整車域控制器
關(guān)注創(chuàng)建者：駕駛哥 創(chuàng)建時間：2022-10-26
整車域控制器的實例教程
隨著智能駕駛技術(shù)對于整車智能化程度要求的不斷提升，對其整車的控制能力要求也大幅提升，這一過程推動整車電子電器架構(gòu)逐漸從分布式架構(gòu)向集中式專用域控制器架構(gòu)進行不斷演進和發(fā)展，以便提供更加高速、安全、可靠的電子架構(gòu)。這一過程中，不僅要求智能駕駛功能能夠運行在具有高性能軟件到硬件集成的專用中央域控制器上，同時也要求整車控制這塊也需要運行于穩(wěn)定性、可靠性極高的中央與控制器上，這樣的中央域控制器不僅需要充當對于整個車身控制的終端，也需要執(zhí)行包含中央網(wǎng)關(guān)、動力、底盤等各域的綜合控制系統(tǒng)端。這也是實現(xiàn)后續(xù)作為面向服務(wù)開發(fā)的前置條件。
本文將針對整車中央域控單元VDC從硬件、軟件設(shè)計兩個方面進行詳細的方案設(shè)計介紹，以方便對整體控制能力進行詳述。
1.整車域控硬件設(shè)計方案介紹
整車域控VDC的設(shè)計包含整機設(shè)計，具體硬件方案，視頻輸入/輸出，通信鏈路、供電終端、存儲終端。
1、硬件總體設(shè)計
從整個整車域控設(shè)計思路上講，需要考慮MCU和MPU在整車域控中需要達到一定的功能安全等級前提下，滿足對整車域控的控制能力輸出。此外，設(shè)置通用接口GPIO用于對整車其他域控的輸出指令控制（如油門開度、制動開關(guān)、輸入喚醒、輸出喚醒等）。設(shè)置CAN、ETH、LIN接口用于通信連接分別傳輸不同的數(shù)據(jù)類型；設(shè)置基礎(chǔ)時鐘晶振用于上下電時鐘同步；設(shè)置雙路供電電源用于考慮整車域控整體不會因為供電故障導(dǎo)致的失效。
從上圖可以看出，整車域控從功能角度上講就是一個多維度的準集中式中央處理單元，不僅需要執(zhí)行包含低階行泊車控制功能，還需要執(zhí)行對整個底盤系統(tǒng)的整體控制，同時也需要承擔中央網(wǎng)關(guān)的通信路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能。
展開 來源：智駕最前沿
講到這個問題先講講，什么是域控制器。域控制器的概念是伴隨著整車電子電器架構(gòu)的發(fā)展演變而來的。由于整車電子電器的日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)已經(jīng)無法滿足日益增長的計算需求，也導(dǎo)致冗長的線束。
根據(jù) 2017年德國博世公布其在整車電子電氣架構(gòu)方面的戰(zhàn)略圖，博世將整車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展分為三大類，分別是模塊化和集成化架構(gòu)方案（分布式）、集中式域融合架構(gòu)方案和車載電腦云計算架構(gòu)方案。
目前市面上大多數(shù)車型的架構(gòu)方案都位于模塊化和集成化架構(gòu)方案，而特斯拉重新劃分了“域”的概念，打破了功能與功能之間的壁壘劃分和傳統(tǒng)整車架構(gòu)設(shè)計的思維，搭載車載電腦，直接跨入車載電腦和區(qū)域?qū)蚣軜?gòu)。
電子電氣(EEA)架構(gòu)技術(shù)戰(zhàn)略圖
核心：以博世經(jīng)典的五域分類拆分整車為動力域（安全）、底盤域（車輛運動）、座艙域/智能信息域（娛樂信息）、自動駕駛域（輔助駕駛）和車身域（車身電子），這五大域控制模塊較為完備的集成了L3及以上級別自動駕駛車輛的所有控制功能。
1.動力域（安全）
