用AI控制底盤，華為在下一盤什么大棋？

文｜劉俊宏

編｜王一粟

“線控底盤是高級自動駕駛的必然需求，毫無疑問將是未來汽車底盤系統(tǒng)發(fā)展的主導(dǎo)方向?！?/p>

中汽創(chuàng)智首席技術(shù)官周劍光在2023中國汽車供應(yīng)鏈大會上，一語揭開了智能底盤的重要性。線控底盤，作為汽車智能底盤發(fā)展的必經(jīng)之路，是對傳統(tǒng)汽車底盤的電子化改造。在電信號替代傳統(tǒng)底盤的機械信號后，汽車的操控可以實現(xiàn)“人機解耦”。

而當(dāng)前，底盤已經(jīng)在從電子化向智能化的方向發(fā)展。在汽車傳感器、智控集群、算力芯片對汽車懸架、電機等底盤配置的精細控制下，智能底盤支撐的智能駕控，是繼智能駕駛、智能座艙之后，智能汽車爭奪的第三大技術(shù)板塊。

“智能底盤，才是真正能直接改變駕駛體驗的板塊。”智界S7產(chǎn)品總監(jiān)劉迪卿認為。

以智界S7上搭載的華為途靈智能底盤（下簡稱途靈底盤）為例，其CDC（可變阻尼減震器）可做到每秒1000次路面感知、100次阻尼調(diào)節(jié)，最大可減少近60%的沖擊力。其空氣懸架可以根據(jù)車速和不同駕駛工況，自動調(diào)節(jié)車身的高度和姿態(tài)。

如此一來，駕駛汽車就像在駕馭一匹“通人性的老馬”，駕駛員只需控制速度和方向，其他的顛簸、避障、過彎等細節(jié)，汽車都能自行處理。余承東在智界S7發(fā)布會上，介紹智能底盤在軟件定義汽車的年代，途靈底盤放大了華為本來就擅長的智能感知和智能控制的優(yōu)勢，讓智能汽車能夠提供與燃油車不同的操控性、舒適性、制動、安全等的駕乘體驗。

在汽車智能化正式被消費者認可價值的2023年，智能底盤所提供的體驗，也進一步放大了智能汽車的性價比。另一邊，同樣嗅到智能底盤新風(fēng)口的玩家們，也在加緊布局。例如比亞迪早先推出的云輦，寧德時代即將推出的智能滑板底盤，小米集團、北汽產(chǎn)投、蔚來資本等在2023年也分別投資多家汽車智能底盤相關(guān)公司。

汽車巨頭們的押注，讓汽車智能底盤“搖身一變”成為繼智駕、智倉后，全新的汽車智能化“兵家必爭之地”。

不顛、不晃，30萬做到百萬級的駕乘體驗？

還記得，二十年前乘坐旅游大巴，通過一條充滿急轉(zhuǎn)彎和坑洼土路的那個下午。在導(dǎo)游讓大家稍微忍耐下這“特色按摩路”的幾分鐘后，幾乎整輛大巴的乘客都開始暈車。

如果汽車乘坐時可以“不顛、不晃”，就好了。

為了實現(xiàn)“不顛、不晃”的目標(biāo)，過往的車企們通常在底盤上下功夫。例如奔馳在奔馳E級上采用了空氣懸架+可調(diào)節(jié)阻尼的減震器來增強減震效果。在奔馳S級上還搭載了能夠檢測前方路況并提前調(diào)整懸架“軟硬”的主動懸掛系統(tǒng)，最終實現(xiàn)了減少汽車縱向振動的效果。而在減小橫向的“晃動”感知上，寶馬在X5、X6上引入扭矩矢量分配，讓汽車轉(zhuǎn)向在差速器的基礎(chǔ)上更合理地分配動力，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎更穩(wěn)的效果。

奔馳、寶馬的方案，在過往的燃油車時代獨領(lǐng)風(fēng)騷。但如今，再看過去的王者，動輒大幾十萬甚至上百萬的產(chǎn)品售價，傳感器更依賴被動感知的適配策略，多少不太適應(yīng)當(dāng)前內(nèi)卷的中國智能車市場。

