又來一王炸?解讀比亞迪「云輦」智能車身控制系統(tǒng)
【太平洋汽車 技術頻道】在比亞迪總部六角大樓的專利墻的中間位置,有幾個字非常醒目:“技術為王,創(chuàng)新為本”,這也是比亞迪多年來一直堅持的方向。遠的不說,就近年來諸如DM-i超級混動、刀片電池、CTB電池車身一體化、易四方技術平臺等,一項又一項技術的發(fā)布,就如同比亞迪品牌的銷量一樣,不斷刷新我們對比亞迪的認知。這一次,比亞迪又帶來一項黑科技:「云輦」智能車身控制系統(tǒng)。
這套被王傳福稱為“會主動思考”的新能源專屬智能車身控制系統(tǒng),全面融合感知、決策、控制、交互等軟硬件技術,可以說是比亞迪的又一個“王炸”。這套系統(tǒng)到底有哪些過人之處?我們接著往下看。
開始之前還是先簡單解讀一下“云輦”名稱的由來。記得當時公布名字的時候,官方擔心“輦(niǎn)”這個字大家不會讀,特意在宣傳海報上標注了拼音。那為什么會用一個“生僻字”?其實比亞迪一直有一顆弘揚中國文化的心,比如王朝車系的命名、仰望品牌的logo等都有體現(xiàn)。
這次“云輦”同樣來自中國傳統(tǒng)文化。云輦,出自魏書,“輦”在古代被譽為頂級的出行載具,可以理解與豪華相關。云可以聯(lián)想到智能云、云存儲等,與科技相關。云輦 LOGO 設計也很特別,用顏色勾勒出上平坦中間起伏的姿態(tài),寓意“無論道路如何崎嶇不平,只要搭載比亞迪云輦系統(tǒng),人在車上都能穩(wěn)如泰山。”,有點意思。
以往在垂直方向控制技術(主要是底盤懸架)的研究,相對比較碎片化,比如減震器,基本是從供應商采購,那硬件制造、系統(tǒng)集成、匹配驗證基本都是別人來主導,核心技術并沒有掌握在自己手中,這樣給我們研究的空間就少了,想要按照自己的想法做大幅調整是很難的。
隨著電動化和智能化的發(fā)展,一方面,全新的架構設計有著更多樣的感知元件,這一點在自動駕駛方面就很好體現(xiàn);另一方面電動化帶來了整車架構的變革,車輛控制由機械控制向電信號控制轉變,精度、效率大幅提升。那融合感知、決策、控制、交互等軟硬件技術的一套車身控制系統(tǒng),就能帶來更多的想象空間,這就是云輦智能車身控制系統(tǒng)。
你可以簡單理解為,它是一種軟硬件結合的主動底盤控制技術,而且從系統(tǒng)設計、關鍵零部件設計、軟件及策略算法開發(fā)、匹配驗證等方面實現(xiàn)了全棧自研,這點個人認為是很了不起的。
之所以說“會主動思考”,是因為它有了感知層,有決策層,也有執(zhí)行層,就像人有了眼睛,大腦和肢體,整套系統(tǒng)的邏輯其實不難理解,和現(xiàn)在的自動駕駛系統(tǒng)相似。下面就從幾個層面來做一下延展,看看這套系統(tǒng)的特別之處在哪里。
首先是感知層,系統(tǒng)包含了駕駛行為、車身、路面、云數據、系統(tǒng)五大維度,通過50+個傳感器實現(xiàn)全方位感知,使車輛實時掌握環(huán)境變化。
駕駛行為感知,通過獲取方向盤轉角、制動/加速踏板等信號,識別駕駛員意圖,預測整車運動狀態(tài),實現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動控制。
車身感知,通過加速度、高度傳感器及慣性測量單元等,進行實時信號采集,監(jiān)測車身三向六自由度的變化,為車身精準控制提供信息支持。
路面感知,預瞄系統(tǒng)深度融合單/雙目攝像頭、激光雷達等多個路面感知元件,識別車輛前方5-150m范圍內的路面特征及高程曲線,識別精度高達±3mm,15m內識別精度達99%以上,可實現(xiàn)路面特征識別、全地形監(jiān)測等功能。