動力域控制器是一種智能化的動力總成管理單元，借助 CAN/FLEXRAY 實現(xiàn)變速器管理、引擎管理、電池監(jiān)控、交流發(fā)電機調(diào)節(jié)。其優(yōu)勢在于為多種動力系統(tǒng)單元（內(nèi)燃機、電動機\發(fā)電機、電池、變速箱）計算和分配扭矩、通過預(yù)判駕駛策略實現(xiàn) CO2 減排、通信網(wǎng)關(guān)等，主要用于動力總成的優(yōu)化與控制，同時兼具電氣智能故障診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。
展開 隨著整車發(fā)展，電氣架構(gòu)越來越復(fù)雜，為了降低整車成本，減少整車線束復(fù)雜度，支持面向客戶的整車功能，車身域控制器擴展算力，能夠兼容傳統(tǒng)BCM功能，同時集成空調(diào)算法、門控邏輯、胎壓監(jiān)控等整車控制策略。
經(jīng)緯恒潤在車身控制方面有著多年的經(jīng)驗，多個控制器如BCM、DCM、空調(diào)控制器、PEPS、天窗防夾控制器等產(chǎn)品均有豐富的研發(fā)、量產(chǎn)經(jīng)驗。
主要功能
? 外部燈光：遠光燈、近光燈、小燈、轉(zhuǎn)向燈、前后霧燈、晝行燈、倒車燈、制動燈等
? 內(nèi)部燈光：室內(nèi)燈、背光燈、門燈等
? 雨刮洗滌系統(tǒng)、喇叭控制等
? 自動空調(diào)控制、門控邏輯、胎壓監(jiān)控等整車控制策略
? CAN和LIN通訊
? ISO15765診斷
? J1939_DM1診斷
? OSEK/AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理
? BootLoader程序更新功能
? Limphome工作模式
特點及優(yōu)勢
? 集成私有CAN/LIN網(wǎng)關(guān)功能：可擴展總線智能開關(guān)和智能執(zhí)行控制器，降低整車成本，增加整車可擴展的靈活性
? 具有Limphome功能：在MCU失效后，近光燈、位置燈、左右轉(zhuǎn)向燈、雨刮低速和制動燈仍可依靠開關(guān)正常工作，有利于安全行駛
? 可擴展CANFD，提高總線速率，支持OTA下載
? 支持快速原型開發(fā)，整車廠可以自定義整車舒適域控制邏輯
經(jīng)緯恒潤
北京市海淀區(qū)知春路7號致真大廈D座6層
郵箱：market_dept@hirain.com
網(wǎng)址：www.hirain.com
展開 AEC-Q100 Grade 1：-40 °C 到 +150 °C溫度范圍
基于NXP S32S系列安全微處理器，用戶可以開發(fā)出集成度更高、更加智能的汽車動力域控制器產(chǎn)品。
3 整車控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
當前汽車EE架構(gòu)的發(fā)展趨勢是從分布式ECU架構(gòu)演進到域集中式架構(gòu)。目前正在量產(chǎn)或即將量產(chǎn)的車型大部分都是基于域集中式EEA。特斯拉已經(jīng)率先發(fā)展到“中央計算+區(qū)域”的EE架構(gòu)，根據(jù)預(yù)測2025年后，國內(nèi)大部分主機廠也將開始演進到中央計算+區(qū)域EE架構(gòu)。部分領(lǐng)先的廠商明后年就會有基于“中央計算+區(qū)域”EE架構(gòu)的車型量產(chǎn)落地。
