又來(lái)一王炸?解讀比亞迪「云輦」智能車(chē)身控制系統(tǒng)

2023-04-11 08:53:46 作者:陳啟貞

  【太平洋汽車(chē) 技術(shù)頻道】在比亞迪總部六角大樓的專(zhuān)利墻的中間位置,有幾個(gè)字非常醒目:“技術(shù)為王,創(chuàng)新為本”,這也是比亞迪多年來(lái)一直堅(jiān)持的方向。遠(yuǎn)的不說(shuō),就近年來(lái)諸如DM-i超級(jí)混動(dòng)、刀片電池、CTB電池車(chē)身一體化、易四方技術(shù)平臺(tái)等,一項(xiàng)又一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)布,就如同比亞迪品牌的銷(xiāo)量一樣,不斷刷新我們對(duì)比亞迪的認(rèn)知。這一次,比亞迪又帶來(lái)一項(xiàng)黑科技:「云輦」智能車(chē)身控制系統(tǒng)。

  這套被王傳福稱(chēng)為“會(huì)主動(dòng)思考”的新能源專(zhuān)屬智能車(chē)身控制系統(tǒng),全面融合感知、決策、控制、交互等軟硬件技術(shù),可以說(shuō)是比亞迪的又一個(gè)“王炸”。這套系統(tǒng)到底有哪些過(guò)人之處?我們接著往下看。

 
為什么這套系統(tǒng)取名「云輦」?

  開(kāi)始之前還是先簡(jiǎn)單解讀一下“云輦”名稱(chēng)的由來(lái)。記得當(dāng)時(shí)公布名字的時(shí)候,官方擔(dān)心“輦(niǎn)”這個(gè)字大家不會(huì)讀,特意在宣傳海報(bào)上標(biāo)注了拼音。那為什么會(huì)用一個(gè)“生僻字”?其實(shí)比亞迪一直有一顆弘揚(yáng)中國(guó)文化的心,比如王朝車(chē)系的命名、仰望品牌的logo等都有體現(xiàn)。

  這次“云輦”同樣來(lái)自中國(guó)傳統(tǒng)文化。云輦,出自魏書(shū),“輦”在古代被譽(yù)為頂級(jí)的出行載具,可以理解與豪華相關(guān)。云可以聯(lián)想到智能云、云存儲(chǔ)等,與科技相關(guān)。云輦 LOGO 設(shè)計(jì)也很特別,用顏色勾勒出上平坦中間起伏的姿態(tài),寓意“無(wú)論道路如何崎嶇不平,只要搭載比亞迪云輦系統(tǒng),人在車(chē)上都能穩(wěn)如泰山。”,有點(diǎn)意思。

 
什么是“會(huì)主動(dòng)思考”的智能車(chē)身控制系統(tǒng)?

  以往在垂直方向控制技術(shù)(主要是底盤(pán)懸架)的研究,相對(duì)比較碎片化,比如減震器,基本是從供應(yīng)采購(gòu),那硬件制造、系統(tǒng)集成、匹配驗(yàn)證基本都是別人來(lái)主導(dǎo),核心技術(shù)并沒(méi)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(diào)整是很難的。

  隨著電動(dòng)化和智能化的發(fā)展,一方面,全新的架構(gòu)設(shè)計(jì)有著更多樣的感知件,這一點(diǎn)在自動(dòng)駕駛方面就很好體現(xiàn);另一方面電動(dòng)化帶來(lái)了整車(chē)架構(gòu)的變革,車(chē)輛控制由機(jī)械控制向電信號(hào)控制轉(zhuǎn)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(shù)的一套車(chē)身控制系統(tǒng),就能帶來(lái)更多的想象空間,這就是云輦智能車(chē)身控制系統(tǒng)。

  你可以簡(jiǎn)單理解為,它是一種軟硬件結(jié)合的主動(dòng)底盤(pán)控制技術(shù),而且從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、軟件及策略算法開(kāi)發(fā)、匹配驗(yàn)證等方面實(shí)現(xiàn)了全棧自研,這點(diǎn)個(gè)人認(rèn)為是很了不起的。

