基于智能底盘的车辆动力学XYZ域融合应用实践

底盘的电动化与整车的电动化密切相关，底盘的智能化本质上是服务于驾乘者的动态体验。

2022年11月18日，在由盖世汽车主办，上海虹桥国际中央商务区管理委员会、上海市闵行区人民政府指导，上海虹桥投资发展有限公司协办的2022第二届汽车智能底盘大会上，吉利汽车中央研究院院长张伦伟表示:

吉利认为，底盘的发展本质上是XYZ三个方向的集成控制，智能底盘的最终目的是提升用户体验，解决场景的功能需求。

吉利汽车中央研究院部长

以下是演讲内容:

吉利汽车中央研究院服务于吉利汽车的各个子品牌。今天主要分享我们基于智能底盘的车辆动力学XYZ领域集成应用实践。

智能底盘的行业发展方向

在我们看来，底盘的最终发展方向是围绕智能底盘。基于此，吉利汽车在智能底盘和底盘电控化、电气化方面做了大量的研究和应用。

其中，底盘电动化与整车电动化密切相关。智能底盘的本质是服务于驾乘者的动态体验。所谓的动态体验实质上是XYZ在三个方向上的行动。从这个维度出发，我们认为机箱开发的本质是在三个方向上控制XYZ，从而提升用户体验，解决场景的功能需求。

作为主机厂，这是我们的核心需求。主机厂本质上只想做一件事，就是功能体验差异化。然而，供应商向不同的原始设备制造商提供同样的东西。那么如何打造差异化，OEM厂商需要做好顶层开发。这也是我们要做域级控制和顶级控制的原因。这也是我们希望供应商的解决方案是白盒，并提供标准化接口的原因。

另外，为什么国内供应链的兴起会给OEM厂商带来很大的机会？以硬件为例。以前没有主动减振器，全是被动减振器，没有智能制动系统，都是机械液压制动系统。随着智能线控和电控系统的出现，业界开始重视功能创新和冗余控制。基于这几点，我们可以和国内供应链进行深度合作。就像电动车的超车一样，智能底盘会成为下一个弯道的超车点。

用户对驾驶中动力性能的需求可以分为很多阶段，吉利相继推出了不同版本的底盘域控制类型。我们在域控制1.0版本中积累了很多经验和模型。关于域控制，吉利的规划是从分布式控制、全局集成到中央集成，目前处于全局集成控制阶段。

智能底盘给汽车动力学带来的机遇

前一阶段主要集中在硬件领域，如线控制动中的主动悬挂、电驱动控制、空气动力学套件等，但我们逐渐发现，智能底盘为车辆动力学带来了更多的机会。

车辆动力学的本质是解决各种力之间的关系，特别是轮胎-路面系统的受力，以及受力后车身的6自由度运动。集成控制有两个核心原则:有效控制和功能补偿。

比如想象一下开车穿过对面马路的驾驶场景。虽然有ESC，但是人有时候很难控制车辆的稳定性。如果是线控转向，可以在车轮上设置主动转向干预，使转向控制更加有效。

本质上，我们对于机箱域控制有三个主要目标:第一，安全性和稳定性。无论是制动系统还是转向系统，安全性和稳定性都是第一位的。二是操控性能，三是舒适性，这三个维度也是智能底盘的长远目标。

我们认为，底盘发展的本质是在三个方向上控制XYZ，这是一个不变的趋势。同时，功能和软硬件的解耦也是一个大的发展方向。综合两点，吉利的策略是解决车辆的动态控制，同时实现功能解耦和软硬解耦。

目前智能底盘的各种功能的本质都是基于硬件和软件的共同作用来实现的。这些功能可以通过多种方式实现:比如为了保持车辆在对面道路上的稳定性，可以依靠线控转向。这时候无论是依靠功能备份还是功能冗余，最终的落脚点都是提升驾驶者的体验，以体验优先为原则。

说到冗余，我们做机箱域控制1.0和2.0版本的时候，1.0版本的系统工程关注较少，控制主要是垂直控制。域控制2.0版主要是为了区分各种功能和硬件的关系，功能解耦也正是为了这个目的。

