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Audi A8的ADAS系统分解

2020/07/20
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今天周末,准备围绕 Audi A8 的 EE 架构、ADAS 的系统分解和 ZFAS 的控制器的进一步拆解来完成这个周末的任务,当然奥迪 A8 这款车有很多的地方值得梳理,特别是从 Audi A8 到后续奥迪和保时捷开发的 PPE 的细节内容的思考,是《汽车电子云拆解》这个周末栏目需要持续关注和分析的。

01.Audi A8 的 EE 架构                              

如下图所示,大众所谓的 70 个 ECU 是可以从 Audi A8 上面可以大致估算出来,基于分布式系统的复杂性巅峰,堆子系统堆到极限是有点让人目不暇接的,如下所示: 

图 1 Audi A8 ECU 的布置概览图 

按照我们能看得懂的概览图,可以看到由以下的内容所组成:

 

在 Audi A8 上面,我们能看到围绕 J1121 的辅助驾驶控制器、J794 的信息控制单元 1、J519 电气控制模块和 J393 属于中控单元等几个核心模块来构建的混合系统,这里大量部署了 LIN 节点来控制,为 48V 开辟了电池系统+DCDC 的控制器,由于大量的配置分了 2 条舒适 CAN 系统来把 ECU 堆在一起。围绕 J1121 的控制都是采用 Flexray 来做的(当时 Volvo、BMW 几家欧洲车企纷纷进坑);围绕信息娱乐设置了信息 CAN、MIB CAN、仪表 CAN、MOST Bus 等等,这个后续我们拆开奥迪单个 MIB 和单个仪表会把部件的硬件和部件联系起来。

图 2 Audi A8 的架构图 

02.Audi A8 的辅助驾驶系统的设计

如下图所示,严格来说这是一个伪集中式的架构,这个 J1121 的 ZFAS 的辅助驾驶控制器功能很强大,但是奥迪把整个功能的结构做的很散。 

图 3 ADAS 的系统架构 

奥迪其实把这里面很多的东西开始组合,主要把原有的三个横向纵向控制的功能组合 AALA Audi Active Lane Assist、Adaptive Cruise Control ACC 和 TJA Traffic Jam Assist 组合为 Active Lane Depature Warning 和 Adaptive Cruise Assist 两块内容。 

图 4 Audi 的配置 

在我们后续要详细拆解和分析的 ZFAS 里面,J1121 的控制单元一部分直接读取数据,一部分通过感知传感器处理完发送数据并通过 FlexRay 总线将处理结果返回。G203~G206 为后部驻车辅助传感器 G252~G255 为前部驻车辅助传感器, G568~G569 为前部自动泊车辅助传感器, G716~G717 为后部自动泊车辅助传感器 R242 为驾驶员辅助系统正面摄像头,还有外部的四个 R243~R246 为周围环境摄像头 

图 5 奥迪的核心处理器

在以下的这个配置里面,J1121 负责的上面两块,然后奥迪还在其他模块里面,让 J1121 和其他系统配合然后完成其他的内容,比如下面的 Predictive Efficiency Assist,这个功能是 根据导航系统提高的道路数据,包括地形、道路状态(弯道、十字路口等)、车速限制等调车车辆,从而实现高效驾驶并减轻驾驶员的负担,注意噢,数据融合和处理都是在 ACC Controller 里面进行的,我们看着 J1121 是个核心控制器,但是它的权限是和 ACC Control unit J428 分开的,一分为二。激光雷达的处理器是有一个独立的 J1122 进行处理的,也就是我们后续看到的 J1121 的 ZFAS 是个伪核心,只是用来处理超声传感器+图像的。 

备注:这里的问题,是 ACC 单元每个车都有,而 J1121 只有部分车有,为了整体车系利益的角度去剥夺了一个集中化的设计方案 

图 6 功能处理的过程是围绕 J428 来做的 

以下是三种不同的配置方式: 

图 7 奥迪 A8 的不同配置

小结:我个人觉得这种配置化的方式随着到集中式上面整个结构发生变化了,这就使得 MEB 和 PPE 的架构方式,特别是功能合并和处理更完整了,等我们后续拆解 ZFAS 和 ICAS2 等控制器的时候,就能有明显的感受。先写到这里,我觉得智能汽车时代,做电子的工程师能有更大的发挥舞台了。

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大众汽车集团是中国汽车工业最早、最成功的国际合作伙伴之一,伴随中国汽车工业成长近四十年。大众汽车集团(中国)始终致力于成为中国社会最值得信赖的合作伙伴,在为消费者提供可靠、高质量产品与服务的同时,更以支持中国社会的可持续发展作为重要己任。

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笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。