如今，汽車乘坐體驗實現(xiàn)奔馳、寶馬同樣的效果，華為在智界S7上已經(jīng)把產(chǎn)品售價打到了30萬元以內(nèi)。而這得益于，“軟件定義底盤”的能力——途靈底盤的多模態(tài)感知和多域協(xié)同控制。首先是整體硬件配置層面，華為在途靈底盤上搭載了DriveONE 800V碳化硅高壓動力平臺，采用前雙叉臂后五連桿獨立懸架的設(shè)計，配合橫向穩(wěn)定桿，配備CDC可變阻尼減振器和空氣懸架。

拆解途靈底盤的硬件構(gòu)成，其中，動力平臺主要時提供動力的電機和高效的充放電平臺。前雙叉臂后五連桿獨立懸架，主要是在利用前虛擬主銷雙叉臂的側(cè)傾少、沖擊小、穩(wěn)定性高的效果，提升底盤的抗擾動能力。再結(jié)合后置的五連桿獨立懸架，兼顧舒適性和操控性。

在減少汽車縱向振動的部分，途靈底盤搭建了CDC+空懸自適應(yīng)汽車工況的能力。在接入傳感器，最高實現(xiàn)每秒1000次路面感知下，CDC控制閥可以根據(jù)路面的感知結(jié)果進行每秒多達百次的精細阻尼調(diào)節(jié)控制。同時，在CDC的配合下，空氣懸架同樣能夠自動調(diào)節(jié)車身的高度和姿態(tài)。綜合下來，CDC減震器最大可以減少約60%的沖擊力。

另一邊，在減少汽車橫向“晃動”的部分，途靈底盤優(yōu)化了之前業(yè)內(nèi)的TVC（Torque Vector Control 扭矩矢量控制）方案。TVC的原理是汽車自主每秒100次掃描路面后，會自動判斷汽車過彎時是否會出現(xiàn)動力不足的情況。隨后，系統(tǒng)會根據(jù)計算結(jié)果，通過控制差速器齒輪將引擎動力重新分配到驅(qū)動輪上，并在過彎過程中根據(jù)實際觀測數(shù)值不斷調(diào)整具體動力輸出，從而實現(xiàn)汽車過彎更平穩(wěn)，乘客減少身體晃動。在途靈底盤的優(yōu)化后，原本TVC的“預(yù)估計算、動力分配、邊跑邊調(diào)”的“三步走”，增加了更精準的判斷能力。通過“運動+”模式的控制圖可以看到，途靈底盤顯示添加了彎道檢測模塊，實時識別當(dāng)前彎道更精準的幾何特征。以更精準的彎道建模，應(yīng)對現(xiàn)實中形狀遠比測試場地復(fù)雜的實際路況。另一邊，途靈底盤將汽車入彎和出彎兩個狀態(tài)進行區(qū)分，更細致地控制動力分配來實現(xiàn)推頭入彎或甩尾出彎。

換句話說，在途靈底盤優(yōu)化后的TVC中，汽車橫向晃動控制可以更加精細化。從而實現(xiàn)汽車在測試場地情況下多提升2-7個百分點的成績。汽車乘坐晃動體驗（橫縱向加速度）優(yōu)于 Taycan 4S和Model S。

從最終的實現(xiàn)效果來看，途靈底盤在結(jié)合并運算了更多更復(fù)雜的傳感器數(shù)據(jù)后，實現(xiàn)了汽車“不顛、不晃”的乘坐體驗優(yōu)化。

不過，途靈底盤的相對于傳統(tǒng)汽車底盤的智能化改造，并不僅限于傳感器和車載算力的提升。來自綜合汽車智倉、智駕、智控的多模態(tài)感知和控制能力才是途靈底盤真正的“威力”。

定義智能底盤，硬件是基礎(chǔ)、AI是上限

“算法是最重要的。”劉迪卿強調(diào)。

正如一個好的手機系統(tǒng)，能夠合理地感知并控制調(diào)配軟硬件的能力，將手機的操控體驗最大化地釋放。

智能汽車，同樣也需要智能底盤的感知和精細控制能力，來將汽車硬件、動力、傳感器、智駕等功能結(jié)合并發(fā)揮到極致。首先是在汽車感知層面，途靈底盤引入了MFSS（多模態(tài)融合感知系統(tǒng)）來為汽車回答“我是誰”和“我要干什么”的問題。

