小鹏P7、广汽Aion V和凯迪拉克Lyriq背后的智能化推手:硬核博世如何征服软件

陈念航 2020-10-27 11:37:07


从 2014 年开始,博世每两年就会举办一次汽车技术创新体验日,向媒体与合作伙伴展示自家的最新技术成果。
 
从 2018 年往后,这样的技术体验日变为每年一届。
 
2018 年是在博世牙克石冬季试车场,2019 年是在博世苏州总部,今年的体验日又来到博世位于江苏连云港的东海试车场。
 
在此次「创新日」活动上,中国电动汽车百人会把旗下的《焦点观察室》栏目搬到了现场,针对「汽车科技重塑城市出行」的话题进行了讨论。
 
特别是最近,中美两国的相关企业都在进行无人驾驶出租车的落地尝试,Waymo 和百度Apollo 两家企业隔着太平洋较起了劲。
 
 
作为 Tier 1 的代表,博世中国执行副总裁徐大全在谈及无人驾驶出租车发展时表示:
  
「自动驾驶需要法规的保障,还要有充分的技术储备和技术验证。法律法规目前仍不完善,自动驾驶车辆还不能在城市道路上、高速公路上进行测试。但法规的问题都是人为问题,是可以解决的。
 
而在技术角度上,通过传感器和算法的结合,也是可以做到的,现在的问题是技术的验证还没有足够充分,整个业界还在叠加各种冗余系统,帮助车辆解决更多 Corner Cases。
 
当下,一辆车要实现 L4 级自动驾驶,需要额外增加的成本大概在 40-50 万人民币,未来会不断下降。现在要做的就是把这些成本转移到场端、路端、云端,利用车路协同技术来减少车辆上传感器的搭载。
 
自动驾驶大规模落地的具体时间节点还说不清,但能够最早落地的就是各种限定区域的自动驾驶应用。博世的战略是先将低级别的自动驾驶做好,然后再往高级别自动驾驶进发,没办法一步到位。」
 
在随后的创新技术分享环节,博世的工程师们针对商用车驾驶辅助系统、座舱域控制器、第三代半导体碳化硅技术以及 CVT 无极变速器技术进行了讲解。

博世创新技术分享:商用车自动驾驶、座舱域控制器、碳化硅半导体
 
在商用车自动驾驶层面,博世的工程师透露了一个比较重要的信息:博世并不会自研应用于商用车的 L3 级自动驾驶系统。
 
目前,博世商用车自动驾驶有两条路线:
 
其一是针对 L1、L2 级驾驶员辅助系统,有助于提高驾驶安全性和商业出行效率,经过联调的传感器组会持续监控驾驶环境,并且驾驶员和车队日常工作提供创新功能。这条路线主要满足重型商用车市场需求。
 
其二是针对 L4 级自动驾驶解决方案,这部分博世开发了相关的传感器、组件和功能系统,博世这部分的应用场景将是仓到仓(Hub to Hub)。
 
博世商用车驾驶员辅助系统工程总监杨晨蕾解释了他们选择这两条路线的原因:
 
L1/L2 级自动驾驶功能能够提高行车安全,满足新近出台的商用车强制性法规;L4 级自动驾驶则可以很好地优化商用车的总拥有成本(TCO)。
 
至于为什么不做商用车 L3 级自动驾驶,主要是因为这一技术不但需要很高的技术投入,而且对商用车总拥有成本优化帮助不大。
 
不过,博世方面也明确表示,虽然自己不做商用车 L3 级自动驾驶,但如果客户有需要,他们也可为客户提供相应的零部件。
 
针对未来整车电子电气架构的变革,博世在 2016 年就提出了从分散式控制到跨域控制再到集成式中央计算机控制的发展计划。
 
围绕这一点,目前博世也在积极布局,最先应用的领域是在智能座舱

随着用户功能需求的提升,车载娱乐域使用的 ECU 越来越多,但是分散的 ECU 带来的问题也很多,包括 BOM 成本高、开发复杂、开发周期长等等,而且也给软件 OTA 带来麻烦。
 
为了解决这一问题,行业认为座舱域控制器将是下一代座舱信息娱乐系统的必然发展方向。
 
博世也推出了自己的座舱域控制器产品 Autosee 2.0。
 
这个域控制器采用了高通 8155 芯片作为计算核心,可以实现「一块芯片驱动多块屏幕实现多重功能」的设计构想,驱动的屏幕包括中控屏、仪表屏、副驾屏,实现的功能包括 DMS、AVM 等。


博世的这一座舱域控制器已经拿到了量产订单,首个客户是通用凯迪拉克纯电车型 Lyriq,预计在 2022 年量产。
 
除了是一家汽车零部件厂商,博世还是全球第二位的 MEMS 传感器生产商,主要供应惯性传感器、压力传感器以及汽车应用半导体。
 
2018 年的时候,博世还在德国德累斯顿启动建设 12 英寸晶圆厂。
 
最近一段时间,第三代半导体技术成为业内关注的焦点,中国更是将这一技术写入了十四五发展规划。而碳化硅技术(SiC)又是第三代半导体技术的重要组成部分。
 
与传统硅半导体相比,碳化硅半导体可提供更高的功率密度和效率,非常适合应用于电动和混合动力车辆中,所以碳化硅的发展进步,对于整个电动车行业的发展来说也很有益。
 
作为汽车半导体领域的关键角色,博世也在大力开发碳化硅技术,目前在德国的罗伊特林根拥有功率碳化硅半导体生产基地。
 
博世表示,他们将提供更多、更新的半导体技术产品以支持电动车在中国的迅速发展。

亲身体验博世创新技术:自动变道、自动泊车、线控转向、新能源车舒适套装
 
当然,在纯技术分享之外,此次体验日活动的关键词肯定是「体验」。那么,此次活动上,汽车之心都着重体验了哪些新技术和新功能?
 
