WLAN-Symbole in abstraktem Raum, digitale Nullen im Vor- und Hintergrund.

Mobile Software-Updates fürs Auto

Die meisten Funktionen eines Autos werden heute per Software gesteuert. Erfahren Sie, wie Over-the-Air Updates Kosten senken und neue Geschäftsmodelle ermöglichen

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Werkstattbesuche vermeiden

Autos sind fahrende Computer, in denen Software wesentliche Funktionen des Fahrzeugs steuert. Bei mehr als 100 Millionen Codezeilen gibt es die Herausforderung, das System immer auf dem neuesten Stand zu halten oder neue Funktionen einzuspielen. Regelmäßige Sicherheitsupdates von Firm- und Software sind damit zwingend erforderlich. Mit Over-the-Air-Updates (OTA) müssen Fahrzeuge für Aktualisierungen nicht mehr in die Werkstatt.
 

Software-Updates Over-the-Air

Verschiedene Autospuren bei Nacht vor Skyline, auf denen Lichtpunkte und Icons zu sehen sind.

Automatische Software-Aktualisierungen über das Internet sind für Laptops, Telefone oder TV-Geräte seit Jahren Standard. In der Automotive-Industrie sind sie jedoch noch relativ selten. Meist werden die Fahrzeughalter in die Werkstatt gerufen, um Updates aufzuspielen. Es gilt also, Methoden einzusetzen, die Funkschnittstellen wie WLAN oder Mobilfunk nutzen. 2012 gab es erste Over-the-Air-Updates, die meist unkritische Infotainment-Funktionen betrafen. Heute führen einige OEMs regelmäßig Aktualisierungen über die Luft durch. Nach wie vor sind es meist Updates sicherheitsunkritischer Systeme, wie zum Beispiel von Navigationskarten oder Änderungen des Soundsystems. Die mobile Software-Aktualisierung von Sicherheitssystemen oder Funktionen, die direkt mit dem Fahren zu tun haben, setzt sich erst jetzt langsam durch. In Zukunft kann es möglich sein, dass ein Fahrzeug aufgrund neuer Funktionen, die der OEM über Over-the-Air aufspielt, nicht mehr an Wert verliert. Ein Vorteil für Kunden und Zulieferer.

Veränderung der Fahrzeugsysteme

6,3

Millionen Fahrzeuge in Deutschland hätten 2018 ein Software-Update erhalten müssen.¹

546

Rückrufaktionen gab es 2018 allein in Deutschland.²

14,1

% der Rückrufe in den USA im Jahr 2017 betraf Qualitätsmängel der Elektrik/Elektronik.³

Auf 470

Milliarden Dollar wird der Markt für Software und Elektronik im Auto bis 2030 anwachsen.⁴

Quellen – ¹ https://www.handelsblatt.com/unternehmen/industrie/pkw-maengelreport-qualitaetsmaengel-bei-autos-nehmen-zu-3-7-millionen-rueckrufe-in-deutschland/24099466.html – ² https://www.kfz-rueckrufe.de/rueckruf-rekordjahr-2018/5279/ – ³ https://kbc-consultants.com/wp-content/uploads/KBC_Rueckruf_Reporting_2018_190701.pdf – ⁴ https://www.mckinsey.de/publikationen/2019-07-10-software-and-ee

Rückrufquote verbessern

Anstatt jedes Mal zum Händler zurückkehren zu müssen, wenn ein OEM ein Problem erkennt oder neue Funktionen einspielen muss, können OTA-Updates quasi im Hintergrund durchgeführt werden, ohne den Fahrzeughalter zu stören. Das könnte auch die Sicherheit von Fahrzeugen verbessern, da einige Kunden selbst kritische Rückrufaktionen ignorieren. 

