Ein modellbasiertes Entwurfs- und Verifizierungsframework für virtuelle ECUs in Steuerungssystemen von Fahrzeugsitzen

Da die Automobilsoftware in Umfang und Zeitgenauigkeit weiter zunimmt, gewinnt die hardwareunabhängige Verifikation in der frühen Entwurfsphase zunehmend an Bedeutung – insbesondere für sicherheitskritische Steuergeräte im Karosseriebereich. Diese Studie schlägt ein Framework vor, das MBD (Model-Based Design), AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) Classic Platform-Konfiguration und die Ausführung von vECUs (Virtuelle Elektronische Steuergeräte) in einem einzigen, reproduzierbaren Entwicklungsworkflow integriert. Die in Simulink validierte Steuerlogik wird in AUTOSAR-konforme Software übersetzt, in eine QEMU-basierte vECU eingebaut und im DRIM-SimHub mittels virtueller Stimuli sowie eines realen Sensor-Aktor-Signals, das über eine dedizierte I/O-Schnittstellenplatine bereitgestellt wird, ausgeführt. Am Beispiel eines virtuellen Begrenzungscontrollers für die Sitzverstellung ermöglicht der vorgeschlagene Workflow eine konsistente Wiederverwendung der Testszenarien über die Stufen Model-in-the-Loop (MiL), Software-in-the-Loop (SiL) und virtuelle ECU hinweg, wobei das timingverhalten auf Produktionsniveau und die Semantik der AUTOSAR-Runtime erhalten bleiben. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die vECU die PWM-Ausgänge, die Pulszeiten des Hall-Sensors und die Begrenzungs-Stopp-Entscheidungen des physischen Steuergeräts genau reproduziert und dass Integrationsprobleme, die zuvor nur in HiL-Tests entdeckt wurden, erheblich früher aufgedeckt werden können. Insgesamt verkürzt der Workflow die Verifikationszyklen, verbessert die Beobachtbarkeit zeitabhängigen Verhaltens und bietet eine praktische Grundlage für die frühe Validierung in der softwaredefinierten Fahrzeugentwicklung.