1、高速公路辅助增强版(自动变道):长城魏 VV6 车型
 
 
我们率先体验了搭载在长城魏 VV6 测试车型上的自动变道功能
 
这一功能是专为高速公路驾驶场景设计的,开启时需要满足一定的速度条件。
 
在本次体验过程中,博世的工程师将这辆车上开启自动变道功能的限制条件都移除了,因而我们得以在连云港东海县的普通道路上体验这一功能。
 
这一功能实现起来需要依赖博世的第五代前雷达角雷达以及第三代多功能摄像头,以及博世自研的域控制器 1.0 版
 
在实际体验过程中,要开启自动变道功能,需要满足两个条件:
 
  • 一个是车辆开启 ACC 自适应巡航功能;

  • 另一个就是需要驾驶员拨动转向档杆。

 
这类变道功能,在业内有时也叫作交互式变道。
 
驾驶员拨动转向档杆后,车辆会先确认其周围是否有其他车辆靠近,一旦确认安全,车辆便会按照转向指示灯的方向进行变道。
 
博世的测试工程师还告诉了我们一些小细节:
 
  • 在一些实线不能变道的区域,自动变道功能即使开启车辆也不会进行变道;

  • 在经过一些弯道时,因为前方存在视野盲区,为了保证行驶安全,车辆也同样不会进行自动变道;

  • 每打一次转向灯,只能执行一次自动变道操作。

 
还有一些比较极端的场景是:
 
当正在进行自动变道的车辆的侧后方有车辆快速驶近,自车便会认为有发生事故的危险,所以会终止变道操作并回到原车道。

最后,自动变道功能可以随时进行人为干预,驾驶员对车辆有绝对的控制权。
 
为了实现这一自动变道功能,博世研发的第三代摄像头产品功不可没。
 
这款摄像头的水平视场角达 100 度,分辨率为 260 万像素,搭配有车辆、行人、骑自行车人、道路、对向车灯等目标的识别算法,还集成了博世自主开发的深度神经网络与深度信息还原等人工智能算法。
 
这款摄像头采用的计算平台是瑞萨的 R-Car V3H 芯片, 这款芯片针对立体前置环视应用做了优化,具有很强的视觉处理能力和 AI 处理能力。
 
 
据了解,小鹏汽车 P7 车型上搭载的就是博世这套前视摄像头方案:第三代摄像头+瑞萨 R-Car V3H 芯片。
 
2、遥控泊车辅助:广汽新能源 Aion V 车型
 
 
我们在一辆广汽新能源 Aion V 车型上体验了博世的融合遥控泊车解决方案。
 
这辆车车身搭载了 4 颗博世的第二代环视摄像头以及12 颗第六代超声波传感器,配合上博世的泊车 ECU,这辆车可以完成自动识别车位、自动泊入以及遥控泊出(手机 APP 或者车钥匙远程操控)等功能。
 
