Das Software-defined Vehicle ist ein neuer Trend, der die Elektrik- und Elektronikstruktur von Automobilen grundlegend verändert – auch im Bereich der Lichtsysteme. Heute werden Lichtfunktionen meist direkt in Steuergeräten im oder am Scheinwerfer bereitgestellt. In Zukunft werden die Lichtfunktionen in einem zentralen Fahrzeugrechner gebündelt. Dafür entwickelt ZKW derzeit neue Softwareprodukte, die das bisherige Angebot an Fahrzeugbeleuchtung ergänzen. „Unser Ziel ist es, Vorreiter für zukünftige Scheinwerferelektronik-Architekturen und deren Steuerung zu sein. Wir entwickeln spezielle Softwarelösungen, um Lichtanwendungen zu ermöglichen, die ein individuelles und personalisiertes Nutzererlebnis für Fahrer und Verkehrsteilnehmer schaffen“, erklärt Wonyong Hwang, CEO der ZKW Group.
ZKW entwickelt hochflexible Softwarepakete und Lichtarchitekturen, die sich unabhängig von der jeweiligen Elektrik-/Elektronik-Architektur der Fahrzeughersteller flexibel integrieren lassen. Dazu gehört beispielsweise Scene-Based Lighting – eine Lichtanwendung, die mithilfe von KI die Lichtverteilung automatisch an die Umgebung anpasst. Es erkennt bestimmte Fahrsituationen und Lichtverhältnisse, um den Fahrer zu unterstützen und andere Verkehrsteilnehmer besser zu schützen. Dabei fließen auch individuelle Fahrerdaten in die Berechnung ein. Ein weiteres Entwicklungsfeld sind so genannte „softwarelose Scheinwerfer“. Diese benötigen keinen eigenen Mikrocontroller mehr, sondern nutzen neue elektronische Bauteile und erhalten ihre Steuerbefehle direkt von einem zentralen Steuergerät im Fahrzeug. Dadurch können solche Lichtsysteme verschiedene Lichtfunktionen wie Helligkeits- oder Segmentsteuerung ausführen. Einen Überblick zeigt dieses Video: https://youtu.be/-SWimmiXqgs
Fahrzeugbeleuchtung als Service
Darüber hinaus arbeitet ZKW an „Vehicle Lighting as a Service“. Dabei werden Standard-Lichtfunktionen wie Abblend- und Fernlicht oder Blinksignale in eine serviceorientierte Softwarearchitektur integriert. Diese Funktionen laufen dann auf einem leistungsfähigen Zentralrechner von LG Electronics. Zur Entwicklung und Erprobung wird ein Fahrsimulator eingesetzt, in dem die Lichtfunktionen virtuell getestet und dargestellt werden können. „So lässt sich virtuell testen, wie die Lichtfunktionen – etwa Fernlichtautomatik, Kurvenlicht oder Animationen – auf Fahrsituationen reagieren. Das spart Zeit und Kosten in der Entwicklung“, sagt Matthäus Artmann, Projektleiter Advanced Technologies bei ZKW.
Software bietet großes Potenzial
Durch die Bündelung der Lichtverarbeitungsfunktionen in zentralen Steuergeräten werden separate Steuergeräte direkt am Scheinwerfer überflüssig und die Leuchten können kostengünstiger produziert werden. Zudem werden die elektrischen Schnittstellen der Scheinwerfer vereinheitlicht, was die Austauschbarkeit erleichtert. Die Software für Lichtsysteme wird damit unabhängig von den eigentlichen Lichtmodulen. Die Bereitstellung von Treibersoftware für Scheinwerfermodule ermöglicht den Automobilherstellern eine schnellere Markteinführung von Fahrzeugen. Zukünftig können Lichtfunktionen z.B. über Over-the-Air-Updates oder die Anbindung an mobile Apps, mit denen maßgeschneiderte Lichtanimationen eingestellt werden können, in das Fahrzeug eingespielt werden. „Spezifische Softwarefunktionen für Licht, wie animierte Blinker, Lichtprojektionen und personalisierte Lichtsignaturen, bieten eine große Chance, uns im Bereich Software-defined Vehicle nachhaltig zu etablieren und neue Geschäftsfelder zu erschließen“, so Wonyong Hwang.
Modulare Softwarebausteine
Die von ZKW in den letzten Jahren entwickelten Lichtalgorithmen, die bisher in Steuergeräten für Serienscheinwerfer eingesetzt wurden, sollen gemeinsam mit LG Vehicle Solution (VS) weiterentwickelt und zukünftig als eigenständige Softwareprodukte angeboten werden. Dabei soll ein modular aufgebautes System, bei dem jedes Modul eine eigenständige, getestete Softwarelösung darstellt, den Fahrzeugherstellern größtmögliche Flexibilität bieten. Diese Module können je nach Bedarf zusammengestellt, flexibel angepasst und so neue Lichtfunktionen schneller in Fahrzeuge integriert werden. „So können wir die Anforderungen der Automobilkunden nach individuellen Lichtlösungen optimal erfüllen und gleichzeitig die Fahrsicherheit erhöhen“, sagt Wonyong Hwang.