正如圖4-1所顯示，經(jīng)典的動力總成系統(tǒng)通常包含了“驅(qū)動電機”、“電機控制器”、“減速器”、“車載充電器”、“直流變換器”、“配電箱”、“整車控制器VCU”和“電池管理器”等八大部件。顯然，相較于座艙域和自動駕駛域，整車控制域顯得更為分散、集成度更低。在當前汽車域集中式EE架構(gòu)的發(fā)展趨勢下，整車控制系統(tǒng)朝著“集成化”和“域控化”演進是兩大主流發(fā)展趨勢。
（一）集成化
從最早的驅(qū)動電機、變速器和電機控制器“三合一”開始，這兩年國內(nèi)主機廠和動力總成Tier 1供應(yīng)商陸續(xù)推出了集成化程度更高的“多合一”動力總成系統(tǒng)。集成化程度更高的好處是顯而易見的，比如：可以大大減小電驅(qū)動系統(tǒng)的體積，降低系統(tǒng)的總重量；集成度更高也意味著降低生產(chǎn)成本；此外減重也可以反過來增加xEV的續(xù)航里程。
2021年9月在比亞迪最新發(fā)布的E平臺3.0中，很重要的一個亮點就是動力總成部件的“八合一”集成化，將傳統(tǒng)的八大部件深度融合集成到了一起。如下圖4-10。高度集成化使得整體體積可以降低20%，重量減輕15%左右。
展開 概述
隨著整車發(fā)展，電氣架構(gòu)越來越復(fù)雜，為了降低整車成本，減少整車線束復(fù)雜度，支持面向客戶的整車功能，車身域控制器擴展算力，能夠兼容傳統(tǒng)BCM 功能，同時集成空調(diào)算法、門控邏輯、胎壓監(jiān)控等整車控制策略。
經(jīng)緯恒潤在車身控制方面有著多年的經(jīng)驗，多個控制器如BCM、DCM、空調(diào)控制器、PEPS、天窗防夾控制器等產(chǎn)品均有豐富的研發(fā)、量產(chǎn)經(jīng)驗。
主要功能
?外部燈光：遠光燈、近光燈、小燈、轉(zhuǎn)向燈、前后霧燈、晝行燈、倒車燈、制動燈等
?內(nèi)部燈光：室內(nèi)燈、背光燈、門燈等
?雨刮洗滌系統(tǒng)、喇叭控制等
?自動空調(diào)控制、門控邏輯、胎壓監(jiān)控等整車控制策略
?CAN 和 LIN 通訊
?ISO15765 診斷
?J1939_DM1 診斷
?OSEK/AUTOSAR 網(wǎng)絡(luò)管理
?BootLoader 程序更新功能
?Limphome 工作模式
特點及優(yōu)勢
?集成私有 CAN/LIN 網(wǎng)關(guān)功能：可擴展總線智能開關(guān)和智能執(zhí)行控制器，降低整車成本，增加整車可擴展的靈活性
?具有 Limphome 功能：在 MCU 失效后，近光燈、位置燈、左右轉(zhuǎn)向燈、雨刮低速和制動燈仍可依靠開關(guān)正常工作，有利于安全行駛
?可擴展 CANFD，提高總線速率，支持 OTA 下載
?支持快速原型開發(fā)，整車廠可以自定義整車舒適域控制邏輯
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整車域控制器的相關(guān)專題、標簽、搜索
整車域控制器的最新內(nèi)容
整車ECU數(shù)量驟減，線束布置不斷優(yōu)化，控制功能不斷集中，域控制器作為整車EE架構(gòu)中的核心控制單元，具有舉足輕重的作用。
汽車智能底盤是影響車輛運行過程中安全性、舒適性與穩(wěn)定性的重要因素，智能底盤的發(fā)展對自動駕駛量產(chǎn)落地有著極其重要的意義。因此，底盤域控制器的解決方案也受到越來越多OEM 的重視。通過引入底盤域控制器，整車廠可以逐步實現(xiàn)“軟件定義底盤”的未來。
來源 | 汽車ECU開發(fā)
車身控制器，車身一個名氣不咋大，但管理的功能卻遍布全車，主要是用于增強汽車的安全、舒適和便利性，以及與車外連接。
車身控制器的功能主要包括燈光控制、雨刮控制、門窗控制、后視鏡控制、PEPS、座椅控制等等，下圖是某主機廠車身控制器的拓撲圖，更直接的可以看出車身控制器功能的多樣性。
