整車控制系統(tǒng)VCU是如何讓汽車更智能的？

新能源汽車、互聯(lián)網(wǎng)汽車在近兩年的增長(zhǎng)大家有目共睹，從長(zhǎng)期來看，這也是汽車發(fā)展的趨勢(shì)所在。跟傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車更加偏向互聯(lián)網(wǎng)和智能化，其所帶來的優(yōu)秀操作體驗(yàn)也是傳統(tǒng)汽車不能及的，而這種操作體驗(yàn)多數(shù)歸功于汽車中的一個(gè)核心——VCU(整車控制系統(tǒng))。

整車控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車動(dòng)力、舒適度、安全性以及能耗等多方面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，配合大數(shù)據(jù)讓汽車擁有更好的操作性和可靠性。

布爾科技是一家汽車大數(shù)據(jù)解決方案提供商，其主營(yíng)業(yè)務(wù)之中就有電動(dòng)汽車整車控制系統(tǒng)VCU。布爾科技CEO閆方超向雷鋒網(wǎng)介紹了整車控制系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。

研發(fā)中的自動(dòng)標(biāo)定和數(shù)據(jù)挖掘

其實(shí)，VCU是互聯(lián)網(wǎng)、電動(dòng)汽車等新交通工具的控制核心，在傳統(tǒng)汽車上需求很小。而新型汽車在研發(fā)中就與傳統(tǒng)汽車有所區(qū)別。

在電動(dòng)汽車開發(fā)過程中，通常有這么幾個(gè)階段：

第一階段：虛擬仿真階段。這一階段并沒有實(shí)體車，所有的測(cè)試研發(fā)工作都使用軟件來進(jìn)行模擬和測(cè)試，經(jīng)過一系列的測(cè)試合格之后才能進(jìn)入硬件測(cè)試。

第二階段：硬件仿真。這一階段依然沒有實(shí)體車，但是在測(cè)試的時(shí)候已經(jīng)使用的某些硬件。比如要電機(jī)，就會(huì)買一臺(tái)電機(jī)擺在實(shí)驗(yàn)室，用控制設(shè)備進(jìn)行控制算法驗(yàn)證等工作。

第三階段：臺(tái)架測(cè)試。這一階段基本已經(jīng)有了車的雛形，但也只是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，這一階段分兩步，第一步測(cè)試中把所有所需零件組裝在臺(tái)架上進(jìn)行虛擬測(cè)試。第二步會(huì)做一個(gè)樣車，和做批量試生產(chǎn)測(cè)試等。

最后階段：對(duì)車進(jìn)行三高實(shí)驗(yàn)(高溫高壓高寒)，然后對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，整個(gè)測(cè)試完畢設(shè)計(jì)階段就基本定型完成了。

這種通過前期模擬測(cè)試得出的數(shù)據(jù)一般都會(huì)比較精確，后期樣車測(cè)試的成功率也會(huì)高很多。

另外，閆方超告訴雷鋒網(wǎng)，在汽車成型之后都有個(gè)標(biāo)定的過程，標(biāo)定就是指在控制程序都改好后，實(shí)際在運(yùn)行過程中，工程師還會(huì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室的參數(shù)對(duì)“電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流大小”等數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)改進(jìn)，其中參數(shù)非常龐大，通常有上千個(gè)之多，手動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)修改工作量十分繁瑣，所以他們?yōu)榇俗灾餮邪l(fā)了自動(dòng)標(biāo)定的平臺(tái)，大大節(jié)省了工作量，精確度也很高。這種標(biāo)定過程還能通過數(shù)據(jù)采集和挖掘，讓車做到越跑越節(jié)能。這也是研發(fā)過程中結(jié)合大數(shù)據(jù)的一個(gè)好處。

行車安全保護(hù)

傳統(tǒng)汽車中，各種汽車的數(shù)據(jù)大多在儀表盤上展示，而互聯(lián)網(wǎng)汽車會(huì)有大的液晶屏來顯示這些信息，但是，如果車輛出現(xiàn)狀況，在液晶屏上用戶只能看到一些參數(shù)，不足以向用戶展示車輛潛在的危險(xiǎn)。

閆方超說，整車控制系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)結(jié)合對(duì)行車安全的的好處大致有兩點(diǎn)。

1、當(dāng)車發(fā)生故障時(shí)，通過VCU能夠詳細(xì)知道故障的細(xì)節(jié)和進(jìn)行預(yù)判：“車還能不能開”、“會(huì)不會(huì)有沒有進(jìn)一步的損壞”、“需要救援還是能夠繼續(xù)開到修車廠”、“修理時(shí)需要對(duì)哪一部分進(jìn)行修復(fù)”等等。