云數據感知,共享路面信息,并通過大數據分析能力,深度學習不同工況下車身控制策略,不斷優(yōu)化算法,提升駕駛體驗。
系統(tǒng)感知,通過壓力、溫度等傳感單元,實時監(jiān)測系統(tǒng)工作狀態(tài),提升系統(tǒng)可靠性,有力保障高強度、極端環(huán)境穩(wěn)定運行。
決策層,也就是云輦智算中心,憑借比亞迪深度的智能融合技術,智算中心可調取車輛感知層信號數據,通過行云算法,可對路面狀態(tài)、車身姿態(tài)、車輪載荷等信息進行高速運算,實時輸出最佳控制策略。
這些都比較好理解,那接下來的執(zhí)行層,就是云輦車身控制技術,包括高度、剛度、阻尼、主動力控制技術,含云輦-C智能阻尼車身控制系統(tǒng)、云輦-A智能空氣車身控制系統(tǒng)、云輦-P智能液壓車身控制系統(tǒng)、云輦-X 全主動式車身控制系統(tǒng)。下面我們一個一個展開:
這套系統(tǒng)主要是通過控制減振器電磁閥調節(jié)阻尼,從而實現(xiàn)阻尼的無級自適應調節(jié)。首先硬件層面,這套系統(tǒng)由加速度傳感器、懸架高度傳感器、電控減振器以及智算中心組成。
工作邏輯其實也比較好理解,系統(tǒng)通過加速度傳感器、懸架高度傳感器等硬件去感知車身的實際狀態(tài),進而通過智算中心微秒級的速度運算,可以實現(xiàn)減振器阻尼快速調節(jié),來滿足用戶在不同場景下的需求。
舉個例子,當車輛經過顛簸路面時,采用高頻小阻尼的舒適性控制策略,使底盤變“軟”,可有效緩沖路面激勵輸入,快速抑制車身的垂直方向運動。官方表示,在60km/h通過連續(xù)振動路面工況下,云輦-C可以幫助整車達成96%的隔振率。
當車輛處于快速過彎、加速、制動時,采用低頻大阻尼的操控性控制策略,使底盤變“硬”,提供更大支撐力,抑制車身側傾、俯仰,保證車輛操控穩(wěn)定性。同樣,在時速100km/h的雙移線工況下,云輦-C幫助整車側傾角速度降低39.7%。
這套系統(tǒng)結構并不復雜,算是比較入門級的系統(tǒng)。大家比較熟悉的漢、唐、騰勢 D9 等車型搭載的就是云輦 -C 智能阻尼車身控制系統(tǒng)。
硬件層面,除感應原件外,執(zhí)行層面也多了空氣懸架,那這套系統(tǒng)除了可以調節(jié)阻尼外,還可以對懸架的剛度、高度進行調節(jié),可以滿足更多的用車場景。
比如懸架高度調節(jié),根據不同車型類別適配,懸架調節(jié)行程可達150mm,可以提供隨速調節(jié)模式、迎賓模式、便捷取物模式、高度安全鎖定等多種功能模式。
剛度調節(jié),可以在行駛過程中的特點需求提供不同的剛度方案,比如車輛加速、制動時、甚至高速轉向的時候,可以自動調節(jié)懸架剛度,有效抑制加速抬頭、剎車點頭以及轉彎側傾的情況。
比較有意思的一個功能是,座椅側翼也可以進行主動調節(jié)。這個座椅與空氣懸架是共享氣路設計,氣量智能隨速分配,而且響應速度快。比如車輛高速過彎時,系統(tǒng)車身姿態(tài)變化及轉向信號,可以控制座椅的側翼充氣,這樣能實現(xiàn)腰部支撐自適應調節(jié),可以始終保持良好駕乘姿態(tài)。
即將上市的騰勢 N7 是云輦 - A 的首次搭載的車型,具體表現(xiàn)值得期待。不過從目前得到的消息來看,騰勢 N7 采用的是單腔空懸,而云輦-A 系列未來也會有雙腔以及多腔空懸。
這套系統(tǒng)更為復雜,除了智算中心和前后減震器外,也多了不少控制模塊,比如連續(xù)阻尼控制模塊、多級剛度控制模塊、姿態(tài)控制模塊、四輪聯(lián)動模塊、懸架電機泵模塊、懸架控制蓄能器、多級緩沖蓄能器等,集機械、液壓、電控三項核心技術于一體的車身控制系統(tǒng)。