在汽車狀態(tài)感知（iVSE）中，其原理是通過車載的多組內(nèi)部傳感器相互作用，先得到大致汽車當(dāng)前狀態(tài)的預(yù)估。接下來，汽車在結(jié)合外部傳感器采集的道路信息后，從而完整判斷當(dāng)下汽車的“置身處地”，最后再對汽車進行車輛控制。

另一邊，在汽車路面預(yù)瞄（RSS）中，汽車通過智駕感知系統(tǒng)的攝像頭（或激光雷達）提前識別路面信息。從而根據(jù)路面的不同狀態(tài)（路面材質(zhì)、摩擦力、粗糙度等）提前對CDC進行調(diào)節(jié)。從而，比以前的被動式檢測方案做到“先知先控”。

而iVSE和RSS疊加之后的效果，正如劉迪卿所展示的“車輛狀態(tài)和道路，實際上是為下一秒的行動做鋪墊”。例如，當(dāng)車輛通過四輪轉(zhuǎn)速、方向盤轉(zhuǎn)角、橫擺角速度等值進行計算，得出汽車當(dāng)前正在通過顛簸路段的狀態(tài)預(yù)估。接下來，汽車通過攝像頭、激光雷達發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前路面是正在直行下坡通過連續(xù)減速帶路段。那么汽車在MFSS的多模態(tài)感知下，汽車可以自動調(diào)整電機降低轉(zhuǎn)速、CDC按照前方即將通的到減速帶有節(jié)律地調(diào)“軟”。也正是基于MFSS對汽車“即時測量，即時精細控制”的能力，途靈底盤才能實現(xiàn)被余承東稱之為“越開越好開”的HUAWEI DATS 3.0動態(tài)自適應(yīng)扭矩系統(tǒng)（下簡稱DATS）。

DATS的引入，主要是為了解決新能源汽車動力響應(yīng)和人體感知之間的差異。例如還不太熟悉新能源汽車動力特點的司機駕駛時，汽車在動力系統(tǒng)的“即踩即給油，不踩馬上動力回收”下，駕駛體驗“充滿卡頓”。

途靈底盤的解決方案是在傳統(tǒng)新能源汽車在ESP（電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)）-VCU（整車控制器）-MCU（汽車控制單元）-電機-車輪的單向控制下，添加了一條電機與MCU雙向通信通道。如此一來，MCU可以“自助”評估并調(diào)整電機輸出的扭矩符合預(yù)期。而不再需要每次等待駕駛員操控意圖的VCU和ESP從上至下“發(fā)號施令”。從而將電機扭矩響應(yīng)時延從100ms大幅降至4ms，進而可以對電機輸出扭矩的精細控制。具體應(yīng)用，除了降低汽車轉(zhuǎn)彎橫向的晃動外的TVC外，還能應(yīng)用于汽車電子防滑控制（eASC）和與液壓制動協(xié)同的協(xié)同拖曳扭矩控制技術(shù)（CDTC）中。從而減少輪胎打滑和剎車力道不均的現(xiàn)象，提高汽車在極端路況行駛的安全性。

在最后，基于MFSS和DATS功能，途靈底盤通過xMotion智能車身協(xié)同控制系統(tǒng)（下簡稱xMotion）徹底杜絕了電動汽車在電機響應(yīng)和動能回收下的“行車抖動問題”。

在具體功能上，xMotion分為自適應(yīng)減振控制（ADC）和智能舒適制動（ICB）兩項。其原理還是在MFSS的數(shù)據(jù)融合感知下，對汽車顛簸和啟停時的懸架（或CDC）和電機精細控制，從而減少在行駛及制動過程中的顛簸和沖擊感。

總體來看，智能底盤的核心架構(gòu)是以智能汽車對內(nèi)外部狀態(tài)的“全知全能”為基礎(chǔ)的精細控制。

而當(dāng)汽車足夠了解“自己”之后，車載算力才能針對性地依照算法提供更好的乘坐體驗、主動安全和可操控性。智能汽車也能順著不斷優(yōu)化算法的路徑，持續(xù)地OTA升級，最終達到越開越好開的效果。

