当软件定义汽车成为趋势，未来汽车是否可以理解为四个轮子上的超级计算机？
现在的汽车，远远不是“四个轮子加两张沙发”，或者“四个轮子加上别的”那么简单了。 “软件定义汽车(Software Defined Vehicles，SDV)”这一概念，尽管已经被越来越多业内人士所认可，大家在提到这一概念时，似乎都有意无意的忽略了一个事实： 尽管汽车上的功能越来越多的由软件所定义和实现，但硬件性能却最终决定了车辆性能的边界。 换句话说，车辆的功能、性能是由软件和硬件一起决定的，只有在硬件上具备了相应的功能基础，才能通过软件的功能定义和优化进一步发挥硬件的性能。 有一个非常典型的例子，可以拿来说明软硬件结合带来的功能提升，这就是电子车身稳定系统（ESC/ESP） ESC的作用是在车辆即将失控时，通过对车辆刹车的智能化干预，修复车辆的行驶轨迹，保持车辆稳定。 ESC的原理如下： 1.设置多个传感器，实时监测车辆状态，包括转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等。 2.通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。 3.当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候，对四个车轮的刹车，以及发动机的动力进行精确的控制，维持车辆的稳定行驶。 ESC的硬件基础是四个车轮的独立刹车系统，通过ABS泵的精确动作，实现四个车轮的单独刹车力控制。 如果没有软件，靠人工来分别控制四个车轮的刹车来实现稳定车辆的功能，这显然是不可能的：人力既不可能准确的感知车辆的失控状态，更不可能实现像软件控制那样精准、高频率的刹车动作。 在ABS、EBD等硬件基础上，加上精准标定过的电子稳定程序，软硬件结合，才能实现完整的ESC功能。 但是，车辆的极限操控稳定性，最终是由车辆本身的重心高度、轮胎的抓地性能、悬架的支撑性、刹车性能等硬件系统的性能决定的。 （图片引用自资深汽车工程师巴博的回答 @BarS ） 在没有ESC时，整车的操控性能取决于驾驶员的技术，离车辆的硬件极限性能还有很远。 ESC系统加入之后，通过软件性能的不断迭代优化，可以不断逼近硬件系统的极限性能，发挥出远超人类驾驶员的车辆控制能力。 但是尽管有ESC这样“变态”的软件，也是无法突破车辆本身的硬件性能的：一旦超过了硬件性能边界，无论ESC性能多么强大，车辆照样会失控撞墙。 通过这个例子，我想表达的观点是：如今的汽车已经是一个软件与硬件高度结合的复杂综合体。车企在定义一辆车时，一定是从功能实现角度出发，合理的搭配软件与硬件来实现预设的功能和性能。 “软件定义汽车”的趋势，其本身就是随着硬件性能的不断提高才形成的。正是有了性能越来越强大的传感器、处理器、执行器，我们才能将越来越多原本由纯机械结构实现的功能改为由软件驱动的电气、机械复合机构来实现。 “软件定义汽车”的趋势，对硬件的设计提出了全新的思路。 最早汽车的功能实现，更多依赖于纯粹的、固定的、不可变的机械结构，例如典型的凸轮轴驱动进排气门、化油器等。 随着电子控制和软件的引入，由软件控制、电磁阀驱动的可变气门正时系统、电喷系统、缸内直喷系统等的出现，进一步优化了发动机的性能表现。  进入新能源汽车时代以后，随着三电系统、智能驾驶、车载网联成为汽车的核心部分，软件的地位将变得更加重要。 未来新能源汽车的设计思路，是以灵活的、可升级的、可自由定义的软件，来替代和简化固定的机械结构。 但这并不意味着硬件的作用下降，而是说汽车硬件的设计，将向着更有利于发挥软件功能、更有利于配合软件长期升级的方向发展。 换句话说，就是硬件的设计要将边界比以前考虑的更远，范围划的更大，以为未来的软件升级留下足够的空间。 很典型的案例如小鹏P7，安装了30多个传感器，以及强大的智能驾驶运算平台。尽管现阶段的智能驾驶软件水平，还无法充分的利用这些传感器和运算能力，但是通过软件的不断迭代升级，小鹏P7能够不断的提升和逼近硬件所构造的性能边界。  最后，我想这么表达我对未来汽车的观点： 未来的汽车，硬件是一个坚实的基础，是一个宽阔的舞台，软件是其上表演的舞者，它们的表现共同决定了未来的汽车性能。性能的上限一方面取决于舞台有多大，一方面也取决于舞者的舞蹈水平有多高超。 