同樣具備高度調節(jié)、剛度調節(jié)、阻尼調節(jié)的功能,不同的是基于液壓控制的特點,實現(xiàn)的強度更大,應付更復雜的越野環(huán)境。比如懸架調節(jié)行程可達200mm,既可實現(xiàn)四輪同步升降能力,也可實現(xiàn)單輪獨立升降,系統(tǒng)舉升力高達5噸。
另外在剛度調節(jié)方面,可實現(xiàn)三級剛度調節(jié)。在極端條件下,比如當車輛在高強度越野遭遇飛坡跌落等緊急情況時,可應急觸發(fā)三級剛度,有效減少50%的沖擊載荷。
值得一提的是,云輦-P還能實現(xiàn)兩個獨特的功能,即四輪聯(lián)動和露營調平。
第一個是四輪聯(lián)動,當車輛出現(xiàn)高難度的交叉軸路況時,四輪聯(lián)動功能可為懸空輪減振器輸送油液,拉長懸架行程,提高車輪貼地性與整車平衡感,保證四輪動力有效輸出。這個功能可使車輛最大輪差達620mm,整車的循跡指數RTI值達600以上。
第二個是露營調平。在靜止狀態(tài)下,可通過單輪高度調節(jié),使車身與重力方向的平面始終保持垂直,從而實現(xiàn)車內的水平,這樣在野外露營時不用特意找太平坦的地面了。
云輦-P智能液壓車身控制系統(tǒng)將會搭載在仰望U8(詢底價|查參配)、F品牌旗下的車型,相信很快就能體驗到了。
這套系統(tǒng)就是最高階的車身控制系統(tǒng),也將搭載在更高級的車型上,比如仰望U9。硬件層面由前向雙目攝像頭、雙閥減振器、主動式防傾桿、空氣彈簧、高度傳感器、云輦智算中心等部分組成。在感知層面,除了雙目攝像頭,云輦-X未來還會采用激光雷達來更精確地識別路面狀態(tài)(正如開頭所提到的,識別精度高達±3mm),看得更清也更遠,進而提升整套系統(tǒng)的感知能力。
這套系統(tǒng)具有全主動控制的能力,據官方資料來看,可以實現(xiàn)最大調節(jié)速率可以達到 500mm/s、最大穩(wěn)態(tài)側向加速度可以做到 1.2g 、實現(xiàn)零側傾和零俯仰的平穩(wěn)行駛效果。這樣就可以帶來很多創(chuàng)新的功能,比如我們在發(fā)布會現(xiàn)場看到的仰望U9那樣,可以跳舞(甚至可以原地起跳),甚至在單側前輪脫落的情況下,還可以繼續(xù)行駛,確實很驚艷。
可以看到,云輦智能車身控制系統(tǒng)是比亞迪對垂向控制系統(tǒng)的一個技術矩陣,從入門的云輦-C,到進階的云輦-A、云輦-P,再到高階的云輦-X,適配不同類型的車型,滿足不同人群的需求,這是比亞迪扔下的又一顆重磅炸彈。
主動式懸架控制技術領域,高度調節(jié)、剛度調節(jié)、阻尼調節(jié),單個功能來看,你可能會覺得這技術并不“新鮮”,很多主動式懸架也會有對應的功能。但是,比亞迪這整套系統(tǒng)技術是全棧自研的,擺脫一直以來中國品牌對零部件供應商的依賴,實現(xiàn)核心技術的獨立自主,這才是最了不起的地方。而且賦予了感知層與決策層,“會思考”的車身控制系統(tǒng)會帶來更多全新的玩法與體驗。
可以預見,比亞迪云輦智能車身控制系統(tǒng)將會為騰勢、F品牌、仰望的高端品牌賦能,成為這些品牌車型的又一個核心競爭力。按照比亞迪一貫的做法,這些進階/高階的云輦技術很快就會落地量產,屆時會給我們帶怎樣的體驗?(圖/文/攝:太平洋汽車 陳啟貞)
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