要实现解耦，在构建系统功能时需要考虑很多内容，包括如何考虑冗余，如何实现经验优先的原则。

我们采用了两种方式来构建系统，一种是从系统到架构的网关，其特点是将传感器信号传输到各个执行器的ECU，再集中到中央控制器进行决策。这是1.0版的网关域控制。

另一种是中央集中控制，采用“中央集成+分布式”的方式。我们相信未来四五年这种方式会是主流。坚持这种方法，主机厂和供应商各司其职，形成强强联合，可以解决供应商和主机厂的合作问题。

吉利汽车动力学的XYZ融合战略

说到吉利汽车动力系统的XYZ融合战略，有必要重温一下前面提到的“安全性、性能和舒适性”三大目标。从安全性的角度来说，需要保证车辆在临界或极端条件下的安全可控，尤其是保证车辆在各种恶劣场景下的稳定性和鲁棒性。

从性能上看，车辆需要有更高的侧向加速度，尽可能降低不足转向变化率，有更大的不足转向线性范围，有更高的车辆极限和更高的跟踪能力；从舒适性的角度考虑，要减少能量损伤，系统运行要尽可能避免造成驾乘人员的紧张和危险，使车辆行驶更加轻松，即使在特殊恶劣的场景下也是如此。

除了策略，接下来分享一下我们在开发过程中的应用实践。从VDSW到ICC，我们一直遵循用户任务和体验需求第一的原则，不断推动算法和功能的迭代。其中，我们发现用户场景数据库的建立和数字化是支持领域算法开发和验证的有效手段。

目前吉利采用下图所示的架构模式，应用三层、多层布局开发领域集成，具有容错性、扩展性、灵活性、模块化四大优势。

我们认为，域控制还是应该由供应商和主机厂共同实现，这也是吉利坚持“集中式+分布式”路径的原因。基于大量的实车数据，主机厂更了解终端需求，而供应链更擅长底层执行，在安全和冗余方面更有发言权。这样才能利益最大化。

y/x融合应用示例

接下来举个例子，第一个例子是y/x融合，主要是指主动后轮转向和ESC的配合。下图是吉利方案的一个例子。通过建立DIL实验室，结合驾驶模拟器、减震器、刹车等HIL设备，形成闭环系统。基于该系统，实现了算法开发前期的虚拟标定工作。结合这些设备，可以在虚拟仿真中优化算法。

以下是当后轮使用三个电机、四个电机或两个电机时，如何基于后轮的矢量驱动实现y/x集成的探索。

接下来，我们来分享一下整合过程中的逻辑转换。比如在开发中，减速可以像制动一样通过能量回收来实现，那么如何在“制动”和“能量回收”之间过渡呢？我们称之为逻辑跃迁问题，两者的本质目标都是慢下来。

过渡的关键点是舒适性和连续性，因为在车辆没有标定的情况下，一旦从“能量回收”转移到“制动”实现减速，就会产生强烈的冲击感，我们称之为“逻辑过渡不够好”。所以需要根据具体的场景来设计，把车辆会遇到的工况列一个清单。一些极端的工作条件应该在模拟环境中实现。

y/z/x融合应用示例

在莲花车型上，吉利已经初步实现了XYZ域集成控制，包括主动尾翼、电子主动稳定器、后轮主动转向、右后轮制动力、CDC+空气悬架、左前轮驱动力、空气套件平衡。

结合集成的实践，我们有三个要点来分享:1。极限是轮胎性能，非线性轮胎摩擦圈要用好；2.前后左右扭矩分配可以改变偏航和转向不足特性；3.纵向、横向和垂直方向是一个耦合关系，可以用来改变车辆的运动状态。

此外，在开发功能集成时，还要注重中国场景的定制化设计，这将是赢得更多市场份额的关键。

总而言之，无论是功能开发还是XYZ领域集成应用，车企的原则永远是“体验第一”。借助功能创新，车企和供应链可以在智能底盘赛道上走得更远。最后，我们也希望中国汽车工业能在底盘智能化的潮流中飞得更高，走得更远，走向世界。

股份有限公司协办的2022第二届汽车智能底盘大会“基于智能底盘的汽车动力学XYZ域融合应用实践”主题演讲及资料。)

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