車身控制器的功能拓撲圖
隨著整車發(fā)展，車身域控制器也越來越多，為了降低控制器成本，降低整車重量，集成化需要把所有的功能器件，從車頭的部分、車中間的部分和車尾部的部分如后剎車燈、后位置燈、尾門鎖、甚至雙撐桿統(tǒng)一集成到一個總的控制器里面。
車身域控制器一般集成BCM、PEPS、TPMS、Gateway等功能，也可拓展增加座椅調(diào)節(jié)、后視鏡控制、空調(diào)控制等功能，綜合統(tǒng)一管理各執(zhí)行器，合理有效地分配系統(tǒng)資源。
本文來源：智車科技
整車廠在選擇域控制器供應(yīng)商的時候，其合作伙伴芯片廠商的供貨能力也是重要的考量指標。
總結(jié)：工作需要，梳理了自動駕駛域控制器的發(fā)展歷程、行業(yè)分類、量產(chǎn)落地挑戰(zhàn)等信息。梳理完，思路清晰多了。真的是站在前輩的肩膀上，才能看得更遠！
- End -
本文來源：無人駕駛俱樂部
整車控制器是電動汽車正常行駛的控制中樞，是整車控制系統(tǒng)的核心部件，是純電動汽車的正常行駛、再生制動能量回收、故障診斷處理和車輛狀態(tài)監(jiān)視等功能的主要控制部件。
整車控制器包括硬件和軟件兩大組成部分，它的核心軟件和程序一般由生產(chǎn)廠商研發(fā)，而汽車零部件供應(yīng)商能夠提供整車控制器硬件和底層驅(qū)動程序。現(xiàn)階段國外對純電動汽車整車控制器的研究主要集中在以輪轂電機驅(qū)動的純電動汽車。對于只有一個電機的純電動汽車通常不配備整車控制器
對于整車域控制器而言，由于其承載的相關(guān)聯(lián)ECU終端是比較多的，就有可能造成計算過程中較大的熱能，在做硬件設(shè)計中，其熱設(shè)計過程將顯得尤為重要。可以將整車域控制器布置在通風且空氣對流較好的環(huán)境中，這里需要充分考慮其風道設(shè)計出口是否存在熱風回灌的現(xiàn)象。
舉個之前研發(fā)設(shè)計較為失敗的粒子說明如何對散熱設(shè)計才能取得較好的散熱效果。
來源：智駕最前沿
講到這個問題先講講，什么是域控制器。域控制器的概念是伴隨著整車電子電器架構(gòu)的發(fā)展演變而來的。由于整車電子電器的日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)已經(jīng)無法滿足日益增長的計算需求，也導(dǎo)致冗長的線束。
根據(jù) 2017年德國博世公布其在整車電子電氣架構(gòu)方面的戰(zhàn)略圖，博世將整車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展分為三大類
用于整車控制器與其他域控制器的通信，如圖3。而對于域內(nèi)的智能執(zhí)行器和傳感器，使用其他低成本解決方案，如CANFD、CAN、LIN。
圖3 整車控制器使用以太網(wǎng)與其他域控制器通信
當然，在整車控制器上增加車載以太網(wǎng)面臨著巨大的改變：相對于CAN通信更龐大的軟件協(xié)議棧；更大的控制器功耗；更大的靜態(tài)電流，這些都需要在系統(tǒng)設(shè)計時被考慮。
出品 | 大疆車載
隨著智能駕駛行業(yè)的發(fā)展，智能駕駛功能日益復(fù)雜，領(lǐng)航高速輔助、領(lǐng)航城區(qū)輔助、跨層記憶泊車等功能逐漸落地。智能駕駛系統(tǒng)對傳感器、算力需求日益旺盛。
智能駕駛系統(tǒng)既需要大量的算力，也需要多種類型的計算資源，典型的智能駕駛系統(tǒng)處理流程如下。
它接收并處理原始傳感器信號，對車周環(huán)境進行實時的在線感知，其中包括對道路結(jié)構(gòu)、車道線等靜態(tài)元素，以及車輛
