侵權投訴
訂閱
糾錯
加入自媒體

自動駕駛知多少——執行控制篇

2019-05-27 08:48
小星車言論
關注

非常抱歉5/1過后沒有更新,本篇是自動駕駛的里面業界提的最少的一部分。但是我覺得還是非常重要的一部分,所以今天就來說說這個執行控制機構相關。

因為業內涉及自動駕駛企業中,除了傳統具備底盤控制相關業務能力的零部件供應商之外,很大一部分新企業都做到規劃決策這一層,執行控制的部分依然交給車企與供應商。

然而,執行控制是自動駕駛真正落地的基礎。感知定位如同駕駛員的眼睛,規劃決策相當于駕駛員的大腦,而執行控制就好比駕駛員的手腳。并且規劃決策無法和執行控制剝離,對執行控制缺乏了解,決策就會無從做起。

這一點可以從當下自動駕駛的商業合作案列中看出,想率先推出自動駕駛量產車的合作團隊中,都有在執行控制上具備深厚積累的供應商。

1,不能脫離手腳談大腦

做好規劃決策,必須懂得執行控制。

簡單來看,路徑規劃可以分為全局規劃和局部規劃。其中全局規劃是為車設計一條從A到B的安全通過的路線。局部規劃是指某段路程的環境信息和車輛自身狀態來規劃一段無碰撞的路徑。前者就像在地圖上輸入起點終點生成路線,后者就像路上的拐彎,變道,超車,遇到施工等車輛運動,這部分和執行控制的關系就密切起來了。

大腦和手腳是如何互相影響的呢?

舉個栗子,在感知定位無誤的情況下,一個自動駕駛車輛原本只想變道超個車,卻撞到了路邊?

一般來說,局部規劃中,自動駕駛車輛考慮外部環境,車輛狀等一系列約束條件,模擬老司機安全駕車給出一個理想的局部路徑,小角度的切入換道,把指令傳達給相關執行機構。但是理想和現實發生了偏差,比如說沒有很好的考慮車輛動力學因素,轉向特性估計不足,剎車特性估計不足等等因素導致車輛會出現頓挫,導致車輛剎不住車,或者轉彎過度,產生危險。

當然還有個原因可能是底層協議的開放性不足,目前的控制協議很大一部分都是付費公開,即便公開,很有限的接口開放程度也直接影響著汽車操控的可調程度。

所以很多自動駕駛企業,都說外包改裝一輛車花了多少錢,很快上路,但是調試很久都沒有特別顯著的進展,可能也是其中一個因素。

2,那么,執行控制機構的核心技術是什么呢?

電控化是現在的發展趨勢,這也是隨著車輛電控程度越來越高后,自動駕駛也慢慢的火熱起來。一般來說控制系統由三大部分組成。

(1)線控油門

這個就不聊了,現在很成熟的技術,通過發送電信號來控制節氣門的開合程度或者電動機,這個已經在很多車型上使用了。

(2)線控轉向

這個相對來說普及程度不高,有一些乘用車的量產產品。比如說英菲尼迪Q30等,不過,一般來說目前的EPS與線控轉向相比,差距只在方向盤與車輪之間的連接并非采用線控,而是依然采用機械連接,所以很多都是在EPS上進行改造。有成熟EPS技術一般都掌握在國外主流供應商手中,所以很多自動駕駛企業的車輛基本上都是外包。真正自己有核心技術的比較少。在商用車上,現階段還沒有量產產品,所以基本都是樣件統一天下,價格比較貴,而且不穩定,卡脖子嚴重。

(插一個小廣告,西井自主研發線控轉向,已經在我們多款車型上有應用,對,就是這么剛!)

(3)線控制動

其實這個要比以上兩個還要難,線控制動最早在F1上有應用,但是價格昂貴,而且差不多行駛2000km左右就得更換,維護成本高。

目前也有一部分車輛上有量產,比如Model S,奧迪R8 e-tron等。不過還是受限于成本和性能,現在主要用在后輪驅動上,前輪還是傳統的制動技術。

因為制動技術非常復雜,在ADAS時代,大多數智能技術都集中于制動技術,比如ESP,ACC,AEB等。

線控制動其實就是以電子元件來取代液壓或者氣壓控制單元,現在業界主流成為EHB(electronic hydraulic brake)電子液壓制動,EMB(mechanical)電子機械制動兩種。

EHB和EMB主要區別在于制動力來源。EHB的制動力是由液壓蓄能器來提供,EMB是由電機來提供。來源不同,各有優劣。

(上圖是EMB原理)

