环球热点评！聊聊被智能驾驶影响的那些汽车基础功能如何实现(二)：长续航模式、主动悬架模式

作者 | Jessie

出品 | 焉知

(资料图)

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接着 前文聊 ，车辆的整个控制过程在智能化的迭代中逐渐趋于复杂化，相互之间影响也是不可避免了。特别是针对那些与我们车辆强相关的基础功能更是需要好好研究，才能保证在迭代更新智能驾驶功能的同时不会降低传统车辆的整个功能运行性能。 前序我们讲解了一些与智能座舱强相关的影像显示功能对智能驾驶的影响 。本文将继续讲解汽车基础控制功能（主动悬架和长巡航模式）对智能驾驶如何相互影响，以及提出相应的优化策略方案。

智驾系统中的长续航模式

新能源汽车的“长续航功能”是在 ECO 模式的基础上深度优化整车的附件功耗，从而大幅度降低整车的能耗，在保证车辆最基本的行驶和安全功能的前提下，进一步提升车辆续航里程，保证用户对紧急特殊工况下增加续航的需求。

对于新能源车来说，续航焦虑一直都是我们用户当前比较关心的一个问题。通常情况下，车辆实际续航里程相比账面数据大幅"缩水"的现象。目前衡量电动汽车的续航能力，主要是依据国标NEDC（New European Driving Cycle）工况测试而来的续航里程。 对于NEDC的测试标准在面向更高级自动驾驶系统、智能网联等相关的应用情况下并不能完全真实反应其新能源车的实际使用场景和真实地体现相应的续航状况。因此，在结合自动驾驶、智能网联这一系列新兴汽车产业情况下开发续航性能时，就更需要从用户真实使用场景出发，通过一系列举措为智能汽车打造更用心更持久的"长续航功能"。

这里我们需要从智能驾驶和智能座舱两个维度对长续航功能进行说明。

随着高阶智能驾驶域控制器在使用中其运算能力的逐渐提升，很多情况下都需要考虑其对整体功耗的影响程度。这里我们可区分两点来说明：

其一，是其本身的计算及运行功耗。即对于从硬件驱动、操作系统、底层软件、中间件、网络管理、诊断、电源管理、顶层应用软件等这许多层次的软硬件控制都需要考虑在其真实地运行过程中。并且，对于其顶层应用软件而言，其在包含感知融合、规划控制、执行等几个层面中，会不同程度的消耗其运行电量。

比如像视觉感知中需要使用MMA加速器或DSA这一类AI计算资源进行深度学习、神经网络这一类算法，就本身是耗电大户。另外，考虑融合数据源的多样性，在整个浮点运算和逻辑运算过程中也会充分调度整个CPU资源进行运算这又是一类耗电源头。

此外，考虑智能网联汽车可能对无线联网有一定要求，这就导致整个行驶过程中会调度其定位模块、导航地图、V2x等这类需要用到无线信号收发的模块需要进行全局范围内的位置搜索及周边环境辅助探测。如果是行驶过程并未处于强信号区（如山谷、城市森林等），整个网联定位模块就会不断地启动信号搜寻单元进行数据收集，这个过程类似我们使用手机在信号不好的地方一样电量消耗将会快很多。

这类功耗将如何降低呢？对于前者而言可以是分时调用整个域控的计算控制单元，比如大部分时间如果只是整车网络唤醒导致整个域控中的所有模块被启动，是否可以考虑在驾驶员不使用时适时的关闭某些子模块，仅维持最低功耗运行状态。当然如果是部分功能如AEB需要全时段启动并检测，那还是需要单独全城启动整个域控功能运算。

此外，针对如果想利用5G无线信号这类应用的场景则可以完全做一个自适应的功能切换和权重调整。比如检测到一定行驶范围内其信号一直会处于弱检测状态（或许是没有基站的信号增强、或许是没有中继的信号转发），则可以考虑关闭部分来自于无线信号的定位对智能驾驶的输入影响，将更多的权重放置于本地传感器单元。如果确定部分功能需要依赖类似无线信号传输数据，则可以考虑对该功能进行适当的降级处理。比如通过红绿灯、十字路口可提前报警接管。因为从用户的角度上讲，相对于车子能不能开，其他功能显得就不那么重要了。

其二，是智驾系统执行过程中是否可以运用一些手段减少对电量的消耗。比如在使用类似跟车巡航行驶这类功能，在正常情况下（不考虑电量消耗的影响），通常会将跟车行驶过程标定的激进些，跟车距离也会调整的比较近，这样可以防止被加塞。但是这种调整的另一个不利影响就是可能造成车辆连续起步加速和制动系统频繁介入。很明显，这种行驶过程肯定会对车辆产生极大的电量消耗。如果这个过程发生在期望能够提升续航能力电车行驶过程中，肯定是不被用户接受的。那么这时就会产生两种不同的结果：要么用户弃用ADAS功能，要么尽最大努力减少ADAS功能中的那些“耗电大户”。很显然这些都是我们不希望看到的。

如何做才能提升我们ADAS功能的行驶效率，降低用电功率呢？很显然首先还是需要以人为本，充分尊重用户的选择，在行驶激活之处可以推荐一些电量消耗不大的功能。另外，从降低功耗的角度，当然也需要尽量减少我们整个系统架构的电量消耗。比如可以让ADAS功能的运算单元实时监测电量余量和整个车辆是否进入长巡航状态，分别标定两套行驶参数。

