线控底盘是自动驾驶感知、决策、执行三个核心环节中最关键的执行端,是实现自动驾驶的基石。
目前,核心传感器和感知方案也在不断发展,但先进的感知和决策方案与智能可靠的执行支持是分不开的。只有将感知、决策和执行变成闭环,才能制造出更好的自动驾驶产品。
6月29日,全球长城汽车首次向未来发布L4级以上自动驾驶开发的智能线路控制底盘,其中线路控制动系统是世界上第一个实现大规模生产的电子机械线路控制动系统;线路控制转向系统是中国第一个支持L4 线控转向系统自动驾驶。
这不仅是一个划时代的智能底盘技术平台,也是一场颠覆性的底盘技术革命。这意味着被博世、大陆、采埃孚等外国巨头垄断多年的智能驾驶关键核心部件市场格局正被当地企业打破。
长城汽车咖啡智能2.在0智能线路控制底盘公开课上,它展示了智能线路控制底盘如何拓宽智能驾驶的边界,并为智能驾驶带来更大的想象空间。
一、自动驾驶需要智能线控底盘
与传统底盘的机械连接不同,线路控制以线路(电信号)的形式将驾驶员甚至连接到ECU决策出的操控信息经过传感器转变为电信号快速高效传输至执行机构,可以提升整个车身对于获知操控决策后的动态执行效率。
人车解耦后的线路控制底盘可以依靠中央控制单元和车辆传感器形成各种控制闭环。中央处理单元独立思考或根据人体的输入信号作为车辆目标的参考,协调控制各系统的动作分解,实现车辆级别的独立协调控制。
这是未来实现汽车自动驾驶的基础。
线路控制底盘主要有线路控制转向、线路控制动、线路控制换档、线路控制油门、线路控制悬架五个系统。其中,对于自动驾驶系统来说,最重要、最困难的是线路控制动系统和线路控制转向系统。
基于长城汽车智能线控底盘GEEP 4.0新的电子电气架构完全集成了五个核心底盘系统,包括线路控制转向、线路控制动、线路控制换档、线路控制油门和线路控制悬架,涵盖了车辆前、后、左、右、上、下六个自由度的运动控制,包括所有底盘驾驶动作。实现了一个大脑协调五个系统的优异性能,实现了六个自由控制。
从电子机械线控制动、转向器、电机、模拟器、控制器等核心硬件到包括整个软件系统,底盘系统由长城汽车独立设计,拥有所有独立的知识产权。该技术将于2023年正式投入商业应用。
在自动驾驶完全实现之前,未来很长一段时间都将是人车共驾时代。除了实现高级自动驾驶功能外,更极端的用户体验和更舒适的驾驶体验将是车型和品牌的核心竞争力。
在这过程中,可以体现长城汽车智能线控底盘的优势。
例如,在线控制转向系统L对于3或以上的自动驾驶汽车,部分将脱离驾驶员的控制,因此自动驾驶控制系统需要更准确、更可靠的转向系统;第二线控制动系统执行信息由电信号传输,制动压力响应更快,以满足高级自动驾驶系统的制动要求。
长城汽车智能线路控制底盘完全解耦后,其线路控制转向系统完全放弃了转向器与转向管柱之间的转向传动轴,改为私有CANFD在系统中完成信号传输,使转向比不再固定,可在9-16之间自由调整或设置。
因此,通过方向盘反馈、转向传动比调整、制动强度和悬架软硬阻尼调整,可以实现驾驶风格的定制,带来更加多样化和个性化的驾驶体验。
它还可以实现云同步的驾驶体验。即使换车,也可以保留驾驶风格,从云下载;同时,智能底盘还可以自学用户的驾驶习惯,实现人车合一的驾驶体验。
智能线路控制底盘支持转向传动比可以动态调整工况和驾驶模式,更容易适应更多的驾驶场景;用户还可以定制汽车和生活场景,创造无限美妙的可能性。
在L在3级及以下的智能驾驶辅助中,在人与自动驾驶系统的切换过程中,存在人与车辆争夺车辆控制权的矛盾。在紧急情况下,需要大力扭转方向盘,实现车辆控制权切换,完成转向动作。
对于长城汽车智能线控底盘,人与自动驾驶系统没有冲突,控制权切换更加顺畅。
在性能方面,电信号首先取代了传统的机械、液压等结构,在轻量化方面实现了10%的减肥;制动响应时间为430ms减少至80ms,100km/h-制动距离缩短4.8m;车辆控制性能全面提高;上述升级还将提高能量回收系统,里程将提高20%以上。
二、三冗余设计 跨系统冗余提高了100倍的安全性
虽然传统的纯机械控制效率低,但可靠性高;虽然线路控制技术适用于自动驾驶,但也面临着电子软件故障带来的隐患。
在业内人士看来,线控底盘的真正困难在于如何确保安全。例如,电子ECU故障风险和故障冗余备份。
这需要线路控制底盘经过技术的不断迭代和积累。同时,在驾驶安全之前,相关系统的关键部件和功能应具有双重甚至多重安全冗余,以确保在任何节点失效后都有备份方案,以确保安全。
与市场上主流的全冗余系统(双冗余)相比,长城汽车智能线路控制底盘不仅有一个安全保障,即使在最极端的情况下,三个系统都失败了,还有跨系统冗余系统,以确保系统功能安全水平保持在最高的汽车安全完整性水平ASIL-D等级,与主流相比ASIL C安全性提高了100倍。
例如,当转向系统全部失效时,可以通过线控制动系统对两侧车轮施加不同的制动力,使两侧车辆形成转速差,实现转向动作;例如,当三个冗余线控制动全部失效时,车辆可以通过提高动能回收率来减速。
当前正处于L2向L在3升级的关键窗口期,企业也围绕自动驾驶感知方案、算法和软件系统、新的电子电气架构等全方位竞争。然而,引入线路控制底盘作为自动驾驶的基石也变得非常迫切。
从全球市场来看,线路控制转向系统对技术、资本、安全等要求较高,预计短期内线路控制转向产品也将由博世、采埃孚等巨头控制。线路控制动是技术门槛最高的环节,仍处于发展的早期阶段,安装渗透率较低。除了博世、采埃孚、大陆等国际零部件巨头外,中国只有少数人参与了技术领域。
作为世界上第一家自主开发线路控制底盘并征服上述两项核心技术的汽车公司,长城汽车在智能轨道上奠定了坚实的基础,未来将带来强大的驱动力,帮助长城汽车继续领先。