為什么說軟件定義的車輛將汽車從工具變成了生活空間

簡(jiǎn)介

“軟件定義的車輛”這個(gè)術(shù)語是指車輛的許多關(guān)鍵特性和功能是通過軟件來實(shí)現(xiàn)。從基于硬件到基于軟件的這種轉(zhuǎn)變，讓汽車從功能性工具變成了用戶的生活空間。除了解鎖新的安全性、舒適性和便利性功能之外，軟件定義的車輛與原來硬件定義的車輛相比也有頗多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能提供出眾的性能。下一代軟件定義的車輛將繼續(xù)提高安全功能，同時(shí)增加更多的自主性、功能性和安全相關(guān)的軟件更新，以及用于信息娛樂等互聯(lián)服務(wù)的軟件平臺(tái)。

軟件定義特性的技術(shù)概覽

促使汽車制造商增加傳感器使用的三個(gè)主要因素包括：

尾氣排放

底盤道路性能改進(jìn)

乘客體驗(yàn)（座艙和外部）

這幾個(gè)因素決定了傳感器的應(yīng)用，并詮釋了軟件控制嶄露頭角的原因。

尾氣排放

繼早期的機(jī)油、冷卻劑和燃油測(cè)量之后，聯(lián)邦排放法規(guī)迫使汽車制造商升級(jí)其傳感器技術(shù)以監(jiān)測(cè)燃燒性能，這帶來了排放輸出值。工程師研發(fā)出了歧管絕對(duì)壓力 (MAP) 傳感器，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能，減少排放。MAP傳感器能夠測(cè)量歧管壓力，而發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元?jiǎng)t通過測(cè)得的壓力計(jì)算出空氣密度和質(zhì)量流動(dòng)速率。通過這些參數(shù)實(shí)現(xiàn)燃油用量控制自動(dòng)化，讓燃燒盡可能充分。盡量接近理想配比的燃燒化學(xué)反應(yīng)，可以讓燃燒盡可能充分，從而限制不必要的燃燒反應(yīng)產(chǎn)物，減少有害排放。

隨著二十世紀(jì)60年代初首次實(shí)施的汽車尾氣排放法規(guī)進(jìn)一步收緊，汽車制造商提高車載傳感器的測(cè)量靈敏度和性能的需求也水漲船高。為了滿足這一需求，他們開發(fā)了微機(jī)電測(cè)量系統(tǒng) (MEMS) 傳感器。這些新式傳感器用于通過壓力測(cè)量實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制，很快擴(kuò)展到了整部車輛。MEMS傳感器的兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素使其非常適合用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制：電子智能與機(jī)械測(cè)量參數(shù)的集成、傳感器在車上占用的空間很小。這兩個(gè)因素的結(jié)合為數(shù)據(jù)采集和軟件控制提供了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的高性能解決方案。目前出廠的車輛都使用了MEMS傳感器來提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能、減少排放、提高安全性并增加便利性，軟件驅(qū)動(dòng)的燃燒和排放優(yōu)化日益變得重要。

底盤道路性能改進(jìn)

除了動(dòng)力系統(tǒng)性能提升外，測(cè)量底盤道路性能的傳感器也有了長(zhǎng)足進(jìn)步。這一刻就是車輛自動(dòng)駕駛相關(guān)功能在歷史上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這些應(yīng)用的實(shí)例包括自動(dòng)剎車系統(tǒng) (ABS)、路噪消除、牽引力控制和自動(dòng)泊車。傳感器還測(cè)量振動(dòng)數(shù)據(jù)以控制穩(wěn)定性，并測(cè)量輪胎壓力以防止爆胎。軟件可使用收集的數(shù)據(jù)來調(diào)整車輛性能，以減輕過度振動(dòng)并解決輪胎疲勞問題，無需駕駛員采取任何行動(dòng)。

原則上，這些功能以安全為中心，同時(shí)也附加帶來更順暢的駕乘體驗(yàn)等好處。工程師可以使用這些數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)更穩(wěn)定的車架，優(yōu)化輪胎距離和位置以實(shí)現(xiàn)平衡和支撐，并通過采用傳統(tǒng)駕駛習(xí)慣提升ABS性能來縮短剎停時(shí)間。

