奇瑞汽車股份有限公司底盤專家 李成

智能底盤作為跨學科技術集成的產品，是一個值得討論的話題。李成從開發(fā)者的層面出發(fā)分析了四個方面，分別為智能底盤的存在價值、智能底盤的技術路徑、奇瑞智能底盤的探索、智能底盤的冷靜對待。

智能底盤存在的價值

技術發(fā)展都遵循一定規(guī)律，即從簡單到復雜，復雜到不能再復雜的時候,就會有人另辟蹊徑，落到汽車底盤之上也是如此。汽車從誕生之后七十年的時間，被稱為純機械時代。

當一個系統(tǒng)復雜到一定程度，其可靠性就受到了挑戰(zhàn)。就像曾經在市面上存在過機械計算器，其復雜程度超出人類的想象，但性能卻一般，時不時的還罷工…同樣汽車底盤也是同理。

但若跨出一個技術維度，就會發(fā)現(xiàn)豁然開朗。在一個領域不敢相信的科技技術，到了另一個領域，突然變得很平常了。目前汽車產業(yè)處于機電混合時代，經過了四十年的發(fā)展，時至今日慢慢又遇到了瓶頸，面對越來越多新的場景和新的環(huán)境變化，程序當中沒有辦法窮舉所有可能，既然無法窮舉所有可能，那就教給它一種學習方法，當遇到一種新的環(huán)境時，可以將環(huán)境識別記錄下來。這就是所謂的智能時代，互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、深度學習等。

這也預示了底盤的下一個時代——智能時代。

智能底盤存在的價值，可以從兩個維度分析。局限于底盤域范圍之內，它可以在底盤四大系統(tǒng)，懸架，轉向，制動，傳動，這四大系統(tǒng)之間進行聯(lián)合控制，產生新的特色的功能。若跳出底盤域往外延伸，智能底盤又是L3以上智能駕駛的強有力執(zhí)行機構，有非常重要的存在價值。

智能底盤的技術路徑

智能底盤技術發(fā)展路徑，脫不開四大子系統(tǒng)的智能化發(fā)展，線控的制動，主動或半主動懸架，線控轉向，線控驅動模塊。智能底盤究其根本，還是這四個系統(tǒng)的智能化與在它們之間的聯(lián)合控制。

對懸架系統(tǒng)而言，目前主流依然使用Skyhook天棚原理來控制。如圖，從左到右是其的理論模型，數(shù)學模型，物理模型，實物模型，理論模型假設與車身、天棚結合在一起，無論路面多么顛簸，車身是渾然不動的。不過車身與天棚的結合，實際上是無法實現(xiàn)的，但是我們可以通過改變阻尼器C1來間接的實現(xiàn)C2，因此Skyhook是主動理論懸架當中最基本的。

實物模型是現(xiàn)在典型主動懸架模型，其當中有空氣彈簧、CDC減震，三個車身加速度傳感器，四個車輪高度傳感器，一個ECU控制器。

李成表示目前他們正在從硬件和軟件上對其進行優(yōu)化。

在硬件上，按照天棚原理，如果想得到車身垂向加速度，現(xiàn)在都是通過車身加速度傳感器（三個）來獲取車輛的垂向加速度，車輪加速度是通過車輪和車身之間的高度傳感器，兩次微分之后得到加速度。如果用一個六軸IMU來代替車身加速度傳感器，則可以大幅度減低成本，一個六軸IMU 的成本可能貴于一個垂向加速度的，但是三個垂向加速度跟一個六軸功能是一樣的。

另外一是軟件方面的更改，即CDC最后一步。CDC最后一步是控制減振器閥的電流。目前是通過PID的算法，PID是成熟廣泛的算法，但是PID也有它的局限性，PID微分、積分兩個系數(shù)是人為設定。雖然控制電流最終會收斂到目標值，但系數(shù)的設定會影響這個收斂時間，我們希望的是收斂時間能越短越好，所以奇瑞嘗試將PID的算法替換成遺傳算法。即每一步都在此基準條件之下求它的最優(yōu)解，下一步又在當前最優(yōu)解的基礎上繼續(xù)求最優(yōu)解。

在線控制動技術上，線控制動的發(fā)展，目前市場上主流的還是兩個技術的路線，一個是two box，另一個是one box，但真正銷量來說還是以博世的two box最多。其最大的優(yōu)勢即冗余性。但是結合觀察行業(yè)新聞，近年來自動駕駛的呼聲遠沒有四五年前火熱了，行業(yè)逐漸回歸理性了。因此，線控制動雖然很重要，但是自動駕駛似乎還有點遙遠，在這兩個雙重需求的刺激之下，目前one box還是最具性價比的一個方案。實際上除了冗余這一項，其實one box的性能都是超越two box。

one box應用在傳新能源或者混動車型來說，有很多優(yōu)勢，首先就是它的能量回收。第一個優(yōu)勢，one box解耦式的能量回收比非解耦式的能量回收，回收能量要更高。第二個優(yōu)勢，它的建壓能力也要更強一點。解耦式可以提供不同的踏板感的調教，適應不同駕駛員的習慣。第三個優(yōu)勢，即其制動助力失效后的減速度，可以輕松用較小的力去實現(xiàn)制動。

