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路虎衛士E/E架構分析

佐思汽車研究 ? 來源:佐思汽車研究 ? 作者:佐思汽車研究 ? 2022-05-10 11:44 ? 次閱讀

2020年路虎衛士正式上市,這是全球第一個域控制器架構量產車,奔馳的STAR3架構也是域控制器架構,量產時間略晚于路虎。這也是當時E/E架構最先進的量產車。

什么是域控制器架構,沒有統一的標準。

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圖片來源:互聯網

上圖是博世認為的車載電子架構路線圖,目前大部分車輛都處于最下層的功能集成階段,包括特斯拉的Model 3。路虎衛士處于中央化域控制器階段,下一階段是交叉域控制階段,離中央計算服務器時代或者說軟件定義時代和SOA時代還有很長的路要走。

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圖片來源:互聯網

博世認為特斯拉的Model 3還處于初級階段。

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圖片來源:互聯網

博世設想的汽車E/E終極架構,VC就是車輛中央服務器,車輛就是標準化的電腦,所有應用和功能都通過中央CPU實現,類似于網絡服務器。

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圖片來源:互聯網

路虎衛士代號L663,架構為EVA 2.0架構,有點像上圖,特別強調中央網關的作用。

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圖片來源:互聯網

EVA 2.0架構由博世與路虎聯合研發,擁有一個超級計算芯片,85個ECU,16個域。

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圖片來源:互聯網

路虎衛士的核心架構,GWM是中央網關,擁有6路以太網連接,m為主節點,s為從節點,ADC音頻域控制,FICM是座艙域控制器,DADCADAS,IPMA是立體雙目圖像傳感器模塊,NSFM是近場感知模塊,TCU和OBD想必大家都知道。

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圖片來源:互聯網

首先骨干網是車載以太網,EVA2.0架構于2019年初研發,當時還未量產車載以太網物理層芯片,因此以BroadR-Reach代替,實際兩者是一回事,車載以太網就是IEEE借OPEN聯盟的標準推廣而成。BCM-GWM就是車載以太網骨干網。 A為車身域,包括DDM駕駛員車門模塊、DSM駕駛員座椅模塊、PSM乘客座椅模塊、PDM乘客側車門模塊、DDRM駕駛員后車門模塊、PDRM乘客后車門模塊、WDCM無線充電模塊、TBM牽引桿、RFA遙控執行、VIM車輛鎖止。HS-CAN網連接。B為以太網連接,C為TCU到車身網關的獨立私有CAN網絡。 TCU在EVA 2.0中又叫VDC,車輛域控制器,由LG電子設計,LG電子越南制造。

VDC內部圖

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圖片來源:互聯網

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圖片來源:互聯網

VDC提供以上服務。 2為底盤域,主要由FlexRay總線(即E)和CAN總線(F)連接,包括ABS(主動制動)、TPM胎壓監測、TCCM分動箱控制、CHCM底盤控制、PSCM即電動助力轉向系統、SASM轉向角傳感器、TCM變速箱控制、PCM動力控制。

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圖片來源:互聯網

上圖是底盤域的FlexRay總線圖,紅綠交叉線表示FlexRay具備自動備份功能,任何時候都留一半的帶寬給備份通道,確保萬無一失,目前只有德系廠家采用,缺點是物理層被NXP壟斷,獨家供應,價格昂貴,且帶寬只有20Mbps。 3為ADAS域,DADC即ADAS控制器,也就是博世的DASy 增強版1.0,可能是瑞薩的R-CAR H3和賽靈思FPGA做主要芯片。NFSM近場感知模塊,也就是360環視加12個超聲波雷達,路虎還增加了兩個涉水傳感器。SODL/SODR左右面障礙物檢測。IMPA是攝像頭模塊,就是博世的立體雙目攝像頭,路虎捷豹全系列標配博世立體雙目攝像頭。CCM是儀表顯示。 4為座艙域,包括ICCM即儀表、FICM即Infotainment、IDMA即中控顯示屏。H為OBD診斷連接,I則僅限J20-P6發動機,J則僅限48伏特混合動力車型。

路虎的LIN網絡

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圖片來源:互聯網

上圖路虎的LIN網絡中,BCM為車身控制,IAU防盜系統天線,IMS內部運動傳感器,HCMA/HCMB左右前照燈,SWM方向盤模塊,WIPER雨刷,RASM雨量與光線傳感器模塊,IAL氛圍燈,RVMM后視鏡,BBS主動降噪發聲器,SBM天窗百葉窗,SCM天窗控制。BMS蓄電池監測,PSDB配電盒,ALCM交流發電機

MHEV系統架構圖

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圖片來源:互聯網

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圖片來源:互聯網

48V輕混系統的最大好處,就在于對發動機啟停、起步、剎車等工況下的優化,能直接省下不少油。首先,更高電壓下驅動的更大功率的啟停電機,能夠更輕松地帶動發動機曲軸,使得系統工作的延時更短、頓挫感更小,而且,48V系統有了更大容量的蓄電池、更大功率的電機,所以比起一般的啟停系統能夠實現更多功能。譬如車輛起步、短暫停車的時候,帶48V系統的動力總成可以采用純電驅動,從而避開燃油車起步時最耗油的怠速階段;在剎車、滑行的時候,還可以通過發動機制動回收一部分動能,減少過程中的能量耗散。有一些48V系統,甚至可以在發動機停機的狀態下短暫接管空調,給空調壓縮機供能,避免空調一并停機。 路虎的MHEV還有就是機械增壓,利用低壓系統(48V)在消耗很少電能的前提下為發動機提供更多進氣量。而發動機可以用多噴油的方式,在總輸出功率上產生一個放大比例。電增壓消耗3-5千瓦能量的同時,發動機可以多輸出15千瓦甚至更多。其實發動機將額外的油氣轉化成能量的過程本身并沒有太多的效率改善。而且,現在的電增壓基本都是瞬態工作,一般用于柴油機車輛。因為隨著排放標準的升級,多級增壓系統的熱慣性特點導致的冷啟動排放問題,使得滿足歐洲RDE和美國SULEV成了難題。用電增壓替代二級增壓里的高壓級,或者對已有增壓系統進行補充,可以使得柴油機冷啟動排放問題大大緩解。同時還可以提供加速瞬間的EGR(廢氣再循環)降低氮氧化物NOx的瞬間排放。

審核編輯 :李倩

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原文標題:全球第一個域控制器架構量產車——路虎衛士E/E架構分析

文章出處:【微信號:zuosiqiche,微信公眾號:佐思汽車研究】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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