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用软件让车开得更爽

来源:汽车商业评论(钱亚光)24年3月22日 13:15

汽车行业正在经历一场深刻变革。随着智能化、网联化的深入发展,软件正扮演着越来越重要的角色。软件定义汽车的背景下,车辆的核心竞争力已经不再停留在传统的硬件层面,软件赋予了汽车更高的灵活性和可升级性,软件赋能车辆成为大势所趋。

据麦肯锡预测,软件在D级车(或大型乘用车)上的整车价值正在持续稳定增长,预计到2030年占比将达30%。

随着车辆动力和车身控制等方面不断涌现硬件和功能需求比如主动悬架、电驱系统、空气动力学系统、制动、后轮转向等依靠堆叠控制器来实现新功能的方式不仅会导致线束的错综复杂,还会增加对硬件的需求已经不再适用。

因此,新的电子/电气架构迫切需要更高层面的整车功能,通过跨域控制的方式,对系统进行统一管理和控制极大程度上减小对硬件依赖,以实现更多标准化功能

为此,麦格纳提出SaaP(Software as a Product,软件即产品)概念,将软件和硬件充分解耦,实现软件的快速部署和应用,并以此为基础,打造了模块化的软件平台——能量与运动控制,通过先进的数据获取以及软件策略,实现对能量的高效管理和精准的车身运动控制,进而优化出行体验。


布置灵活

在“SaaP”的加持下,麦格纳提供的软件功能可轻松适应各种形式的动力总成架构,如混动、电动、双电机或三电机可根据整车厂的需求进行定制和配置,通过软件来简化动力总成系统的复杂性,实现最佳的能量管理和运动控制效果。

麦格纳的软件产品包含5个维度,涵盖车辆输入、车辆物理模型、车辆运动控制策略、智能执行机构和实车表现。

首先,整车输入主要指由传感器或总线获取的整车信息,例如轮速、油门和刹车信息等;其次,将前面所输入的这些基础数据,应用于先进并精准的整车物理模型中,实时运行并模拟出整车行驶状态,尤其是无法直接观测或者直接计算的关键信息,例如车轮以及车身侧偏角,道路摩擦系数等;第三,车辆运动控制策略根据车辆信息、驾驶员操作信息以及物理模型计算出来的整车姿态信息,进行轮端的扭矩矢量分配,并将扭矩需求值发送给执行机构——如前后桥电驱动系统,扭矩分配系统,动力断开解耦装置等;最终实现实车的优秀性能表现。在这5个维度中,车辆物理模型和车辆运动控制策略在整个控制系统中起着重要作用。这两者的结合奠定了整车的操控性、安全性和驾驶性。

需要指出的是,软件本身不再依赖于特定的控制器硬件,而是能与大多数现有的整车硬件兼容。无论从单一维度的软件应用,还是完整的软件解决方案,麦格纳都能根据整车厂的需求提供非常灵活的合作模式。


安全可靠

麦格纳的软件产品涵盖车辆输入、车辆物理模型、车辆运动控制策略、智能执行机构和实车表现5个维度其中车辆物理模型和车辆运动控制策略在整个控制系统中起着重要作用。这两者的结合奠定了整车的操控性、安全性和驾驶性。

在路面积雪以及高速公路等危险工况下,麦格纳的车辆运动控制软件让车辆在冰雪路面的快速、安全行驶,甚至连续漂移成为可能。

车辆行驶过程中,麦格纳运动控制软件支持更精确的扭矩矢量分配功能车轮的扭矩一直处于动态调整中,当车辆需要过弯时,不同车轮分配到不同正负的扭矩。在某些工况中,即使车速高达60公里/时,车辆仍能保持稳定。当车辆出弯时,驾驶员踩下油门,此时软件又重新分配驱动扭矩,保障动力的顺畅衔接。

漂移麦格纳的软件会在整车层面去计算轮端所需要的动力和制动力,或者和一些别的机构进行配合,把指令再发送到电机控制器和制动控制系统之中去。当然麦格纳也会实时去监控这些执行机构的执行状态,考虑驾驶员的安全,做一些功能安全的开发,最后再得到这种既安全又性能优异的表现。

此外,麦格纳运动控制软件还具备先进的主动侧滑角限制控制功能,依靠算法实现实时精准的计算甚至预测整车的姿态和关键信息,在增加任何硬件的情况下使车辆表现显著增强。

通过运动控制软件,麦格纳进一步提升了车辆的行驶安全和性能。即使普通驾驶员也能在该功能的帮助下,实现专业的驾驶表现。例如在某些漂移工况时,驾驶员是不需要反打方向盘,而由系统实时根据方向盘的角度为漂移的转向目标进行控制。


节能省钱

该软件充分考虑了安全和动态的两驱/四驱切换策略,能够实时计算车辆安全行驶所需的轮端扭矩限值,并与以效率为考量的扭矩分配结合起来,从而进行智能模式切换。这样不仅能够让车辆行驶更稳,同时也致力于让车辆行驶更远节省更多的能源。

不仅如此,麦格纳极大地降低了该软件的复杂性和成本,并且为L3以上的自动驾驶功能提供了有力的保障。运动控制软件可以实现和ADAS等系统的有效结合,利用图像识别等手段提前判断道路情况,进行两驱和四驱的切换,产生1+1>2的驾驶效果。

关于是否会增加车企的成本,麦格纳动力总成软件工程经理何松表示,任何开发都是需要付出的,包括能量与运动控制软件本身的开发。但这套软件的开发目标是在不明显额外增加硬件成本的基础之上,再去进行软件功能的应用,让更多的车辆、更多的消费者体验到安全、动态、敏捷和便捷。所以从这个角度来讲,应该不会带来太多的成本增加的。


成熟稳定

早在2011年,麦格纳就开始研发和应用针对四驱系统的扭矩矢量管理技术。直至2017年,在传统四驱纵向扭矩分配的基础上,麦格纳开发了横向扭矩矢量分配系统,并在后续几年时间里不断迭代和更新,在多款车型上有着广泛而成功的应用。

发力于燃油车的基因传承,以及多年的技术积累,麦格纳从常规动力的平台把扭矩矢量管理技术移动到了新能源的平台。最终构建了兼顾效率动态和安全的能量与运动控制软件。对于终端客户来说,可能这个软件所带来的,是更优秀操控功能和一个更高的成熟度。

值得一提的是,从单一维度的软件应用,到完整的软件解决方案,麦格纳能根据整车厂的需求提供非常灵活的合作模式。

针对麦格纳模块化软件平台对车辆的架构是否有特殊要求,麦格纳动力总成产品线管理高级专家冯永升表示,这可以分为两种情况第一种情况,如果说客户当前车辆的硬件系统具备这样的能力,只是这个功能没有开发出来,麦格纳直接把功能增加到客户车辆上去。主要工作实际上已经到了整车软件标定以及验证的一些环节。

第二种情况,如果当前整车硬件系统不具备这样的能力,就需要从整车开发的源头就介入进去,就相当于需要参与动力总成架构的布局,和客户一起制定,共同开发。他表示,从单一维度的控制软件应用,到完整的软件解决方案,麦格纳能够根据整车厂的需求提供非常灵活的合作模式。