Porsche Cayenne: il perfetto connubio tra hardware e software

I veicoli di oggi sono molto diversi da quelli prodotti fino a pochi anni fa. Il software ha oggi un ruolo fondamentale per il funzionamento di un'automobile e la sua importanza è perlomeno pari a quella della meccanica. Un esempio di quanto hardware e software siano decisivi arriva da Porsche, che ha svelato alcune delle caratteristiche tecniche della Cayenne messe a punto da Porsche Engineering con la collaborazione di alcuni partner e fornitori.

La Porsche Cayenne è uno di quei modelli in cui l'integrazione del software nel veicolo è fondamentale per determinare le prestazioni e quindi fornire la giusta esperienza di guida ad un pubblico esigente come quello che sceglie le vetture di Zuffenhausen. La casa tedesca parla di "armonizzazione" tra hardware e software con riferimento al sistema di propulsione e al telaio. La divisione Drive System di Porsche Engineering nasce proprio con lo scopo di far lavorare a stretto contatto programmatori e motoristi mettendo a frutto le rispettive competenze.

SOSPENSIONI INNOVATIVE PER LA MASSIMA VERSATILITÀ DI GUIDA

Il codice implementato nelle centraline della Porsche Cayenne si occupa di gestire ogni aspetto del veicolo durante la marcia. Alcuni esempi di perfetta integrazione tra software e hardware si possono toccare con mano in sistemi come quello che gestisce la stabilizzazione attiva del rollio, il cui algoritmo deve tenere conto delle interazioni e delle forze che riguardano il telaio, del funzionamento della trazione integrale, dell'impianto frenante, degli input che arrivano dai due assi e, per finire, della trazione elettrica nel caso della nuova Porsche Cayenne a zero emissioni.

Sulla Porsche Cayenne debuttano inoltre le sospensioni con ammortizzatori a 2 camere e 2 valvole e stadi separati di estensione e compressione, una tecnologia implementata per la prima volta su un SUV di lusso. L'obiettivo dei tecnici è stato offrire una guida polivalente, ovvero in grado di far passare il veicolo da una guida sportiva ad una più confortevole su richiesta del guidatore. Mettere a punto questa soluzione ha richiesto però diversi adattamenti software e non solo meccanici, come si potrebbe pensare. Il software di base è stato modificato per essere in grado di interfacciarsi con i nuovi ammortizzatori.

Gli addetti di Porsche parlano del ruolo decisivo ricoperto dai test HiL (hardware-in-the-loop), cioè delle prove al banco pensate per provare il funzionamento dei sistemi di controllo elettronico prima dell'effettivo montaggio in un veicolo su quattro ruote. Lo sviluppo della Cayenne ha visto susseguirsi un ampio numero di test di vario tipo prima di arrivare alle prove HiL, tra cui diverse sperimentazioni MiL (model-in-the-loop) e PiL (processor-in-the-loop).

LA FRENATA RIGENERATIVA PER OTTIMIZZARE L’AUTONOMIA

L'impianto frenante della Porsche Cayenne ha seguito lo stesso percorso progettuale avanzato. In questo caso gli ingegneri avevano lo scopo di assicurare al guidatore la migliore sensazione possibile del pedale in fase di frenata, evitando quello sgradevole effetto che si ha nei veicoli elettrificati quando in sequenza entrano in azione prima il sistema di frenata rigenerativo e poi l'impianto frenante idraulico causando una sorta di "stacco" nella fase di decelerazione della vettura.

In Porsche si dicono soddisfatti del risultato ottenuto in quanto il software interconnesso con l'impianto frenante è in grado di non far percepire al guidatore nessuna differenza di risposta per tutto il tempo in cui il piene fa pressione sul pedale del freno. Per capire quanto il sistema è sofisticato basi pensare che tra i parametri tenuti in considerazione della centralina elettronica ci sono la temperatura dei freni e perfino la loro usura nel tempo.

Per la Cayenne si è provato a sfruttare al meglio anche la frenata rigenerativa, sia per migliorare l'autonomia grazie al recupero dell'energia elettrica in fase di rallentamento, sia per riservare il freno idraulico a quei casi in cui la forza frenante del sistema rigenerativo è insufficiente o quando è in gioco la stabilità stessa del veicolo.

La frenata rigenerativa ha adesso una capacità di 88 kW, con un aumento del 30% rispetto al passato. Inoltre, adesso il recupero dell'energia può rimanere attivo fin quasi al completo arresto della vettura, mentre in precedenza smetteva di funzionare appena si scendeva sotto i 14 km/h.

ALTRE PICCOLE MIGLIORIE PER ARRIVARE ALL’ECCELLENZA

Altro caposaldo della nuova Porsche Cayenne, riservato in questo caso alla variante ibrida, è il fatto di aver reso impercettibile al conducente il passaggio di funzionamento dal motore a combustione a quello elettrico. Un inverter a impulsi di nuova concezione con un innovativo controllo elettronico ha consentito a Porsche di centrare l'obiettivo, seppur con lo svantaggio di produrre un certo rumore. I tecnici hanno però trovato una soluzione anche a questo problema sfruttando più o meno i concetti alla base dei sistemi di cancellazione del rumore già implementati in altri ambiti. In altre parole, hanno generato un rumore artificiale sulla stessa frequenza del rumore da eliminare in modo che le due sorgenti si interferissero annullandosi a vicenda.

Il lavoro di affinamento per le diverse versioni della Porsche Cayenne prosegue con la collaborazione e la condivisione di esperienze tra Porsche, Porsche Engineering e i loro partner. Si tratta di una proficua collaborazione basata sull'integrazione dei sistemi e sulla simulazione: una fase, quest'ultima, che ha già consentito di raggiungere risultati impensabili fino a qualche anno fa e che per questo assume sempre più un ruolo di primo piano nella progettazione e nelle sviluppo del modelli che arriveranno nel prossimo futuro.