正如劉迪卿所規(guī)劃的，“就像手機一樣，快速迭代產(chǎn)品的能力。讓消費者每個月都期待有OTA新功能，并使之成為全新的銷售獲客核心要素”。

來自智能汽車在智能化、安全、操控、乘坐體驗的全方位加分，自然也讓智能底盤成為了整個汽車行業(yè)都在盯的“香餑餑”。

通過已經(jīng)“在路上”的玩家表現(xiàn)可以看出，汽車智能底盤在除了電子化改造傳統(tǒng)配件之外，還在嘗試解鎖智能底盤對汽車實現(xiàn)更充分的控制。

通過已經(jīng)“在路上”的玩家表現(xiàn)可以看出，汽車智能底盤在除了電子化改造傳統(tǒng)配件之外，還在嘗試解鎖智能底盤對汽車實現(xiàn)更充分的控制。蔚來在ES6上，就采用了ICC底盤域控制器，集成了調(diào)節(jié)CDC、空懸、冗余控制等功能。比亞迪在4月發(fā)布的云輦上，也強調(diào)了在底盤結(jié)構(gòu)件上搭配感知、決策和執(zhí)行的分層。甚至在發(fā)布會上，比亞迪還表演了一波智能底盤控制汽車跳起來的操作，展示了汽車智能底盤已經(jīng)能夠獲取汽車的完整操控能力。

而巧合的是，智能底盤在結(jié)合汽車感知、決策、執(zhí)行后，由精細控制帶來的高精度、快響應(yīng)、安全穩(wěn)定的執(zhí)行系統(tǒng)也正是自動駕駛實現(xiàn)的必要條件。

如今，伴隨著我國自動駕駛在政策層面的規(guī)范，比亞迪云輦率先炫技，華為的圖靈智能底盤跟著智界S7成為又一個實裝汽車智能底盤的玩家。后方蓄勢待發(fā)的還有寧德時代的智能滑板底盤，外加眾多其他整車廠的以投代研，汽車行業(yè)對智能底盤的期待也變得越來越高。

對于智能底盤的搭載智能汽車的終極形態(tài)，東風(fēng)汽車技術(shù)中心架構(gòu)開發(fā)中心總監(jiān)葉曉明暢想道，“未來汽車的整體技術(shù)趨勢，將是上車體的裝配會根據(jù)千差萬別的客戶需求趨于定制化，而下車體則會高度集成，線控底盤、分布式驅(qū)動等一系列模塊化技術(shù)，將成為未來底盤平臺開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)方向”。

而融合之后的智能底盤，亦將從智能汽車工業(yè)中褫奪一大塊蛋糕。

國內(nèi)每年汽車銷量在2600萬臺左右，如果自動輔助駕駛技術(shù)完全普及，則至少有2000萬臺汽車需要使用線控底盤技術(shù)。線控制動、線控轉(zhuǎn)向、線控懸架三大線控底盤系統(tǒng)的單車價值約為1萬元，等于一年的國內(nèi)市場規(guī)模為2000億元?！痹@小米產(chǎn)投、東風(fēng)資管、北汽產(chǎn)投等知名資本機構(gòu)投資的同馭汽車，其董事長兼總經(jīng)理舒強對智能底盤的行業(yè)空間如此測算道。

不過，雖然智能底盤當(dāng)前已經(jīng)陸續(xù)有玩家開始實裝，但智能底盤的進化仍還有諸多問題有待解決。

當(dāng)光錐智能向劉迪卿問及當(dāng)前技術(shù)發(fā)展難重點時，“多模態(tài)融合感知和控制，這里面主要的難點在哪里？劉迪卿對此也坦誠答道，“時延、算力分配、傳感器冗余，既是難點也是重點”。

眼見著，一場夾雜著自動駕駛升級戰(zhàn)的智能底盤“卡位戰(zhàn)”一觸即發(fā)。今天AI控制底盤的能力，會在2024年的北京車展上變得普及嗎？