软件定义汽车的概念刚提出时，不仔细想，大家都认为会是这样，并且，在这一方面，特别容易让人跟手机行业的发展联系起来，那么，这个论断看起来真就是那样。 但是，随着自动驾驶技术的发展，行业内的汽车动力学专家们马上意识到，这种说法不太妥当。原来的汽车底盘，即是软件的载体，也是软件的边界，硬件跟软件应该是有机结合体，不能分而论之。 在自动驾驶/智能网联领域，更多的是从EE架构、信息识别、决策机制、路径规划等方面来做研究，这个时候，汽车往往会先被假设看作是一个质点，自动驾驶研究的是如何能够让汽车这个质点实现由A点到B点。 而在A点到B点的过程中，汽车本身的纵、横、垂三向动力学特征并不是自动驾驶的研究范围，或者说，在目前的研究阶段，并未得到充分的重视。而这一块研究领域，正是传统汽车动力学、传统/现代机电硬件的用武之地。 换句话说，自动驾驶定义了如何识别到最优的路径告诉汽车从A到B，智能网联在A到B的过程中为乘员提供娱乐、便利等服务，那么底盘的机电系统的责任就是让汽车不仅能够安全地实现从A到B，还要让成员在这一过程中感觉到舒适。 并且，事实上自动驾驶的完成度，与底盘机械硬件的能力本就息息相关，制动系统、转向系统都与自动驾驶技术强相关。就好像下面这条著名的狗，你很难说这就是一台超级电脑，没有优秀的机械素质是无法做到如此协调出众的。 推而广之，优秀的软件，必须以硬件为基础。目前的现实是，硬件的执行能力，未必可能够实现软件的需求。光有四个轮子加一个超级大脑，是行不通的，必须还是一个超级大脑+施瓦辛格的肌肉。目前汽车新四化的发展也对底盘硬件提出了若干新的挑战。 1、极限边界 紧急变道、避障，湿滑/冰雪路面行驶等一些较为严苛的路况下，无论是行车安全还是驾驶品质的角度来说，考验的都是汽车最为基础的机械素质。而往往是在极限工况的表现，更容易证明一套系统的稳定裕度，出问题概率大的也正是这些工况，综合考验硬件、软件的能力。 2、舒适性 实际上现在的电动车、自动驾驶已经对行驶平顺性提出了新挑战新问题。在自动驾驶汽车的实际道路测试时，已经出现测试人员因为产生极度不舒适而中断自动驾驶测试的案例。 根本原因就是软件在规划A点到B点的过程之中，只从环境信息中规划了“最优”路径，而没有考虑到乘员舒适性。根据密西根大学交通研究所一项新研究预测，无人驾驶技术大范围铺开后，全球晕车的人会平均多出27.8%。 在这一方面，国外同行已经开始了一些尝试，比如苹果公司向美国专利和商标局申请了“舒适档案”（Comfort Profiles）专利通过驾驶室内安装的生理信号传感器实时识别乘员的眼睛活动（包括眨眼、瞳孔收放）、坐姿、手势、头部位置乃至于是否出汗、体温、心率等等，建立乘员档案，并根据大多数乘客状态调整汽车操控方式。 Uber 向欧洲专利局申请了一项乘客压力监测系统专利。在自动驾驶汽车驾驶室内安装温度、速度、红外摄像头等传感器监测乘客的心率、体温、汗液水平等生理指标，记录下乘客的心跳基线，以监测乘客的焦虑水平，并在行驶过程中根据乘员生理状态实时调整驾驶方式。 3、电控化/线控化 这个根本不用多说，电控化/线控化本就是符合未来发展趋势的，并且，对于自动驾驶、软件定义来说，线控系统是最利于集成、协调控制的。 4、高执行能力的硬件 实际上做过ABS/ESP/EPS/CDC等系统的业内工程师都很清楚，现在真正卡脖子的技术，很多时候到了最后发现，是硬件。 没有办法，高精硬件的制备技术，是缺席了前面一次工业化革命的苦果，那个就好比是内功，只能慢慢修，坚持修，急不得，急不来。通过搞运动，是搞不出来的，唯有坚持。 而至于硬件薄利甚至无利，软件获利的这种商务模式，我不太懂商业，不明白。只有一个真诚的疑问：比汽车小的物件，比如手机为什么还没有实现？或者多久才能实现？我可等好久了，这样再也不用花大几千买手机了。 欢迎讨论，谬误之处，敬请指点，感谢阅读。 汽车研发工程师一枚，机械博士文凭，没事写点硬到磕牙的汽车技术干货，也写点汽车保养维修小姿势。 对车感兴趣的老司机们可以关注一波，没事咱凑一起聊聊车呀。 所谓的汽车操控性好到底是怎么样一种体验？ 为什么有人瞧不起凯迪拉克？ 为什么现在这么多人吹奥迪？ 奥迪e-tron的哪一个点吸引你，为什么？ 为什么车子开久了底盘会变得松散？ 汽车的各种异响真的没办法避免吗？ 保时捷卡宴的三腔空气悬挂和动态底盘控制还有主动防侧倾技术，真的有那么厉害吗，还是说只是个噱头？ 汽车上有哪些看着不起眼但是技术含量特别高的零部件？ 文章有点多，关注了慢慢看多好。