Laut National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) in den USA werden heute nur 62 Prozent der zurückgerufenen Autos jemals repariert – selbst nachdem die Besitzer mehrfach benachrichtigt wurden. Over-the-Air-Updates könnten diese Probleme beseitigen und dabei Millionen von Dollar für Wartungsarbeiten einsparen. Zudem lassen sich dadurch auch Verbesserungen und Änderungen an einem Fahrzeug durchführen, von der Anpassung des Getriebes bis hin zur Optimierung der Leistung und der Kraftstoffeffizienz.

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Erfahren Sie, wie Over-the-Air-Updating in Fahrzeugen Kosten senkt und neue Geschäftsmodelle ermöglicht.

T-Systems-Kompetenz für OTA-Updates

  • Entwicklungs-Bereitstellung einer netzwerkbasierten, intelligenten, OEM-unabhängigen Lösung für OTA-Updates, die in bestehende Produkte auf dem Markt integriert sind
  • Bereitstellung der End-to-End-Aktualisierungs-SLAs inklusive dynamischer Preisgestaltung
  • Zusätzliche Dienstleistungen für OEMs und Mobilitätsanbieter

Kosten sparen, neue Funktionen bereitstellen

Blick in Autocockpit, in deren Mittelkonsole digitale Icons erscheinen, die sich im Raum bewegen.

Der Hurrikan Irma an der Westküste der USA zeigte bereits 2017, wie Automotive-Hersteller Over-the-Air-Updates nutzen können. Wer damals mit einem Tesla dem herannahenden Orkan entgehen wollte, kam mit dem vollgeladenen Akku bestimmter Tesla-Modelle nur etwa 320 Kilometer weit. Daher hat Tesla damals per OTA-Update temporär die Akku-Kapazität erhöht. Ein Service, der normalerweise nur gegen einen Aufpreis erfolgt.     

Der zunehmende Trend zu einer softwaregesteuerten Fahrzeugarchitektur sowie kostenpflichtigen Funktionen auf Anfrage machen kurzfristige, massenhafte oder gezielte Software-Updates und Fixes immer wichtiger. Im Fahrzeug sind Steuergeräte (ECUs, Electronic Control Units) inklusive des Infotainmentsystems davon betroffen. 

Sicherheitslücken schnell schließen

Updates für Steuergeräte schließen hauptsächlich Sicherheitslücken, verbessern die Performance und aktualisieren das Infotainmentsystem. Das erhöht Komfort und personalisierte Nutzung. Somit lassen sich nicht nur Kosten einsparen, sondern sogar Geld verdienen, da über die OTA-Schnittstelle Autobesitzer neue kostenpflichtige Funktionen über einen App-Store kaufen oder einfach nur freischalten können. So wie Tesla dies mit Akkukapazitäten oder Autopiloten macht. 

Herausforderungen und Vorteile von OTA

  • Tendenz zu einzelnen, zentralen, leistungsfähigen Rechnern im Fahrzeug
  • Software stärker im Fokus bei Fahrzeugentwicklung, erfordert eine veränderte Sicht auf Fahrzeugfunktionen (Software Defined Vehicle/Car)
  • Durch E-Autos und autonome Fahrfunktionen wird die Zahl der Software-Updates weiter steigen
  • Datenvolumen und Update-Frequenz steigen
  • Mit OTA lässt sich Software schneller flächendeckend ausspielen
  • Werkstattkosten sinken deutlich
  • Neue softwarebasierte, individuell personalisierbare Services (z. B. Navigationskarten, Car2x) lassen sich über OTA schneller ausspielen

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Over-the-air-Update von T-Systems