與巡航控制被動(dòng)適應(yīng)道路坡度或其他駕駛條件變化的方式一樣，軟件驅(qū)動(dòng)的操作通過提高駕駛性能來提供安全性，使利用這種方法所獲得的好處翻倍。

乘客體驗(yàn)（座艙和外部）

傳感器日益普及的第三個(gè)領(lǐng)域是看重舒適性、便利性和安全性的座艙和外部乘客體驗(yàn)。隨著智能手機(jī)和互聯(lián)技術(shù)的興起，汽車駕駛員已成為車上的聯(lián)網(wǎng)界面與可定制技術(shù)的用戶。MEMS傳感器將安全性放在了汽車行業(yè)最重要的位置，改進(jìn)了正面和側(cè)面安全氣囊彈出的模式和時(shí)機(jī)。它還可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)在環(huán)境照明條件發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)在何時(shí)打開大燈。

在舒適性方面，工程師可以使用傳感器的數(shù)據(jù)來記住駕駛員的偏好和功能設(shè)置，如座艙內(nèi)的座椅溫度和方向。此外，傳感器還可以協(xié)助導(dǎo)航，而駕駛員對(duì)用戶界面的偏好可以指導(dǎo)軟件控制偏好設(shè)置。最后，當(dāng)車輛因駕駛員疲勞或其他情況而偏離路線時(shí)，增加的外部數(shù)據(jù)會(huì)告訴中央處理器。這種功能通過保障車輛操作和大幅減少人為錯(cuò)誤可顯著提高安全性。

Amphenol ICC Minitek MicroSpace?連接器系統(tǒng)

要將汽車從工具轉(zhuǎn)變?yōu)樯羁臻g，請(qǐng)考慮使用Amphenol旗下Amphenol ICC的解決方案。該公司是為信息、通信和商業(yè)電子市場(chǎng)提供互連解決方案的世界知名企業(yè)。Amphenol ICC為服務(wù)器、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)、商業(yè)設(shè)備和汽車等各種應(yīng)用設(shè)計(jì)和制造各類創(chuàng)新連接器和電纜組件。

軟件定義的車輛將采用并依賴各種壓接對(duì)線連接器平臺(tái)。當(dāng)設(shè)計(jì)人員需要物理尺寸緊湊、性能強(qiáng)大且功能極其豐富的平臺(tái)時(shí)，Minitek MicroSpace?連接器系統(tǒng)就是理想選擇。Amphenol提供一系列符合美國(guó)汽車研究委員會(huì) (USCAR2) 標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)連接器，如Minitek Microspace?，其結(jié)構(gòu)緊湊并符合LV214（歐洲）Severity-2標(biāo)準(zhǔn)，滿足汽車電氣連接器系統(tǒng)的性能規(guī)范。Minitek MicroSpace?壓接對(duì)線的緊湊設(shè)計(jì)滿足了日益增長(zhǎng)的微型化組件需求。由于具有更高的信號(hào)密度，這種連接器的PCB占板面積減小了50%。如果您需要高抗振性、主閉鎖、TPA、CPA、Poka Yoke、Kojiri安全以及靈活配置（交錯(cuò)式、1或2行并排、側(cè)面或頂部閉鎖），那么它就是正確選擇。

總結(jié)

隨著電動(dòng)汽車越來越受到重視，可改善尾氣排放、車輛道路性能以及駕駛員體驗(yàn)、便利性和安全性的軟件定義功能的集成度將進(jìn)一步提升。當(dāng)設(shè)計(jì)人員使用本地MCU和MPU來協(xié)助實(shí)時(shí)處理大量傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，他們可以利用現(xiàn)有的處理基礎(chǔ)設(shè)施為軟件定義的汽車創(chuàng)造條件，推動(dòng)自動(dòng)駕駛繼續(xù)前進(jìn)。

審核編輯：郭婷