Conti: Digitale Zwillinge sollen Zeit und Kosten sparen

Digitale Zwillinge setzen sich zunehmend in der Automobilbranche durch – von der Konstruktion über die Produktentwicklung bis hin zur Produktion. Befürworter betonen, dass sie Zeit und Geld sparten und Probleme erkennen könnten, bevor ein Modell in die Produktion gehe. Nun dringen sie in einen neuen Bereich vor: das softwaredefinierte Fahrzeug.

Da Software eine immer zentralere Rolle im Fahrzeug spielt und der Codeumfang in die Hunderte Millionen Zeilen reicht, können virtuelle elektronische Steuergeräte (vECUs) zur Entwicklung, zum Testen und zur Fehlerbehebung in der Cloud genutzt werden – noch bevor die dazugehörige Hardware finalisiert ist.

Continental hat kürzlich das Tool vECU Creator vorgestellt. Mit diesem können Kunden vECUs konfigurieren und entweder in ihrer eigenen Cloud oder in der von Continental ausführen. Laut Conti kann die Technologie Projekte um sechs bis zwölf Monate schneller zur Serienreife bringen als Software, die auf physischen Steuergeräten getestet werden muss.

Der vECU Creator ist Teil des Continental Automotive Edge-Frameworks (CAEdge), einer modularen Kombination aus Hard- und Software, die das Fahrzeug mit der Cloud verbindet. CAEdge umfasst eine „virtuelle Werkbank“ zur Entwicklung, Bereitstellung und Wartung softwarebasierter Funktionen. Zudem unterstütze es Over-the-Air-Updates und Upgrades, so Continental. Das Tool läuft auf Amazon Web Services und basiert auf AUTOSAR-Software sowie Middleware der Conti-Tochter Elektrobit.

In einer ersten Anwendung hat Continental mit dem vECU Creator einen Digitalen Zwilling seines Smart Cockpit-Hochleistungsrechners entwickelt. Dieses Projekt bezeichnet das Unternehmen als das „erste cloudbasierte, softwaredefinierte Fahrzeugprojekt“. Der Digitale Zwilling des Smart Cockpit-Steuergeräts wurde im Dezember 2024 mit dem Innovationspreis der CLEPA, dem europäischen Verband der Automobilzulieferer, ausgezeichnet.

Conti hat das Tool bereits erweitert und letztes Jahr virtuelle Prototyping-Werkzeuge von Synopsys integriert. Damit könnten mehrere virtuelle Steuergeräte mit Simulationen von Fahrzeugdynamik, Sensoren und Umgebung kombiniert werden, so Continental. „Das ist eine äußerst nachhaltige Lösung“, sagt ein Pressesprecher des Zulieferers. „Sie reduziert die Zahl der realen Tests erheblich und verkürzt die Entwicklungszeit deutlich.“

Auf der kommenden CES in Las Vegas werde Continental ein softwaredefiniertes Demonstrationsfahrzeug vorstellen, das mit dem vECU Creator entwickelt worden sei.

Eine virtuelle Steuergeräte-Einheit (vECU) besteht aus virtualisierter Hardware und Software und bildet typische mikrocontrollerbasierte Steuergeräte, Zonencontroller oder Hochleistungsrechner nach. Eine vECU enthält alle notwendigen Softwaremodule, um die Funktionalität eines physischen Steuergeräts zu simulieren.

Sobald ein Ziel-Chipsatz (z. B. von Qualcomm oder NXP) und Middleware (AUTOSAR oder Android) ausgewählt sind, wird die vECU automatisch in der Entwicklungsumgebung des Nutzers eingerichtet. Das Programmieren kann laut Continental und Amazon Web Services „innerhalb weniger Minuten“ beginnen.

Automobilhersteller, Zulieferer und Drittunternehmen können vECUs für ihre Entwicklungsumgebungen konfigurieren, um Code für noch nicht vorhandene Hardware zu entwickeln und zu debuggen. Nach Markteinführung eines softwarebasierten Produkts können zukünftige Upgrades ebenfalls auf der vECU getestet werden, was die Entwicklungszeit weiter reduziert.

Auch die Kompatibilität zwischen verschiedenen Modellen kann so überprüft werden. Anwendungen umfassen Antriebsstrang und Leistungselektronik, Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und autonomes Fahren sowie Fahrzeugkonnektivität.

In der traditionellen Automobilsoftwareentwicklung, bekannt als Hardware-in-the-Loop (HiL), können funktionale, sicherheitsrelevante und andere Probleme erst dann angegangen werden, wenn physische Steuergeräte verfügbar sind.

Continental bezeichnet die HiL-Entwicklung als „langsam und begrenzt in ihrem Umfang“ im Vergleich zur virtuellen Entwicklung, die die Markteinführungszeit erheblich verkürzen könne. Virtuelle Tests ermöglichten Softwareprüfungen in einer Vielzahl von simulierten Straßen- und Wetterbedingungen, ohne Risiken einzugehen.

Zudem können vECUs laut Amazon Web Services und Continental die Anzahl der Softwarefehler reduzieren, die kurz vor Produktionsbeginn entdeckt werden. Fehler frühzeitig zu erkennen, könne Projekte im Zeitplan halten und Kosten senken. Fehlerbehebungen in der späten Softwareentwicklung könnten zehnmal teurer sein als jene, die mithilfe einer vECU erkannt würden, so Continental. Weitere Einsparungen entstünden durch den Wegfall von Testständen und Hardware.

Software, die in der vECU laufe, werde nicht direkt in den Fahrzeugen der Endkunden eingesetzt, sagt der Pressesprecher des Zulieferers. Sie diene als „Werkzeug zur Verkürzung der Entwicklungszeit und kann Hardware-in-the-Loop-Tests oder Tests in Fahrzeugen nicht vollständig ersetzen. Diese bleiben weiterhin notwendig.“

Dieser Artikel ist zuerst bei der Automobilwoche-Schwester Automotive News erschienen. Er wurde von KI übersetzt und von einem Redakteur der Automobilwoche bearbeitet.