Modellgestützte Systementwicklung und Systemvalidierung in einem Software-als-Produkt-Kontext
Case Study Aumovio (ehemals Continental)
Der Kunde
Als Technologieunternehmen bietet Aumovio die richtige Kombination aus Hardware, Software und Dienstleistungen für aktuelle und zukünftige Herausforderungen der Mobilität.
Die Herausforderung
Ermöglichung von modellbasierter Systementwicklung und Closed-Loop-Systemvalidierung für eine elektrische Heckklappe mit hinreichender Genauigkeit des Systemverhaltens in einem Software-as-a-Product (SWaaP)-Kontext, basierend auf einem virtuellen L1-Steuergerät (vECU).
Die zentrale Herausforderung in einem SWaaP-Anwendungsfall besteht darin, modellbasierte Systementwicklung und Closed-Loop-Systemvalidierung des Systemverhaltens zu ermöglichen, ohne dass reale Hardware zur Verfügung steht. Dies geschieht mit dem Ziel, den Aufwand für die System- und Softwareentwicklung, -integration und -validierung in eine frühere Phase des Entwicklungszyklus zu verlagern.
Der gewählte Ansatz basiert auf der Generierung eines virtuellen Systemäquivalents, das für die System- und Softwareentwicklung sowie für die Validierung von Closed-Loop-Systemen verwendet werden kann. Kritische Entwurfsparameter und Herausforderungen für das virtuelle Heckklappensystem sind:
- Zeitauflösung und -synchronisation
- Stabilität des Closed-Loop-Systemverhaltens
- Äquivalenz von virtuellem und realem Systemverhalten und Validierung (z.B. Genauigkeit für Pinch Detection)
- Wiederverwenden bestehender HIL-Modelle
- Komplexität der Integration von Softwarekomponenten in das virtuelle System / Steuergerät
- Fähigkeit zur Durchführung automatisierter Tests
Die Lösung
Generierung von digitalen Zwillingen für jede Systemkomponente und deren Vernetzung.
Das reale System besteht aus einer Motorsteuerungs-Applikation auf einem realen Steuergerät und zusätzlichen Hardware-Elementen zur Steuerung der Heckklappe (z.B. Motor, Hall-Sensor, H-Brücke). Im virtuellen System wird die Motorsteuerungsanwendung als Softwarekomponente (MotCtrl) auf einer vECU gehostet, welche mit vVIRTUALtarget erstellt wurde. Ein Simulink-basiertes Modell für die Heckklappe, bestehend aus H-Brücke, Elektromotor, mechanischer Simulation und Sensorik, vervollständigt das virtuelle System. Sowohl die vECU als auch das virtuelle Modell sind in eine CANoe Umgebung integriert und werden dort ausgeführt, was den Aufwand für ihre Verknüpfung reduziert. Die vECU und das virtuelle Modell werden innerhalb der CANoe Simulationsumgebung mittels einer CAPL-basierten Verbindungskomponente verbunden. CANoe als Ausführungsumgebung gewährleistet die zeitliche Synchronisation zwischen den verschiedenen Teilen der Simulation.
Die Vorteile
Höhere Qualität und geringere Kosten durch vorgelagerte Software- und Systementwicklung, sowie Integration und Validierung auf Basis des digitalen Zwillings.
- Einfache Integration von SWC in die vECU
- Einfache Einbettung des Anlagenmodells in CANoe
- Wiederverwendbarkeit von Softwarekomponenten und HIL-Modellen für das reale Zielsystem
- Vorbereitung der Ziel-Hardware-Integration
- Closed-Loop-Tests und Debugging ohne reales Hardware-System möglich
