バーチャル ECU

バーチャル電子コントロールユニット (vECU) とは、車載 ECU をソフトウェアベースで再現したもので、物理的なハードウェアではなく、PC またはサーバー上で動作します。バーチャル ECU は、シミュレーション モデル、自動生成コード、手書きコード、またはこれらの要素の組み合わせによって構成されることがあります。

自動車分野における幅広いバーチャル開発の中核的な構成要素として、vECU はハードウェアがなくてもソフトウェア開発を可能にします。バーチャルテストでは、vECU は通常、エンジン、モーター、バッテリー、車両運動などの車両プラントモデルやテスト条件と連携させて、閉ループ構成で実行されます。バーチャル ECU とソフトウェアインザループ (SIL) テストにより、自動車エンジニアは開発サイクルの早い段階で組み込みソフトウェアを開発、統合、検証でき、イノベーションの加速とコスト削減を実現できます。

バーチャル ECU のユースケース

バーチャル ECU は、アーキテクチャからキャリブレーション、検証、展開に至るまで、広範にわたるワークフローをサポートします。これにより、チームは反復作業を加速し、ハードウェアインザループ (HIL) テストや車両テストの前に統合上の課題を特定することができます。付加価値の高いユースケースには、次のようなものがあります。

• ハードウェア不要の早期開発:
  製品用のチップや ECU ハードウェアを入手する前に、PC やバーチャル プラットフォーム上で量産コードを実行できます。
• バーチャル ソフトウェア統合テスト:
  ソフトウェア コンポーネントのインターフェイス (例: AUTOSAR RTE)、ミドルウェア通信、ECU 間信号を検証します。
• バーチャル キャリブレーション:
  制御調整 (パワートレイン、BMS、ADAS/AD など) やキャリブレーションをデスクトップ上で行います。
• 継続的インテグレーション (CI) と非回帰テスト:
  CI パイプラインで統合や HIL と同等のシナリオを自動化することで、早い段階で不具合を特定できます。
• エンドツーエンドの機能検証:
  バーチャル車両ネットワーク上で複数の vECU のコシミュレーションを行います (例: ADAS の知覚、フュージョン、作動のプロセス)。
• バーチャル環境でのロバスト性試験:
  ハードウェアを損傷させることなく、センサー故障、通信断、電源の入切などのイベントを体系的かつ大規模に注入できます。

Simulink を使用したバーチャル ECU の作成、統合、シミュレーション

Simulink^® とモデルベースデザインを組み合わせ、さまざまなレベルのバーチャル ECU を作成、統合、シミュレーションすることで、PC 上のバーチャル環境でシステムの設計や機能を検証できます。

• Simulink、Stateflow^®、AUTOSAR Blockset を使用して、ソフトウェアの制御ロジックを設計します。
• Embedded Coder^® を使用して、制御アルゴリズムから量産コードを生成します。
• Simulink モデルや量産コードから、FMI (Functional Mock-up Interface) 形式の移植可能な vECU を直接エクスポートします。
• Simscape™ や Powertrain Blockset™ などの物理モデリングツールを使用して、プラントモデルを開発します。
• バーチャル ECU (Simulink で作成したものまたはサードパーティ製) を Simulink 環境内のプラントモデルと統合します。
• vECU 全体を Simulink の閉ループ SIL 環境でシミュレーションし、クラウドに拡張して大規模テストを行います。