车辆在进入停车场之后,可以在中控屏上点击融合泊车的按钮,车辆向前行驶过程中,系统便会通过视觉系统识别两侧的停车位,识别到的车位会呈现在中控显示屏上。
 
如果有人站在了停车位上,系统会判断该车位目前是被占用的状态,不会识别。


驾驶员在选定停车位之后,车辆便会开启自动泊车。
 
为了挑战一下这套系统,我们特意选择了一个比较苛刻的停车位,该停车位左侧的一辆车并没有停在框线内,而是压线状态。
 
这就要求自动泊车系统也要进行相应的调整,选择一个合适的泊车路径泊入车位。
 
而在实际泊车过程中,这辆 Aion V 确实完美地泊入了左右两台车的正中位置,这主要得益于这辆车上搭载的视觉系统,这套系统能够识别左侧车辆的压线状态。

而且,这辆车不但可以自动泊入,还可以进行遥控泊出,只需要在手机 APP 或者车钥匙上进行操作,选择泊出方向,车辆便会自行泊出。
 
博世的工程师告诉我们,他们对车辆泊出后停放的位置也进行了严格的参数设定,确保其停在最合适的位置。
  
3、线控转向:奥迪 A3 样车
 
博世的线控转向系统(Steering By Wire)也是非常值得一试的黑科技。
 
这个系统取消了传统转向系统的中间轴连接,通过数字信号来执行转向指令的发送,通过对可识别的过度转向或者转向不足进行弥补,提升转向的安全性。
 
搭载了这个系统的车辆,可以用软件来定义线控,可以具备方向盘向左打,车辆向右转的奇妙能力。


我们都知道,很多车辆上都有不同的驾驶模式(比如运动模式、越野模式、舒适模式等),不同的模式会针对车辆方向盘的轻重进行调节。
 
比如在面对一些急转弯时,不同的模式下方向盘的转动角度也是不同的。
 
就拿 F1 赛车来举例子,这类赛车的方向盘只需要稍稍转动,车辆就会产生很大的转向角度,所以在转急弯的时候,赛车手便不需要猛打方向盘。
 
而博世的线控转向系统,便能通过软件来轻松调节方向盘的「轻重」程度,让驾驶员随时感受不同的驾驶模式。
 
我们在一辆改装的奥迪 A3 车型上体验了这一系统的神奇之处:
 
博世的测试员稍稍一打方向盘,这辆奥迪 A3 便轻松驶过一个接近 90 度的大弯。
 
 
线控转向技术的基础是电动转向系统(Electric Power Steering),而 ADAS 和自动驾驶中的许多功能都是通过电动转向系统来实现的——例如车道保持辅助、交通拥堵辅助、泊车辅助、车道偏离警告等。
 
线控转向技术是汽车产业迈向自动驾驶的基础。
 
据了解,博世的线控转向系统已经和一家日系车企以及一家德国车企展开合作研发,进行量产落地的尝试。
 
4、新能源车舒适性套件:基于坡道的跟停控制以及舒适起步
 
新能源车因为采用的是电机,所以动力响应要比油车更快,特别是电车的加速推背感会非常明显。这一特性也成为了很多驾驶爱好者青睐电车的重要原因。
 
但是,在城市驾驶工况下,不同驾乘人员的需求是不一样的,对于老人和小孩来说,电车的急加速性能就显得不合时宜了,有的时候还可能带来危险。
 
为了避免驾驶员在驾驶电车过程中因为踩电门幅度过大而造成加速冲击,同时实现更加舒适的车辆起步体验,博世特别推出了一套新能源车舒适套件。
 
这一套件并不需要增加额外的车辆硬件,只需通过软件来实现相应的功能,提升车辆的 NVH性能和驾乘舒适性。
 
在博世连云港东海试车场,我们在一辆比亚迪唐上体验了博世的新能源车舒适套件中的两重要功能:
 
其一是舒适起步。
 
这一功能可以防止车辆起步时的急加速所带来的不舒适甚至是危险。
 
因为博世通过软件对车辆的动力控制系统进行一定的限制,驾驶员即使一脚电门踩到底,车辆也不会一下就冲出去,而是采取更为稳妥的起步策略,不会有非常强烈的推背感和冲击力。
 
其二是基于坡道的跟停控制。
 
这一功能主要是针对新能源车在坡道上进行刹停时产生的溜车情况以及后续所产生的制动噪音等问题。
 
因为新能源车在坡道制动时,都会有溜车情况,车辆要完全停稳,还会产生很大的制动噪音。
 
为了改善这一情况,博世通过软件算法来控制车辆的制动策略,在车辆刹车的同时,也会轻踩电门,这样让车辆不会产生溜车,制动噪音也不会那么明显。
 
当然,在这个场景中,驾驶员不需要控制车辆的电门和制动踏板,因为车辆的 ACC 功能是开启的,所以这些操作都是系统本身来执行的。
 
实际上,博世推出的这套针对新能源车的舒适套件,对于自动驾驶车辆的操控来说,也是非常有效的。
 
大家都知道,自动驾驶车辆是由系统控制的,很多时候在控制策略上做得不好,很容易出现急刹急停、转向也不够平顺。
 
有了这样的功能,对于自动驾驶车辆的舒适性提升会有很大裨益。
 
「硬核」博世全力拥抱软件
 
其实,从博世所有展示的创新技术来看,有一个明显的趋势就是,博世在保证硬件层面的技术优势的同时,加了在软件系统层面的投入。
 
无论是自动驾驶、自动泊车算法,还是在车辆控制层面的算法系统,都是博世在软件层面的技术积累。
 
软件定义汽车已经是大势所趋,作为全球最大的汽车零部件供应商之一,博世也必须顺势而为。
 
为了加大在软件系统层面的研发力度,博世在今年 7 月正式官宣筹建全新的智能驾驶与控制事业部
 
根据规划,智能驾驶与控制事业部是一个全球部门。
 
这个部门将从 2021 年起,集结 17000 人的工程师团队为客户提供电子系统以及必备软件。
 
这 17000 人先期将从博世的驾驶辅助、自动驾驶、汽车多媒体、动力总成和车身电子系统等事业部抽调,所需要的工程师主要包括软件、电子电气等方向,同时还会不断从外部招聘人才。
 
不仅是全球,去年底博世还在无锡成立了创新与软件开发中心,经过半年多的发展,该中心已经集结了 300 多名软件人员。
 
在硬件层面已经够「硬」的博世,正在寻求向更「软」的方向突破。
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标签:博世东海试车场自动驾驶自动泊车自动变道电动汽车

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