2. 底盘传感融合系统架构

底盘传感融合并不是把轮速、横摆角速度、加速度、转向角等信号简单相加，而是要在底盘域控制器内部建立一条从“传感器接入”到“状态估计输出”的可信链路。Bosch 底盘域控制器（如面向制动、转向、悬架协同的域控平台）通常采用“多核异构 + 安全岛 + 通信网关”的拓扑：应用核负责融合算法与车辆状态估计，实时核承担高频信号采集与执行器闭环，安全岛负责监控与降级仲裁，网关负责与 CAN FD、FlexRay、以太网骨干及外部 ECU 交互。理解这一拓扑，是后续时间同步、调度与降级策略的前提。

2.1 域控制器拓扑与传感器接入层

在典型 Bosch 底盘域控架构中，传感器接入层按信号速率与安全等级分层。高实时层接入轮速传感器、横摆角速度/纵横向加速度组合传感器（IMU）、转向角传感器，通常通过私有同步串行接口或 CAN FD 接入，采样周期在 1～10 ms；中速层接入悬架高度、制动压力、电机/发动机扭矩等，周期 10～20 ms；低速层接入车身姿态、环境温度等诊断类信号，周期 50～100 ms。接入层并不只是“收数据”，还要完成原始值到物理量的标定转换、量程与合理性检查、时间戳打标，再交给融合层。

以轮速为例，接入层需要把齿圈脉冲频率换算为轮速：v = 2πr·f / N，其中 r 为滚动半径，N 为齿数，f 为脉冲频率。若某车轮滚动半径 0.31 m、齿数 48、测得频率 320 Hz，则 v ≈ 2π×0.31×320/48 ≈ 12.98 m/s。接入层同时输出该信号的采样时间戳与有效性标志，供后续时间对齐使用。IMU 的横摆角速度、纵横向加速度则需完成零偏补偿与温度修正，并给出量程饱和标志。

2.2 时间同步与调度

融合的前提是“同一时刻”。底盘域控通常以全局时基（如基于以太网 gPTP 或 FlexRay 全局时间）为参考，各传感器节点在采集时刻打上本地时间戳，域控再根据已知链路延迟与时钟偏差换算到统一时基。对 CAN FD 信号，接收时刻与采集时刻可能相差数百微秒，接入层必须区分“采集时间戳”和“接收时间戳”，否则在 120 km/h 下 1 ms 对应约 3.3 cm 位移，横摆与轮速的错位会直接污染估计结果。

调度上，实时核采用静态调度表：1 ms 任务读取轮速与 IMU，2 ms 任务执行轮速融合与横摆角速度校验，5 ms 任务执行车辆状态估计，10 ms 任务执行诊断与降级评估。应用核的 AUTOSAR SWC 通过 RTE 与实时核交换数据，非 AUTOSAR 的高算力估计模块可运行在 POSIX 分区，通过共享内存或 IPC 获取已对齐的传感器帧。调度设计的关键是让“最慢的必需信号”决定融合周期，而不是让最快信号空转。

2.3 诊断与降级策略

诊断分三层：信号级、通道级、功能级。信号级检查范围、梯度、冻结；通道级做互校验，例如四轮轮速与 IMU 纵加速度的残差、横摆角速度与转向角/轮速差模型的残差；功能级判断融合输出是否可信。降级策略按故障严重度分级：单轮速失效时，用其余三轮加 IMU 重构参考车速，估计精度下降但功能保持；IMU 横摆失效时，切换到转向角-轮速运动学模型，并限制 ESC 干预强度；多源失效时，输出“估计不可用”标志，请求功能降级到安全状态。

2.4 AUTOSAR 与非 AUTOSAR 软件组件划分

在 Bosch 域控中，AUTOSAR 组件承担标准化、可移植、安全相关的部分：传感器抽象 SWC 负责信号接收与标定，融合 SWC 负责轮速融合与横摆校验，诊断 SWC 负责 DTC 与降级仲裁，它们通过 RTE 通信，受 OS 与 BSW 管理。非 AUTOSAR 组件通常承担高算力、迭代快的部分：如基于卡尔曼滤波或因子图的车辆状态估计、轮胎力观测器、数据记录与在线标定，运行在 POSIX 分区或独立核上，通过共享内存与 AUTOSAR 侧交换“已对齐的传感器帧”和“估计结果”。划分原则是：安全相关、接口稳定、需认证的放 AUTOSAR；算法密集、迭代频繁、对实时性要求相对宽松的放非 AUTOSAR，但两者之间的数据接口必须有明确的时标、有效性与版本约定。