Zentrale Recheneinheit statt Domänen
Derzeit setzen viele Automobilhersteller auf eine Domänenarchitektur, bei der die Lichtverteilung direkt in einem eigenen Steuergerät im Scheinwerfer berechnet wird. Software-Defined-Vehicle-Plattformen setzen dagegen auf zonale Elektronikarchitekturen in einer zentralen, leistungsfähigen Recheneinheit. Dank einer einheitlichen Middleware können Softwarefunktionen dort einfach aktualisiert und kontinuierlich weiterentwickelt werden. „Wir wollen uns nicht auf bestimmte Architekturen wie zonale oder domänenbasierte Systeme festlegen, um möglichst flexible und breit einsetzbare Lösungen anbieten zu können“, sagt Florian Muttenthaler, Software Design Lead für SaaP bei ZKW.
Demonstrator in Kooperation mit LG
ZKW hat gemeinsam mit LG VS einen Demonstrator entwickelt, um typische Fahrsituationen anhand realistischer Anwendungsfälle abbilden zu können. Damit können Lichtfunktionen dargestellt werden, die einerseits auf den Fahrer ausgerichtet sind (z.B. durch hochauflösende, adaptive Lichtverteilungen) und andererseits auf die Kommunikation mit der Umgebung über die Front- und Heckbeleuchtung. Die Berechnung der Lichtfunktionen erfolgt auf einem Hochleistungsrechner von LG VS. Über Zonensteuergeräte werden die jeweiligen Lichtsysteme im Fahrzeug angesteuert. Die Fahrszenarien laufen in einem Fahrsimulator ab, der in Echtzeit generierte Fahrzeugsignale an den Zentralrechner liefert. Die berechneten Lichtfunktionen werden zusätzlich im Simulator visualisiert und als digitales Abbild in der virtuellen Welt dargestellt.
ZKW im Überblick
Die ZKW Group ist der Spezialist für innovative Premium-Lichtsysteme und Elektronik. Seit 2018 ist ZKW als Tochtergesellschaft von LG Electronics Vehicle Solution Company Teil der LG Gruppe. Als Systemlieferant ist ZKW ein weltweit präsenter Partner der Automobilindustrie. Der Konzern entwickelt und produziert entsprechend seinem Motto „Bright Minds, Bright Lights.“ mit hellen Köpfen und modernsten Fertigungstechnologien komplexe Premium-Beleuchtungen und Elektronikmodule für internationale Automobilhersteller. Zu den Top-Produkten zählen leistungsfähige und kosteneffiziente Komplett-LED-Systeme. Die ZKW Group verfügt weltweit über insgesamt zwölf Standorte, die in den Bereichen Entwicklung und Produktion intelligent vernetzt sind. Im Jahr 2024 beschäftigte der Konzern rund 10.000 Mitarbeiter:innen und erwirtschaftete einen Gesamtumsatz von rund 1,55 Milliarden Euro.
Gemäß der Unternehmensvision „Wegweisende Premium-Licht- und Elektroniksysteme von ZKW für alle Mobilitätskonzepte der globalen Automobilindustrie“ ist es das primäre Ziel des Unternehmens, hochtechnologische Produkte mit höchster Qualität zu fertigen und die Entwicklung innovativer Gesamtlichtsysteme voranzutreiben.
Mit Erfindungen und Innovationen macht die ZKW-Unternehmensgruppe Kraftfahrzeuge begehrter, individueller, sicherer und energieeffizienter. Zum 360-Grad-Angebot zählen Haupt- und Nebelscheinwerfer, Rückleuchten, Blinkleuchten, Innen- und Kennzeichenleuchten sowie Elektronikmodule. Namhafte Automobilhersteller vertrauen mit ihren Marken auf die innovativen Produkte. ZKW ist stolz auf seine Kunden wie BMW (BMW, Rolls Royce), DAIMLER (MERCEDES-BENZ Cars und Trucks), FORD (Lincoln, Ford), GEELY (Volvo, Polestar, Lynk & Co; Geely), GENERAL MOTORS (Buick, Chevrolet, Cadillac), Hyundai/Kia, JLR (Jaguar, Land Rover), Stellantis (Opel, Citroen), RENAULT/NISSAN (Infiniti, Alpine), VGTT (Volvo Trucks, MACK) und VW-Gruppe (Porsche, Audi, Lamborghini, Bentley, Skoda, Seat/Cupra, VW, VW Nutzfahrzeuge, MAN, Scania). Mit intelligenten Lichtsystemen und innovativem Styling prägt ZKW das Aussehen und den Charakter von Fahrzeugen weltweit.
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