  之所以說(shuō)“會(huì)主動(dòng)思考”,是因?yàn)樗辛?strong>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(shí)不難理解,和現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)相似。下面就從幾個(gè)層面來(lái)做一下延展,看看這套系統(tǒng)的特別之處在哪里。

 
感知層

  首先是感知層,系統(tǒng)包含了駕駛行為、車(chē)身、路面、云數(shù)據(jù)、系統(tǒng)五大維度,通過(guò)50+個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)全方位感知,使車(chē)輛實(shí)時(shí)掌握環(huán)境變化。

  駕駛行為感知,通過(guò)獲取方向盤(pán)轉(zhuǎn)角、制動(dòng)/加速踏板等信號(hào),識(shí)別駕駛員意圖,預(yù)測(cè)整車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制。

  車(chē)身感知,通過(guò)加速度、高度傳感器及慣性測(cè)量單元等,進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)采集,監(jiān)測(cè)車(chē)身三向六自由度的變化,為車(chē)身精準(zhǔn)控制提供信息支持。

  路面感知,預(yù)瞄系統(tǒng)深度融合單/雙目攝像頭、激光雷達(dá)等多個(gè)路面感知元件,識(shí)別車(chē)輛前方5-150m范圍內(nèi)的路面特征及高程曲線,識(shí)別精度高達(dá)±3mm,15m內(nèi)識(shí)別精度達(dá)99%以上,可實(shí)現(xiàn)路面特征識(shí)別、全地形監(jiān)測(cè)等功能。

  云數(shù)據(jù)感知,共享路面信息,并通過(guò)大數(shù)據(jù)分析能力,深度學(xué)習(xí)不同工況下車(chē)身控制策略,不斷優(yōu)化算法,提升駕駛體驗(yàn)。

  系統(tǒng)感知,通過(guò)壓力、溫度等傳感單元,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作狀態(tài),提升系統(tǒng)可靠性,有力保障高強(qiáng)度、極端環(huán)境穩(wěn)定運(yùn)行。

 
決策層

  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(shù),智算中心可調(diào)取車(chē)輛感知層信號(hào)數(shù)據(jù),通過(guò)行云算法,可對(duì)路面狀態(tài)、車(chē)身姿態(tài)、車(chē)輪載荷等信息進(jìn)行高速運(yùn)算,實(shí)時(shí)輸出最佳控制策略。

  這些都比較好理解,那接下來(lái)的執(zhí)行層,就是云輦車(chē)身控制技術(shù),包括高度、剛度、阻尼、主動(dòng)力控制技術(shù),含云輦-C智能阻尼車(chē)身控制系統(tǒng)、云輦-A智能空氣車(chē)身控制系統(tǒng)、云輦-P智能液壓車(chē)身控制系統(tǒng)、云輦-X 全主動(dòng)式車(chē)身控制系統(tǒng)。下面我們一個(gè)一個(gè)展開(kāi):

 
云輦-C:智能阻尼車(chē)身控制系統(tǒng)

  這套系統(tǒng)主要是通過(guò)控制減振器電磁閥調(diào)節(jié)阻尼,從而實(shí)現(xiàn)阻尼的無(wú)級(jí)自適應(yīng)調(diào)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(shí)也比較好理解,系統(tǒng)通過(guò)加速度傳感器、懸架高度傳感器等硬件去感知車(chē)身的實(shí)際狀態(tài),進(jìn)而通過(guò)智算中心微秒級(jí)的速度運(yùn)算,可以實(shí)現(xiàn)減振器阻尼快速調(diào)節(jié),來(lái)滿足用戶(hù)在不同場(chǎng)景下的需求。

  舉個(gè)例子,當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)顛簸路面時(shí),采用高頻小阻尼的舒適性控制策略,使底盤(pán)變“軟”,可有效緩沖路面激勵(lì)輸入,快速抑制車(chē)身的垂直方向運(yùn)動(dòng)。官方表示,在60km/h通過(guò)連續(xù)振動(dòng)路面工況下,云輦-C可以幫助整車(chē)達(dá)成96%的隔振率。