  • Der OTA Update Delivery Network Controller (UDNC) wird von T-Systems bereitgestellt und vom OEM auf dem Connectivity Gateway-Modul im Fahrzeug installiert.
  • Der UDNC aggregiert alle relevanten Informationen zur Festlegung der Aktualisierungsstrategie (z.B. Netzwerk-QoS, Kanäle, Fahrzeugstandort, Route).
  • Der UDNC nutzt die Intelligenz der Konnektivitätsnetzwerke, um die Ausführung von Aktualisierungen möglichst kosteneffektiv und SLA-konform durchzuführen.
  • Der UDNC definiert die Download-Anweisungen zentral und überträgt sie an den UDNC-Client.
  • Der UDNC-Client verwaltet und führt den Download durch und übergibt ihn an den Update-Manager im Fahrzeug.
  • SLAs für die Update-Bereitstellung ermöglichen eine dynamische Preisgestaltung einschließlich des Konnektivitätsteils, um eine echte technische End-to-End-Lösung zu schaffen
  • Die Updates erfolgen auf der Grundlage der Klassifizierung, zum Beispiel Safety, Sicherheit, Feature, optional etc.
  • Die Entscheidung für ein Update erfolgt zusätzlich auf Grundlage der Netzbedingungen (Überlastung, Kanal, Aus/Ein-Spitze usw.)

Die Autos der Zukunft werden sich immer mehr über ihre Software-Fähigkeiten differenzieren.

Herbert Diess, CEO Volkswagen AG
 

Updates über SIM-Karte oder WLAN

Blick auf Straße in Stadt aus Vogelperspektive, auf der Autos fahren, die Netzstrahlen umgeben.

Für die OTA-Updates braucht das Auto entweder eine SIM-Karte oder ein WLAN-Netz. Besteht eine Verbindung, startet ein OTA-Manager den Update-Prozess. Ein Steuergerät, das mit einer Mobilfunkschnittstelle ausgestattet ist, übernimmt dabei die Rolle des Vermittlers zwischen dem Backend und den zu aktualisierenden Geräten innerhalb des Fahrzeugs. Es nimmt alle Softwarepakete über die Luftschnittstelle entgegen und verteilt diese über CAN-Bussysteme. Zudem kontrolliert und koordiniert die elektronische Kontrolleinheit (Gateway-TCU - Telematics Control Unit) als Master den gesamten Prozess.

Übertragung gegen Missbrauch sichern

Allerdings muss die Übertragung der Datenpakete geschützt werden, da Dritte Zugriff auf wichtige Fahrzeugfunktionen bekommen könnten. Safety und Security sind daher wesentliche Aspekte für den Erfolg. Neben der Verschlüsselung des Übertragungsweges, der sicheren Identifizierung und Autorisierung der Fahrzeuge und deren Steuergeräte, spielt die Absicherung der Updates durch Paketverschlüsselung und Integritätsprüfung eine entscheidende Rolle.

Daten für Updates komprimieren

Steuergeräte haben häufig zwei Partitionen. Beispielsweise wird ein Update einer Firmware auf einer Partition installiert. Nach der erfolgreichen Fertigstellung erfolgt der Schwenk von der Partition mit der alten Firmware auf die neue.

Die Aktualisierung selbst muss in möglichst kurzer Zeit erfolgen. Wird sie unterbrochen, weil ein Fahrzeug wieder benutzt wird, muss das Programm in der Lage sein, mit dem Update dort weiterzumachen, an dem es unterbrochen wurde. Für einen schnelleren Upload sollte die Größe der Datenpakete also so klein wie möglich sein. 

Es kann aber durchaus vorkommen, dass für einen Komplettaustausch eines Programms große Mengen an Daten anfallen. Eine Kompression der Datenpakete verringert das Datenvolumen bei der Übertragung, daneben sind Delta-Updates zu beachten, die veränderte Bestandteile tauschen. Oder es werden nur die Programm-Codes übermittelt, die tatsächlich geändert wurden.

Digitales Ökosystem

Das Auto entwickelt sich immer mehr zu einem fahrenden Computer. Die meisten Funktionen werden inzwischen von Software gesteuert. Diese muss auf dem neuesten Stand gehalten werden. Dafür brauchen Automotive-Hersteller ein integriertes, digitales Ökosystem aus Netzinfrastruktur, Cloud und Sicherheit.
 

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