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    蔚来底盘域控制器ICC:基于FOTA的千人千面,超低成本冗余备份

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    首席智行官2022-06-14

    作者 / Carlos

    作为蔚来第二代技术平台NT2的首款产品,ET7除了带来更强的NAD智能驾驶、第二代碳化硅电驱动系统等一众高感知技术,其内在也进行了比较大幅的升级,如搭载全新开发的底盘域控制器ICC。

    通过这项技术,蔚来NT2平台的车型,真正意义上具备了底盘FOTA升级的能力。同时,底盘域控制器ICC还可通过底盘硬件的融合控制,对底盘舒适性、操控性、驾驶性进行重新设计和调教,目前已经集成了冗余驻车、空气悬挂、减震器等控制能力,并支持跨域融合的高级别自动驾驶场景。

    另一方面,底盘域控制器ICC也体现了当前的智能化趋势。随着ECU数量、电控类功能和系统信息交互需求的不断增多,故障率、算力资源浪费、成本增加等问题也在逐渐凸显。而相当于把EUC功能集成到一起的域控制器,则可有效解决以上痛点。

    蔚来整车工程负责人肖柏宏表示:「域控制器承载了软硬件解绑和软硬件定义的重任,在集中式电子电气架构的发展和进化趋势之下,底盘域控制器已成为智能底盘开发的必争之地。

    根据肖柏宏的说法,底盘域控制器ICC下的硬件,已采用高阶自动驾驶系统所需的线控技术。在蔚来的规划中,也有做全线控底盘的打算,但要逐步完成。

    提升研发效率,实现FOTA

    传统的分布式电子电气架构,内部系统基本都处于各自独立的状态。每个硬件都配有单独的ECU,类似于一个被供应商提前打包好、封闭运行的「黑箱」,车企没有权限和能力去维护更新。

    但是,车企在制定整车产品的时候,却不可避免的需要各个系统协同工作。传统的合作模式中,不同的供应商独自开发不同的控制器。车企除了根据供应商现有的平台软件接口制定系统需求,还要配合不同供应商的开发节奏专门制定联合调试,通常要留有足够长的周期。

    分布式电子电气架构的负担,不仅来自于自身愈发复杂的系统架构,供应商主导完成整套系统的研发工作,也是导致车企缺少话语权。此外,这种比较封闭的系统,也限制住了未来升级的可能,再进一步的软件集成开发、自行功能定义等工作,更是没有成长土壤。

    域控制器的出现,可以说是改变了这一局面。通过将多个硬件连入同一个控制器,直接打破了传统打包式的供应方案。蔚来底盘域控制器ICC采用全栈自研模式,供应商只供应负责执行的MCU和硬件,系统的定义工作被车企掌握在手中。

    蔚来方面表示,传统模式下,仅底盘的开发就需要至少4-6个月。但通过自研的底盘域控制器ICC,可以根据自身需求做更合理的系统设计,开发算法的同时兼顾联合调试和验证,使研发周期缩短一半。

    蔚来还开发出了应用于量产整车研发的模拟平台,以求加快验证节奏。据悉,该平台集成了底盘域控制器ICC、NAD蔚来自动驾驶技术的场景,包括9自由度驾驶模拟器、仿真系统、视景系统等辅助设施,可以进行驾驶员在环的车辆虚拟调试、性能评估及各类车载系统的验证。

    此外,该平台还能基于车辆模型(包含底盘、驱动、轮胎等子系统)的驱动,在架构设计及仿真计算的整车开发前期阶段,通过实现虚拟调试及驾乘体验评估指导数字化开发,优化关键性能参数指标,并提升研发效率。

    有了域控制器,F0TA功能的实际价值,自然也大幅增强。

    肖柏宏举了一个调整空气悬架与动态悬架阻尼控制参数的例子:如果是修正一个路面特征的性能细节,蔚来自主研发ICC后,一般1.5个月后就能快速FOTA; 传统ASDM则需提前半年预约调试资源,加上供应商释放集成、主机厂验证释放1个月,累计至少需要8个月。除此之外,还有其它不确定因素拉长开发周期。

