盖茨电子致力于汽车智能底盘核心电控系统的创新开发,其核心团队于底盘电控领域深耕多年,产品包括底盘的智能悬架控制系统、线控转向控制系统、线控制动控制系统、轮毂电机控制系统以及底盘集成的域控系统等。
2022年11月18日,由盖世汽车主办,上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导,上海南虹桥投资开发(集团)有限公司协办的2022第二届汽车智能底盘大会上,苏州盖茨电子科技有限公司副总经理王锦锟介绍,
智能底盘域控制系统将成为场景感知中心、通信中心、计算决策中心三大中心的结合。盖茨电子认为集成智能底盘子功能,打造全功能的域控系统需要广泛的生态合作,盖茨电子希望在生态发展过程中能与国产域控供应商共同努力,协同打造国产的底盘域控自主技术。
王锦锟 | 苏州盖茨电子科技有限公司 副总经理
我今天的题目是《智能底盘悬架系统集成域控技术的开发与探索》,首先介绍一下智能底盘的发展,盖茨在底盘领域的探索,智能底盘在未来的应用场景,最后给出一个总结和展望。
智能底盘的发展历程
汽车产业正在进行电动化、数字化、智能化的转型升级,那么聚焦于汽车底盘领域,也是从传统底盘,电动底盘发展到智能底盘,目前,智能底盘已成为汽车电动化、智能化转型的载体,是汽车智能技术的落地转化关键,与智能汽车的安全行驶,节能减排、减碳等领域息息相关。
汽车悬架作为汽车底盘重要的一部分,其发展经历了机械悬架到电控悬架的迭代。
智能底盘实际上分为两个重要的部分:一是底盘域控系统,一是底盘执行部分。如果拿人进行比喻,底盘传感器正如人类的双眼,可以感受外部的场景;底盘域控系统正如人们的大脑,可以进行智能协同控制,负责状态判断、整车控制、功能驱动;底盘执行机构相当于人的四肢,包含空气悬架、线控制动、CDC减震、线控转向等装置,负责执行具体的动作。
图片来源:盖茨电子
一般而言,由传感器搜集周围信息,通过域控制器对数据进行处理,形成决策,最后传达给底盘的机械执行机构以执行。
盖茨底盘域控的探索
智能底盘会按照电动化、智能化、数字化网联化的演进模态发展,电动化,也就是满足电动汽车高集成度的要求,智能化,也就是实现更高级别自动驾驶的需求,数字网联化,强调的是有更多数据进行交互,各种高速总线、以太网总线应用于智能底盘。
盖茨认为,在智能底盘领域存在五个大的难点和痛点:
第一,真正的域控算法集成融合,必须要拥有自下而上的子节点控制策略;第二,芯片算力需求指数递增,需要10-50倍子节点的算力提升;第三,内外通信的高度协同,需要CANFD/高速以太网的全面应用;第四,信息安全是未来的安全主战场;第五,多维数据的采集和应用,需要将采集算法应用于用户需求场景中去。
基于这些难点和痛点,盖茨电子对智能底盘悬架域控制器的发展思路如下:借鉴智能驾驶的模型,以感知中心、计算决策中心、执行中心为总框架,将底盘域控系统看作三大中心的结合体,推出电子底盘域控“感知-决策-执行”系统融合模型。
这一模型包含场景感知融合中心(传感器融合、输入接口集合、通信集中到域控制器做高速以太网通信融合),计算决策中心(统一协调控制空气弹簧、减振器、电子驻车、电机等系统功能的融合),底盘域控系统集成中心(线控悬架系统、线控转向系统、电子驻车系统、车灯系统、四驱差速锁控制、线控制动系统)。
图片来源:盖茨电子
下图是盖茨在智能底盘域控的技术路线图,也是盖茨电子产品发展迭代的路线图。
图片来源:盖茨电子
盖茨电子从单一系统开始做起,2019年开始推出CDC连续阻尼可调式悬架电控系统,在减振器的基础上加入了空气弹簧,推出空气悬架电控系统(CDC+AS),随智能底盘的发展和域控制器概念的不断更新,目前盖茨创新事业部研发推出CDC+AS+EPB+SBW智能悬架集成域控系统。
类似搭积木,在CDC+AS+EPB+SBW智能悬架集成域控系统的基础上,盖茨将进一步推出CDC+AS+EPB+SBW+差速锁的多模态智能悬架集成域控系统。针对不同的应用场景,盖茨不断搭建不同的功能模块,将智能悬架集成域控系统的使用范围扩大至Robotaxi、L4/L5级自动驾驶、XYZ全维融合等领域。
在这种技术路线下,盖茨电子还希望建立广泛的生态:合作高校,获得系统融合前沿算法,合作座舱Tier1,实现跨域的协调控制,合作底盘Tier1进行平台系统整合,合作主机厂打造可落地的技术应用,此外,同国产域控芯片厂商一同努力,在底盘国产化上取得突破性成果。
以下介绍盖茨的Gen3智能悬架集成域控制系统(CDC+AS+EPB+SBW)的两种框图架构。
图A是驱动分散软件集中的架构,将EPB和线控转向控制器(电控控制单元,现在叫驱动单元),我们把EPB和SBW的应用层进行集成,形成软件集中的架构,好处是可以利用现有资源直接进行域控制器的开发工作,实现“软件先行”。图B是将所有线控转向的控制器结合EPB控制器进行整合,集成软件和硬件。
图片来源:盖茨电子
再看方案B的硬件架构图,图片左侧是需要接入传感器信号,在硬件特性上会保留CANFD、高速以太网的接口输入。整体采用冗余的设计,安全等级达到ASIL D,考虑到模块化和系统的开放性,CPU会随着算力的不断增加而迭代和替换。
图片来源:盖茨电子
智能底盘在未来的应用场景
下面分享盖茨在实际开发中的应用探索,盖茨认为,智能底盘会落地于无人驾驶车的场景,在复杂环境下,结合空气悬挂,线控转向,轮毂电机多模态融合的控制技术,可以实现停车模式的多自由度解锁,
此外就是智能解耦底盘场景,比如CTC、CTB、滑板底盘等以电池为主体的智能底盘,其搭载车辆前后仰角较小,地形穿越能力较弱,那么如果采用以空气悬架为执行主体的车辆避障系统,结合摄像头等数据采集设备,就可以提前进行车辆障碍预判,减少底盘与电池受损。
作为新型智慧座舱的承载主体,智能车需要被赋予更多的娱乐功能,这样就可以结合以空气悬架为执行主体的车辆体感增强系统,辅以3D全息投影的影像技术,进行多域联动,增强娱乐交互效果,给予乘客以更高维度的乘坐体验。
总结一下。盖茨电子会针对客户所需要的场景落地实际来进行应用创新,在创新的过程中应以安全为第一要务,包含对信息安全和功能安全的双重考虑。
值得注意的是,智能底盘系统的演进并非一家之力可以促成,必须要有开放的系统作为支撑,盖茨愿意在系统的开放平台中,同从事系统、机械、算法、芯片等企业进行合作,打造生态闭环,最后实现共赢。
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