2、能夠預(yù)測(cè)故障，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集各種傳感器的參數(shù)、駕駛員操作參數(shù)、車本身運(yùn)行的參數(shù)、道路實(shí)時(shí)擁堵參數(shù)等等，這些數(shù)據(jù)都會(huì)被上傳到后臺(tái)，通過大數(shù)據(jù)算法分析總結(jié)規(guī)律。規(guī)律應(yīng)用到?jīng)]發(fā)生車上，就能能有效預(yù)測(cè)一些車子的故障。

說到這閆方超還舉了個(gè)例子：

當(dāng)一個(gè)地方要發(fā)生大地震時(shí)，青蛙會(huì)突然成群的跳上馬路，其他的動(dòng)物也會(huì)有一些反常行為，這個(gè)時(shí)候人們就可以判斷將會(huì)有災(zāi)難發(fā)生。這就是規(guī)律的應(yīng)用，規(guī)律數(shù)據(jù)對(duì)車子的作用也是如此，不過汽車故障規(guī)律性更強(qiáng)，所以預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性更強(qiáng)。目前布爾科技已經(jīng)攢下了幾千萬條的大數(shù)據(jù)用于車輛故障分析，車主和生產(chǎn)廠商都能看到每輛車實(shí)時(shí)運(yùn)行安全的一個(gè)狀態(tài)。

除了上述舉例的保護(hù)之外，VCU在駕駛狀態(tài)安全確認(rèn)(例如不允許車輛從前進(jìn)模式直接跳轉(zhuǎn)到后退模式)、通信故障保護(hù)、電池保護(hù)以及熱管理等等都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)的預(yù)測(cè)。

舒適度與能耗

除了安全性之外，新能源汽車相對(duì)傳統(tǒng)汽車而言，舒適度和易操作性都比較高。

互聯(lián)網(wǎng)汽車把互聯(lián)網(wǎng)因素加進(jìn)去了，在整車控制器、電池、電機(jī)的管理系統(tǒng)以及各種傳感器有相應(yīng)的算法，使整車變得更加智能。但是控制程序本身難免會(huì)有 BUG，這樣改進(jìn)控制性和舒適度上就需要一些大數(shù)據(jù)的支持，這種支持體現(xiàn)在動(dòng)力性、各種模式管理以及用戶對(duì)車需求的管理上。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

車輛的控制系統(tǒng)會(huì)識(shí)別你所在的位置以及實(shí)時(shí)的路況，通過云端數(shù)據(jù)分析來確定你當(dāng)前所需的動(dòng)力模式，鄉(xiāng)村小路和高速公路、暢通街道和擁堵路段所使用的動(dòng)力模式是不一樣的，這個(gè)時(shí)候整車控制系統(tǒng)能夠?qū)?dòng)力模式進(jìn)行切換。

另外，動(dòng)力模式切換還可以表現(xiàn)在另一種場(chǎng)景下，比如，一輛車在坐滿乘客和空車兩種情況下，起步、加速等操作給司機(jī)帶來的操作感覺是不一樣的，踩油門動(dòng)力性會(huì)讓人感覺有差異。通過VCU對(duì)車進(jìn)行調(diào)節(jié)，能讓駕駛員操作感受統(tǒng)一，無論車輛載重與否，只要把油門踩到相應(yīng)的深度，就能得到同樣的加速動(dòng)力

兼容性

在兼容性上，VCU的軟硬件均可配置。

閆方超告訴雷鋒網(wǎng)，以布爾科技的控制系統(tǒng)為例，其所有的接口都是可選的，支持其他廠家的各種傳感器以及控制設(shè)備。

“就像去電腦城配電腦一樣，各種不同的硬件都能兼容。”

除了硬件，在軟件上也是可配置的，閆方超表示，他們的控制系統(tǒng)在控制算法之類的改進(jìn)上不需要重新編程設(shè)計(jì)，只需要找到相應(yīng)的配置文件，并下載到系統(tǒng)列表上進(jìn)行配置和修改即可，可以用戶自定義，省去了改代碼、測(cè)試等麻煩。

閆方超表示，按目前汽車的發(fā)展?fàn)顩r來說，互聯(lián)網(wǎng)汽車和自動(dòng)駕駛還普及度還不是很高，但是電動(dòng)汽車的互聯(lián)網(wǎng)和智能化程度相對(duì)較強(qiáng)，所以布爾科技才以電動(dòng)車為切入點(diǎn)研究VCU。在未來的無人汽車和互聯(lián)網(wǎng)汽車中，整車控制系統(tǒng)會(huì)改進(jìn)的更多，并發(fā)揮更大的作用。