduls unabhängig von äußeren Einsatzbedingungen und Betriebssituationen erfasst. Funktionsbereiche und Beziehungen innerhalb des Dynamikmoduls werden dafür durch jeweilige Methoden unterschiedlich untersucht. Zunächst liefert die Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) mögliche Gefährdungen aus einzelnen Ausfällen innerhalb des Moduls. Wechselwirkungen und Zusammenhänge einzelner Ausfälle werden durch Fehlerbaumanalysen ergründet. Zuletzt lassen sich anhand eines Kontrollflussdiagramms der STPA Gefährdungen durch unsichere Wechselwirkungen ermitteln. Gemeinsam mit bekannten Anforderungen aus existierenden Unterlagen werden die Ergebnisse der Analysen in einer Anforderungsliste gesammelt. Mit Angaben über ihre Bedeutung in der funktionalen Modularchitektur, lassen sich diese anschließend sortieren und einzelnen Testumgebungen priorisiert zuordnen. Unter Berücksichtigung bekannter Möglichkeiten wurde dafür ein einfaches Testkonzept erstellt, mit dem einzelne Testfälle entsprechend ihrer Eigenschaften und Priorität den verfügbaren Testumgebungen zugeordnet wurden. Mit der beschriebenen Vorgehensweise und gewonnenen Ergebnissen lassen sich auch in der Zukunft des Forschungsprojekts Testfälle entwickeln. Grafische und tabellarische Ergebnisse durchgeführter Analysen liefern dafür Informationsgrundlagen über die Struktur des Dynamikmoduls. Auch lassen sich die gesammelten Anforderungen strukturiert neuen Testumgebungen zuweisen. Darüber hinaus bietet die Arbeit mit ihrem Aufbau Orientierung für andere Testentwicklungen und liefert zuletzt mögliche Anknüpfungspunkte für weitere Arbeiten über modulares Testen.

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