  當(dāng)車(chē)輛處于快速過(guò)彎、加速、制動(dòng)時(shí),采用低頻大阻尼的操控性控制策略,使底盤(pán)變“硬”,提供更大支撐力,抑制車(chē)身側(cè)傾、俯仰,保證車(chē)輛操控穩(wěn)定性。同樣,在時(shí)速100km/h的雙移線工況下,云輦-C幫助整車(chē)側(cè)傾角速度降低39.7%。

  這套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,算是比較入門(mén)級(jí)的系統(tǒng)。大家比較熟悉的、騰勢(shì) D9 等車(chē)型搭載的就是云輦 -C 智能阻尼車(chē)身控制系統(tǒng)。

 
云輦-A:智能空氣車(chē)身控制系統(tǒng)

  硬件層面,除感應(yīng)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(diào)節(jié)阻尼外,還可以對(duì)懸架的剛度、高度進(jìn)行調(diào)節(jié),可以滿足更多的用車(chē)場(chǎng)景。

  比如懸架高度調(diào)節(jié),根據(jù)不同車(chē)型類(lèi)別適配,懸架調(diào)節(jié)行程可達(dá)150mm,可以提供隨速調(diào)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(diào)節(jié),可以在行駛過(guò)程中的特點(diǎn)需求提供不同的剛度方案,比如車(chē)輛加速、制動(dòng)時(shí)、甚至高速轉(zhuǎn)向的時(shí)候,可以自動(dòng)調(diào)節(jié)懸架剛度,有效抑制加速抬頭、剎車(chē)點(diǎn)頭以及轉(zhuǎn)彎側(cè)傾的情況。

  比較有意思的一個(gè)功能是,座椅側(cè)翼也可以進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)。這個(gè)座椅與空氣懸架是共享氣路設(shè)計(jì),氣量智能隨速分配,而且響應(yīng)速度快。比如車(chē)輛高速過(guò)彎時(shí),系統(tǒng)車(chē)身姿態(tài)變化及轉(zhuǎn)向信號(hào),可以控制座椅的側(cè)翼充氣,這樣能實(shí)現(xiàn)腰部支撐自適應(yīng)調(diào)節(jié),可以始終保持良好駕乘姿態(tài)。

  即將上市的騰勢(shì) N7 是云輦 - A 的首次搭載的車(chē)型,具體表現(xiàn)值得期待。不過(guò)從目前得到的消息來(lái)看,騰勢(shì) N7 采用的是單腔空懸,而云輦-A 系列未來(lái)也會(huì)有雙腔以及多腔空懸。

 
云輦-P:智能液壓車(chē)身控制系統(tǒng)

  這套系統(tǒng)更為復(fù)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(jí)剛度控制模塊、姿態(tài)控制模塊、四輪聯(lián)動(dòng)模塊、懸架電機(jī)泵模塊、懸架控制蓄能器、多級(jí)緩沖蓄能器等,集機(jī)械、液壓、電控三項(xiàng)核心技術(shù)于一體的車(chē)身控制系統(tǒng)。

  同樣具備高度調(diào)節(jié)、剛度調(diào)節(jié)、阻尼調(diào)節(jié)的功能,不同的是基于液壓控制的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)度更大,應(yīng)付更復(fù)雜的越野環(huán)境。比如懸架調(diào)節(jié)行程可達(dá)200mm,既可實(shí)現(xiàn)四輪同步升降能力,也可實(shí)現(xiàn)單輪獨(dú)立升降,系統(tǒng)舉升力高達(dá)5噸。

  另外在剛度調(diào)節(jié)方面,可實(shí)現(xiàn)三級(jí)剛度調(diào)節(jié)。在極端條件下,比如當(dāng)車(chē)輛在高強(qiáng)度越野遭遇飛坡跌落等緊急情況時(shí),可應(yīng)急觸發(fā)三級(jí)剛度,有效減少50%的沖擊載荷。

