“在當(dāng)前汽車時(shí)代,硬件同質(zhì)化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,所以在‘軟件定義汽車’趨勢(shì)之下,我們需要靠軟件去構(gòu)建一些差異化。”日前,在麥格納“黑科技來了Tech Lab”系列分享會(huì)上,麥格納動(dòng)力總成軟件工程經(jīng)理何松如此表示。
事實(shí)上,“軟件定義汽車”趨勢(shì)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(jí)性。
在何松看來,未來,汽車將更依賴通過軟件來實(shí)現(xiàn)智能座艙、自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、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(yàn)。

圖片來源:麥格納(下同)
據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè),軟件在D級(jí)車(或大型乘用車)上的整車價(jià)值正在持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2030年占比將達(dá)30%。何松認(rèn)為,“我們正面臨著一個(gè)全新的、全面依賴軟件的汽車新時(shí)代。”
從車輛動(dòng)力總成板塊來看,在車輛動(dòng)力和車身控制方面,這一趨勢(shì)也越來越明顯。
據(jù)何松介紹,如今,該領(lǐng)域面臨著眾多的功能和硬件需求,包括主動(dòng)懸架、電驅(qū)系統(tǒng)、空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)等。然而,在如此多的功能和系統(tǒng)需求下,僅僅依靠堆加控制器來實(shí)現(xiàn)新功能的方式已經(jīng)不再適用。這種方式不僅會(huì)導(dǎo)致線束的繁瑣和錯(cuò)綜復(fù)雜,還會(huì)增加對(duì)硬件及軟件的額外的需求。
因此,新的電子/電氣架構(gòu)迫切需要更高層面的整車功能,通過跨域控制的方式,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制。這樣能夠極大程度上減小對(duì)硬件的依賴并能實(shí)現(xiàn)更多的標(biāo)準(zhǔn)化。
而在這一過程中,軟件扮演著關(guān)鍵角色。
為加快軟件上車速度、擴(kuò)大軟件適用范圍,麥格納提出軟件即產(chǎn)品(Software as a Product)概念,即“SaaP”,將軟件和硬件充分解耦,實(shí)現(xiàn)軟件的快速部署和應(yīng)用。
“麥格納一直致力于把軟件系統(tǒng)從動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)之中進(jìn)行解耦,甚至還可以跟控制器進(jìn)行解耦,從而讓我們的軟件范圍可以變得更廣,實(shí)現(xiàn)快速部署?!焙嗡扇绱吮硎?。
據(jù)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(dòng)力總成結(jié)構(gòu),可以適應(yīng)各種形式的動(dòng)力總成架構(gòu),如混動(dòng)、電動(dòng)、雙電機(jī)或三電機(jī)。同時(shí),軟件本身不再依賴于特定的控制器硬件,而是能與大多數(shù)現(xiàn)有的整車硬件兼容,實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦。
更為重要的是,基于此概念,麥格納的能量與運(yùn)動(dòng)控制軟件,通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)獲取以及軟件策略,可實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的高效管理和精準(zhǔn)的車身運(yùn)動(dòng)控制,優(yōu)化出行體驗(yàn)。
舉例來說,在路面積雪以及高速公路等危險(xiǎn)工況下,由于車輛失控而引發(fā)的交通事故屢見不鮮,如何通過對(duì)車輛的精準(zhǔn)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(xù)漂移成為可能。
據(jù)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(dòng)態(tài)調(diào)整中,當(dāng)車輛需要過彎時(shí),不同車輪分配到不同正負(fù)的扭矩。在某些工況中,即使車速高達(dá)60公里/小時(shí),車輛仍能保持穩(wěn)定。當(dāng)車輛需要出彎時(shí),駕駛員踩下油門,此時(shí)軟件又能重新分配驅(qū)動(dòng)扭矩,保障動(dòng)力的順暢銜接。
另外,該軟件還具備主動(dòng)側(cè)滑角限制控制功能,依靠算法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的計(jì)算甚至預(yù)測(cè)整車的姿態(tài)和關(guān)鍵信息,在無任何硬件增加的情況下使車輛表現(xiàn)顯著增強(qiáng)。即使普通駕駛員也能在該功能的幫助下,實(shí)現(xiàn)專業(yè)的駕駛表現(xiàn)。例如在某些漂移工況時(shí),駕駛員是不需要反打方向盤,而由系統(tǒng)實(shí)時(shí)根據(jù)方向盤的角度為漂移的轉(zhuǎn)向目標(biāo)進(jìn)行控制。
此外,該軟件充分考慮了安全和動(dòng)態(tài)的兩驅(qū)/四驅(qū)切換策略,據(jù)稱能夠?qū)崟r(shí)計(jì)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(jié)合起來,從而進(jìn)行智能模式切換。
綜合來看,麥格納的軟件產(chǎn)品包含5個(gè)維度,涵蓋車輛輸入、車輛物理模型、車輛運(yùn)動(dòng)控制策略、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)和實(shí)車表現(xiàn)。
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(huì)將前面所輸入的這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù),應(yīng)用于先進(jìn)并精準(zhǔn)的整車物理模型中,實(shí)時(shí)運(yùn)行并模擬出整車行駛狀態(tài),尤其是無法直接觀測(cè)或者直接計(jì)算的關(guān)鍵信息,例如車輪以及車身側(cè)偏角,道路摩擦系數(shù)等。
接下來,車輛運(yùn)動(dòng)控制策略根據(jù)車輛信息、駕駛員操作信息以及物理模型計(jì)算出來的整車姿態(tài)信息,進(jìn)行輪端的扭矩矢量分配,并將扭矩需求值發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)——如前后橋電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),扭矩分配系統(tǒng),動(dòng)力斷開解耦裝置等。最終實(shí)現(xiàn)實(shí)車的優(yōu)秀性能表現(xiàn)。
何松表示,在這5個(gè)維度中,車輛物理模型和車輛運(yùn)動(dòng)控制策略在整個(gè)控制系統(tǒng)中起著重要作用。這兩者的結(jié)合奠定了整車的操控性、安全性和駕駛性。
據(jù)悉,從單一維度的軟件應(yīng)用,到完整的軟件解決方案,麥格納能根據(jù)整車廠需求提供非常靈活的合作模式。
至于相關(guān)應(yīng)用對(duì)車輛架構(gòu)的要求,麥格納動(dòng)力總成產(chǎn)品線管理高級(jí)專家馮永升表示,從系統(tǒng)角度來看,可以分為兩種情況:
第一種情況,如果客戶當(dāng)前車輛的硬件系統(tǒng)具備這樣的能力,只是這個(gè)功能沒有開發(fā)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(biāo)定以及驗(yàn)證的一些環(huán)節(jié)。
另外一種情況,如果當(dāng)前整車的硬件系統(tǒng)不具備這樣的能力,則可能要做一些升級(jí)和迭代,這就需要從整車開發(fā)的源頭就介入進(jìn)去,就相當(dāng)于需要參與動(dòng)力總成架構(gòu)的設(shè)計(jì),與客戶一起制定,共同開發(fā)。
“還有電子電氣架構(gòu)方面的考量。比如說如果用傳統(tǒng)的分布式的架構(gòu),考慮到通信之間的功能,包括協(xié)調(diào),希望最好能在開發(fā)初期就介入進(jìn)去。因?yàn)檫@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(guī)劃。但是如果我們是朝著未來的架構(gòu)去發(fā)展,就可以晚一點(diǎn)介入,甚至在量產(chǎn)階段介入?!焙嗡裳a(bǔ)充道。