- 当电量充足时，可以调用标定的跟随行驶参数中的“近距离跟车制动”参数变量进行控制，提升驾驶体验感减少加塞和近距离切入可能带来的碰撞风险。

- 当电量低于某一个数值时，可以调用标定的跟随行驶参数中的“远距离跟车制动”参数变量进行控制，提升驾驶体验感减少强力制动和重起步加速。此外，考虑制动过程中可以先以VCU降扭进行反拖过程，利用整个制动系统IPB进行能量回收，这样可以很好的实现过程减速电量再生，对于提升整个续航能力也是非常必要的。

- 当电量持续走低，整车开启长续航模式工作时，可以关闭整体电量较高的耗电大户（如整车智驾域控和座舱域控）或让其处于最低功耗运行。有些功能子项也可以放置于子模块进行单独的控制（如将能够从域控中移植出来的小功能LCDA并线辅助等放到子ECU角雷达）中。这样也可以大大降低整体功能功耗。

智驾系统中的主动悬架模式

对于越来越智能的传统汽车而言，配置主动悬架已经是一个显得不那么智能和意外的新颖功能了。主动悬架主要是兼顾汽车的平顺性与操纵稳定性，充分考虑悬架系统的刚度和阻尼特性能，并根据汽车的行驶条件进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于极佳的减震状态。具体做法是，当车身传感器承载质量发生变化或道路条件发生变化时，主动悬架可以调整自身参数，使车身的离地高度保持在合理的数值上。

这里需要说明的是承载质量的变化很容易检测和理解，但是行驶道路情况的检测却显得没那么容易。这其中就包含是否能够提前预测提前规划行驶状态（这里我们可以称之为“前馈控制”），还是通过车身实际行驶姿态后知后觉的反馈调节减小后续行驶的不舒适性（这里我们也称之为“反馈控制”）。当然对于4D毫米波雷达而言也是可以很好的实现这类探测功能的，只是效果略差一些。

很明显，对于“前馈控制”在传统车型上几乎是做不到的，但是对于智能汽车而言，则可以通过自身搭载的各类传感器来实现。比如通过双目摄像头或激光雷达就可以完美的探测前方的凸起和凹陷距离本车的距离和方位。同时当距离逐渐拉近，该类传感器还可以很精准的探测到其坑洼或凸起的具体深度和高度。

显然，前馈控制可以看成辅助主动悬架提升亮点的可观助力。而相对于前馈控制而言，反馈控制调节则是利用一些常用的算法进行举升调节分析，采用合适的悬架举升值进行车辆控制。车身姿态检测一般可通过检测减震强度η、横摆率yawrate、转向速率∇SteeringAngle、减速速率变化率∇VehicleSpeed。如上，很明显通过采用智能驾驶传感器提前预探测的功能可以辅助车辆在主动悬架这一功能上实现恰当的车身调节。

那么对于智能驾驶汽车而言将如何借助这类预探测能力进行主动悬架控制呢？如下图所示，表示了一种主动悬架的调节过程示意图。

主动悬架一般共有三个档位低 Low、正常 N、高 HI（当然也有一些厂家可能采用五档模式进行开发，会适时的加入朝低ExLow、超高ExHigh）。并且对于不同车型其悬架高度的调节值不同，如下列举一种悬架调节行程如下：

对于主动悬架的具体调节过程而言，需要重点考虑调节是从哪种模式向另一种模式切换。同时，前悬架和后悬架需要切换的时间，是否前悬和后悬同时调节（此条件仅适用于对调节过程中要求必须平行于地面的调节过程和方式。另外，如果需要单独控制每个车轮进行调节，那么还需要在开发过程中重点考虑对车轮举升的姿态标定）。如果设置为先前悬调节再后悬调节，那么就需要根据高度传感器实时反馈的调节高度进行整体闭环控制，当车辆悬架高度调节到位后立即关闭电磁阀。

调节过程中由于传感器的位置在持续变化中，感知性能波动。同时，车身姿态及刚度可能产生的变化将影响整个车身控制效果。

高度调节后，新高度的影响，感知系统也可能需要根据新的车身姿态匹配新的内外标定参数，从而保证探测性能。而车身重心的变化也可能导致控制性能做出适当的调整，这需要实际标定匹配。

那么如何在确保主动悬架基础功能的前提下不会对智驾系统产生不利影响呢？这里可以有几点建议可以参考。

首先，选定安装位置时，尽量选择传感器探测反馈广的安装位置。不做临界布置，确保其适当的车身姿态调整能够保证传感器探测性能不受限。当然，有一些车型由于其自身造型的限制可能并不能提供这类布置兼容扩展。那么，这时就需要工程师从实际角度出发针对主动悬架可能的调节反馈标定几套参数来适配整个探测能力的兼容扩展。一般可针对其ExLow、Normal、ExHigh三种状态标定参数即可全范围覆盖。

此外，根据实际情况在功能定义时做功能互斥设计。比如行车主动安全功能AEB/ELKA激活时，可以抑制该主动悬架功能的调节激活。主动悬架的调节，会引起车身高度的不同，进而导致传感器高度、角度的不同。对这些安全性功能都会产生较为明显的影响。如果是行车智能驾驶主动安全功能控制车辆时，用户强行通过手动调节主动悬架时，系统判断可能对系统的控制产生影响，系统可以通过HMI报警行车功能受限甚至退出，提醒驾驶员注意环境随时接管车辆。

总结

除开以上两各比较典型的功能外，对于智驾系统工作而言，还有可能与制动系统中的很多基础功能重叠。比如制动安全相关模式（HDC、HHC、ESP、ABS），又如动力系统相关模式（TCS、雪地模式、运动模式、散热模式）等。当前对燃油车和新能源车在这些细分领域已经呈现出不同的需求。对于设计工程师而言，就是需要更多的关注智驾系统功能和性能的同时，更要从驾驶员角度出发确保汽车基础功能的工作效能。

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