“在當前汽車時代,硬件同質化現象越來越嚴重,所以在‘軟件定義汽車’趨勢之下,我們需要靠軟件去構建一些差異化。”日前,在麥格納“黑科技來了Tech Lab”系列分享會上,麥格納動力總成軟件工程經理何松如此表示。
事實上,“軟件定義汽車”趨勢已不斷刷新造車邏輯。通過將車輛的功能和控制從硬件中解耦,軟件可賦予汽車更高的靈活性和可升級性。
在何松看來,未來,汽車將更依賴通過軟件來實現智能座艙、自動駕駛、車聯網、車輛智能控制和娛樂功能,為駕駛者帶來更安全、更智能、更舒適的駕駛體驗。
圖片來源:麥格納(下同)
據麥肯錫預測,軟件在D級車(或大型乘用車)上的整車價值正在持續穩定增長,預計到2030年占比將達30%。何松認為,“我們正面臨著一個全新的、全面依賴軟件的汽車新時代。”
從車輛動力總成板塊來看,在車輛動力和車身控制方面,這一趨勢也越來越明顯。
據何松介紹,如今,該領域面臨著眾多的功能和硬件需求,包括主動懸架、電驅系統、空氣動力學系統等。然而,在如此多的功能和系統需求下,僅僅依靠堆加控制器來實現新功能的方式已經不再適用。這種方式不僅會導致線束的繁瑣和錯綜復雜,還會增加對硬件及軟件的額外的需求。
因此,新的電子/電氣架構迫切需要更高層面的整車功能,通過跨域控制的方式,對系統進行統一管理和控制。這樣能夠極大程度上減小對硬件的依賴并能實現更多的標準化。
而在這一過程中,軟件扮演著關鍵角色。
為加快軟件上車速度、擴大軟件適用范圍,麥格納提出軟件即產品(Software as a Product)概念,即“SaaP”,將軟件和硬件充分解耦,實現軟件的快速部署和應用。
“麥格納一直致力于把軟件系統從動力總成結構之中進行解耦,甚至還可以跟控制器進行解耦,從而讓我們的軟件范圍可以變得更廣,實現快速部署。”何松如此表示。
據悉,在“SaaP”的加持下,麥格納提供的軟件功能不再依賴于固定形式的動力總成結構,可以適應各種形式的動力總成架構,如混動、電動、雙電機或三電機。同時,軟件本身不再依賴于特定的控制器硬件,而是能與大多數現有的整車硬件兼容,實現軟硬件解耦。
更為重要的是,基于此概念,麥格納的能量與運動控制軟件,通過先進的數據獲取以及軟件策略,可實現對能量的高效管理和精準的車身運動控制,優化出行體驗。
舉例來說,在路面積雪以及高速公路等危險工況下,由于車輛失控而引發的交通事故屢見不鮮,如何通過對車輛的精準控制,提升在冰雪路面行駛的安全性,日益受到重視。基于這種需求,該軟件讓車輛在冰雪路面的快速、安全行駛,甚至連續漂移成為可能。
據介紹,該軟件支持更精確的扭矩矢量分配功能。在車輛行駛過程中,車輪的扭矩一直處于動態調整中,當車輛需要過彎時,不同車輪分配到不同正負的扭矩。在某些工況中,即使車速高達60公里/小時,車輛仍能保持穩定。當車輛需要出彎時,駕駛員踩下油門,此時軟件又能重新分配驅動扭矩,保障動力的順暢銜接。
另外,該軟件還具備主動側滑角限制控制功能,依靠算法實現實時精準的計算甚至預測整車的姿態和關鍵信息,在無任何硬件增加的情況下使車輛表現顯著增強。即使普通駕駛員也能在該功能的幫助下,實現專業的駕駛表現。例如在某些漂移工況時,駕駛員是不需要反打方向盤,而由系統實時根據方向盤的角度為漂移的轉向目標進行控制。
此外,該軟件充分考慮了安全和動態的兩驅/四驅切換策略,據稱能夠實時計算車輛安全行駛所需的輪端扭矩限值,并與以效率為考量的扭矩分配結合起來,從而進行智能模式切換。
綜合來看,麥格納的軟件產品包含5個維度,涵蓋車輛輸入、車輛物理模型、車輛運動控制策略、智能執行機構和實車表現。
其中,車輛輸入主要指由傳感器或總線獲取的整車信息,例如輪速、油門和剎車信息等。
而后,其會將前面所輸入的這些基礎數據,應用于先進并精準的整車物理模型中,實時運行并模擬出整車行駛狀態,尤其是無法直接觀測或者直接計算的關鍵信息,例如車輪以及車身側偏角,道路摩擦系數等。
接下來,車輛運動控制策略根據車輛信息、駕駛員操作信息以及物理模型計算出來的整車姿態信息,進行輪端的扭矩矢量分配,并將扭矩需求值發送給執行機構——如前后橋電驅動系統,扭矩分配系統,動力斷開解耦裝置等。最終實現實車的優秀性能表現。
何松表示,在這5個維度中,車輛物理模型和車輛運動控制策略在整個控制系統中起著重要作用。這兩者的結合奠定了整車的操控性、安全性和駕駛性。
據悉,從單一維度的軟件應用,到完整的軟件解決方案,麥格納能根據整車廠需求提供非常靈活的合作模式。
至于相關應用對車輛架構的要求,麥格納動力總成產品線管理高級專家馮永升表示,從系統角度來看,可以分為兩種情況:
第一種情況,如果客戶當前車輛的硬件系統具備這樣的能力,只是這個功能沒有開發出來,那么可以直接將功能增加到客戶車輛上去。主要工作是在后期,也即整車軟件標定以及驗證的一些環節。
另外一種情況,如果當前整車的硬件系統不具備這樣的能力,則可能要做一些升級和迭代,這就需要從整車開發的源頭就介入進去,就相當于需要參與動力總成架構的設計,與客戶一起制定,共同開發。
“還有電子電氣架構方面的考量。比如說如果用傳統的分布式的架構,考慮到通信之間的功能,包括協調,希望最好能在開發初期就介入進去。因為這樣,無論在線束的布局上,還是功能的配合上,都能提前做好一些規劃。但是如果我們是朝著未來的架構去發展,就可以晚一點介入,甚至在量產階段介入。”何松補充道。
來源:第一電動網
作者:蓋世汽車
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