  值得一提的是,云輦-P還能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)特的功能,即四輪聯(lián)動(dòng)露營(yíng)調(diào)平

  第一個(gè)是四輪聯(lián)動(dòng),當(dāng)車(chē)輛出現(xiàn)高難度的交叉軸路況時(shí),四輪聯(lián)動(dòng)功能可為懸空輪減振器輸送油液,拉長(zhǎng)懸架行程,提高車(chē)輪貼地性與整車(chē)平衡感,保證四輪動(dòng)力有效輸出。這個(gè)功能可使車(chē)輛最大輪差達(dá)620mm,整車(chē)的循跡指數(shù)RTI值達(dá)600以上。

  第二個(gè)是露營(yíng)調(diào)平。在靜止?fàn)顟B(tài)下,可通過(guò)單輪高度調(diào)節(jié),使車(chē)身與重力方向的平面始終保持垂直,從而實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)的水平,這樣在野外露營(yíng)時(shí)不用特意找太平坦的地面了。

  云輦-P智能液壓車(chē)身控制系統(tǒng)將會(huì)搭載在仰望U8詢(xún)底價(jià)|查參配)、F品牌旗下的車(chē)型,相信很快就能體驗(yàn)到了。

 
云輦 -X:全主動(dòng)式車(chē)身控制系統(tǒng)

  這套系統(tǒng)就是最高階的車(chē)身控制系統(tǒng),也將搭載在更高級(jí)的車(chē)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(dòng)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(lái)還會(huì)采用激光雷達(dá)來(lái)更精確地識(shí)別路面狀態(tài)(正如開(kāi)頭所提到的,識(shí)別精度高達(dá)±3mm),看得更清也更遠(yuǎn),進(jìn)而提升整套系統(tǒng)的感知能力。

  這套系統(tǒng)具有全主動(dòng)控制的能力,據(jù)官方資料來(lái)看,可以實(shí)現(xiàn)最大調(diào)節(jié)速率可以達(dá)到 500mm/s、最大穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度可以做到 1.2g 、實(shí)現(xiàn)零側(cè)傾和零俯仰的平穩(wěn)行駛效果。這樣就可以帶來(lái)很多創(chuàng)新的功能,比如我們?cè)诎l(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)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(cè)前輪脫落的情況下,還可以繼續(xù)行駛,確實(shí)很驚艷。

 
總結(jié):

  可以看到,云輦智能車(chē)身控制系統(tǒng)是比亞迪對(duì)垂向控制系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)矩陣,從入門(mén)的云輦-C,到進(jìn)階的云輦-A、云輦-P,再到高階的云輦-X,適配不同類(lèi)型的車(chē)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(dòng)式懸架控制技術(shù)領(lǐng)域,高度調(diào)節(jié)、剛度調(diào)節(jié)、阻尼調(diào)節(jié),單個(gè)功能來(lái)看,你可能會(huì)覺(jué)得這技術(shù)并不“新鮮”,很多主動(dòng)式懸架也會(huì)有對(duì)應(yīng)的功能。但是,比亞迪這整套系統(tǒng)技術(shù)是全棧自研的,擺脫一直以來(lái)中國(guó)品牌對(duì)零部件供應(yīng)商的依賴(lài),實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)的獨(dú)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(huì)思考”的車(chē)身控制系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)更多全新的玩法與體驗(yàn)。

  可以預(yù)見(jiàn),比亞迪云輦智能車(chē)身控制系統(tǒng)將會(huì)為騰勢(shì)、F品牌、仰望的高端品牌賦能,成為這些品牌車(chē)型的又一個(gè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。按照比亞迪一貫的做法,這些進(jìn)階/高階的云輦技術(shù)很快就會(huì)落地量產(chǎn),屆時(shí)會(huì)給我們帶怎樣的體驗(yàn)?(圖/文/攝:太平洋汽車(chē) 陳啟貞)

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    陳啟貞 副主編

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