在線控轉向上，奇瑞主要還是基于非解耦的EPS，而線控轉向不單是L3以上自動駕駛的必要條件，如果有了這個線控轉向之后，在底盤之間也能夠實現(xiàn)附加的聯(lián)合控制。如果是非解耦的系統(tǒng)，這個時候就難以使EPS助力電機再去驅動前輪轉向，還需多個輸入還需要單獨的輸出，變成多頭控制，也就無法獲得唯一收斂的效果。

不斷探索智能底盤的邊界

任何一項技術的發(fā)展都是必須要經過前端的客戶需求。在分解到整車層級的功能，無論是技術的發(fā)展趨勢，還是客戶不斷提高的駕乘需求。都需要分解到整車層面的智能控制，更多的協(xié)同控制，再把它分解到底盤方面，就是縱向垂向和側向，三個方向力的控制。這三個方向的控制又落實到制動、轉向、懸架、驅動上面。

其初期探索了各系統(tǒng)之間應用的場景。比如在EPS和ESP之間的聯(lián)合控制，目前的車輛動態(tài)控制邏輯中，車輛出現(xiàn)不足轉向或過度轉向時，只有ESP介入，轉向并不會介入。奇瑞團隊便思考，此場景當中轉向是否可以介入。為實現(xiàn)這種介入，必須有一個線控EPS來做支撐。在不動這些供應商蛋糕的情況下，最具可行性的一個方案，奇瑞想到了用AT指令的方式。

如圖，右邊是聯(lián)合控制核心數(shù)學模型，此模型也是ESP核心控制二自由度的模型。它是根據(jù)前輪的轉角以及車身的側向加速度，再結合前后輪的側偏角，通過側向加速度以及前輪轉角計算出車輛應該有的橫擺值，再由理論橫擺值和實際橫擺值做一個對比。

技術落地，賦能未來出行

形成方案之后，還需要考慮如何落地。現(xiàn)在奇瑞的方案是研發(fā)一體化的控制器，控制器和子系統(tǒng)之間通過AT指令通訊，具體還需各控制器來執(zhí)行。

在這個大的框架下，如果駕駛員駕駛一輛車以高速行駛在彎道上，從1位置到2這個位置。駕駛員發(fā)現(xiàn)車開始不足轉向了，不按這個軌跡行駛之后，對于用戶來說，本能的操作是打更多的轉向，但實際上，這反而適得其反。因為前輪轉角越大，側向力在整車Y方向的分力反而越小。極端一點如果打90度轉向，這個時候輪胎的側向力變成了整車的縱向力，迫使汽車停止行駛。若此時回一些方向，讓前輪更多平行于車的縱向位置，反而會提升它過彎的方式。

但就這樣一個動作，大部分人都不會做，因為這是人類的本能。但是這個可以通過聯(lián)合控制的方式，用線控制動和線控轉向聯(lián)合控制來實現(xiàn)。

如圖，是奇瑞做的EPS+ESP+CDC聯(lián)合控制仿真，左邊是仿真模型，右邊是仿真結果，若把CDC控制邏輯提前到方向轉角的輸入階段，本來CDC接到車身加速度之后才能有動作，現(xiàn)在提前到方向盤轉角，這個時候側身的側傾減小，附著力卻在增高。

第二階段，域控制器依然保留，其可以直接控制四個系統(tǒng)的執(zhí)行部分，但是同時這四個系統(tǒng)的子系統(tǒng)控制器還是保留的，作為一個冗余的備份。

智能底盤還需冷靜看待

奧迪汽車在底盤開發(fā)上，處于數(shù)一數(shù)二的地位，當?shù)妆P脫去智能化的外衣之后，人們所看到的是奧迪開發(fā)的MLB平臺，這個平臺即使是純機械，不帶任何智能設備的話，它也是一個非常優(yōu)秀的懸架系統(tǒng)。無論是側向的支撐，縱向的柔度，垂向舒適度來說那都是無與倫比的。

最后，李成強調雖然現(xiàn)在處于智能線控底盤的高光時代，但作為底盤人，還是要清楚的認識到智能化底盤創(chuàng)造出價值的同時，對于底盤基本布局和設計還是不能夠放松。