    扩展性能边界与使用场景

    基于底盘域控制器ICC带来的融合控制和FOTA能力,蔚来首先想做的是动态底盘。通过主动制定协调底盘系统的工作逻辑,一方面扩展出了更多的性能边界,另一方面也开发迭代出更多场景,不断提升驾乘感受。

    拓展性能边界主要依靠「主动」来实现,蔚来CDC动态悬架阻尼控制能够通过传感器接收到的信号检测车辆状态。根据算法或控制策略,通过电流的变化来改变阻尼,进而优化调节弹簧刚度和减振器的阻尼状态。其调整范围可从设备下限的0A,调高到设备上限的1.8A。

    目前,蔚来已针对中国路况和用户驾驶习惯,准备了运动+、运动、舒适、节能四种驾驶模式。不止如此,底盘域控制器ICC还可以依靠不断收集与识别用户实际的操作数据,通过人车交互与自学习迭代,带来定制化的调教。

    相比之下,底盘域控制器ICC的最大亮点在于跨域融合。通过将智能驾驶域控制器和底盘域控制器ICC所负责的系统相互结合,比如在NAD场景下,智能域融合控制系统将可以同控制车辆的四驱分配、线控制动、可变悬架等功能,使整车更得以满足驾驶员预期,有效提升车辆的动态性能。

    举例来说,通过纵向横向的动力底盘融合控制,可在高速中场景利用电机产生的负扭矩作为制动力的保护和备份,或者通过对左右两侧刹车施加不同的制动力度,部分实现小幅度方向控制等。

    按照蔚来的说法,相比于传统的底盘控制各零部件之间相对独立的进行纵向横向和垂向的车辆动态控制,智能的协同控制可很大程度提升整车动态性能体验,并且充分发挥整套系统的效能。

    蔚来也为此提供了一份对比数据,搭载底盘域控制器ICC的ET7前后余震控制程度,均明显领先于身为对照产品的某主流中大型豪华轿车。

    接下来,蔚来还计划在与智能驾驶跨域融合上,做出更多创新。比如,ET7发布时提到的4D Dynamic,可通过利用摄像头、激光雷达、高精地图、云端大数据等,对前方的路面坑洼进行预先控制(调整车速、悬架阻尼等等),这也是比魔毯系统更加前沿的发展方向。

    智能化时代,如何做好冗余备份?

    基于域控制器打通的一众硬件,蔚来呈现出的一个想法是要通过更高效、经济的手段,做好冗余备份。

    在传统的分布式电子电气架构中,因为跨系统交互、协同困难,普遍采用的都是额外安装一至多套硬件来做备份冗余。蔚来通过域控制器打破ECU的独立性之后,却采取了一些不额外增加硬件,但可以通过其它系统介入,实现类似目的的创新。

    比如,在高速场景下,可利用电机产生的负扭矩作为制动力的保护和备份,甚至还能抽调部分驻车系统的制动力,以降低关键功能的失效概率。

    肖柏宏称,融合控制改变了智能汽车的冗余模式,因为不像常规的需要买2-3个硬件去相互做备份,整个系统的成本反而是降低了。

    此外,有了底盘域控制器ICC之后,蔚来还在动力和底盘之间,互相做了一些安全校验工作。这是第一代平台所不具备的能力,目前已被用到了自动驾驶系统当中。

    肖柏宏表示,蔚来第一代平台车型搭载的属于辅助驾驶系统,其诊断保护阈值较低,驾驶员要准备随时接管。假如刹车或转向系统内部报了一个错,就可能马上退出。但高阶自动驾驶系统需要不断延长接管时间,因此要解决系统内报错就立刻退出的问题。

    因此,蔚来计划在当前的NT2.0平台,甚至是下一代车型,都通过控制器之间的相互校检判断,以及新增校验的方式,不断增加可用性和安全性,逐步延长自动驾驶系统退出时间。

    在蔚来NT2.0平台上,一个主要特点是将更多零部件和技术转向自研,而这也正在给蔚来带来模式和地位的改变。尽管底盘域控制器ICC可能只是这条路上较早的产品,但至少在当下已经凭借智能化趋势,初步扭转了主机厂和供应商的合作地位,将更多核心竞争力掌握在手中。

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