EHB因為由蓄能器可以連續多次提供制動壓力,和傳統制動相比,液壓制動閥安裝位置靈活,比如說安裝在靠近制動器位置時,可以縮短管路,減少液壓閥的使用,避免過長管路帶來的消耗。同時因為與傳統制動結構相差不大,所以不需要重新進行系統設計,而且在緊急情況下可以直接向前輪施加制動壓力,不需要備用系統。

EMB相比傳統液壓制動,電信號響應速度快,制動性能得到優化,結構簡化,省去復雜液壓控制結構,所以維護成本低,此外,電動機驅動的方式便于增加電控功能,便于進行系統改進設計。更重要的是EHB由于技術復雜,所以基本上都是國際巨頭控制,所以新興市場EMB更有競爭優勢。

長遠來看,EHB是EMB的過渡階段。像bosch的iBooster,大陸的MK C1以及ZF的IBC都是EHB范疇。

當然EMB劣勢也非常明顯

(1)線控制動功率受限于電動機功率,很多車內空間有限,所以永磁電動機尺寸受限,因此功率也不高,導致制動力不足。

(2)制動片一直處于高溫的工作情況下,同樣因為空間問題,在電機選擇上必須使用永磁電動機,剎車時,長期高溫會導致永磁電動機消磁。

(3)EMB系統有半導體元件被安裝在制動片附件,高溫對半導體元件是一個非常大的考驗。

(4)需要獨立驅動電源,12V提供不了所需能量,一般24V或者48V。

(5)線控制動的可靠性還沒有得到完全的測試和驗證。

3,面對國外技術壁壘,國內怎么辦?

最近中美貿易,各種限制華為,?档鹊鹊男侣勵l出,很多人憂慮,要是也限制波及到汽車行業怎么辦?其實就是發展到現在,我們也是一直喊汽車大國,大國不是強國。或許有些悲觀,但是至少現階段汽車行業里的大多數技術,國外還是領先我們的,所以他們不會放棄中國市場。我真心希望我們在汽車行業里多多努力,說句不好聽的話,到時候他們限制我們的時候,我們很自豪的說,嘿,我們都有備胎。

但是現在還有點遙遠,我們一直在努力。

好了,這些話就不說了,不然又像上次被屏蔽。

回歸技術話題。

明明自動駕駛剛起步,為什么國內企業和國外企業在執行控制部分存在如此大的差距呢?

首先,自動駕駛是基于汽車行業發展而來的,國外供應商利用時間積累下的優勢。執行控制產品研發講究工程化,主要依靠數據積累,要經過不停的測試和模型優化。在技術研發層面,至少需要幾年時間對一線工程數據進行調試,采集,優化,標定,才能對底盤控制有個初步理解,國外供應商在此方面都有一大批至少擁有20年以上的一線經驗工程師,專職持續進行優化迭代。

相比而言,國內供應商相對技術底子薄,大多為生產型供應商。另外國內整體環境相對比較浮躁,技術員工流動性比較大,即使對公司來說,愿意在一個項目上穩定持續投入10年左右的,也非常少。這也是導致在上一代EPS,ABS等技術積累不足的情況下,要想在這一階段躍升到線控系統,比較困難。

此外,博世,大陸等供應商在感知決策部分也有自己的產品,掌握了攝像頭,毫米波雷達,激光雷達等傳感器部件和系統,并且不少已經成熟量產,符合車規級要求?慷嗄甑墓こ棠芰推嚱涷,在這次熱潮中,雖然2018年中國汽車銷量低迷,但是博世等也是收獲滿滿。

當然對國內供應商來說也是有優勢的地方。

自動駕駛在國內對應用環境的需求更高,國內比國外跑得快,車廠擺脫國外零部件供應商壟斷的意愿也十分強烈。自動駕駛不同部分的關聯也在提示著合作的重要性。目前國內也有一些企業在電控制動上進行布局,諸如萬向,亞太,萬安科技,拓普集團等,主要和國內品牌汽車制造商進行合作開發,在封閉的商用車領域,國內供應商將更有競爭優勢。

相信在2020s的上半段,國內很多企業將占有自動駕駛浪潮中的一席之地。

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

發表評論

0條評論,0人參與

請輸入評論內容...

請輸入評論/評論長度6~500個字

您提交的評論過于頻繁,請輸入驗證碼繼續

暫無評論

暫無評論

    文章糾錯
    x
    *文字標題:
    *糾錯內容:
    聯系郵箱:
    *驗 證 碼:

    粵公網安備 44030502002758號