福特动态驾驶仿真平台：将数月整车测试压缩至一天完成

福特汽车正在通过先进的驾驶员在环（Driver-in-the-Loop，DiL）动态驾驶仿真平台，大幅提升整车开发效率。该平台能够将大量原本需要数周甚至数月完成的车辆动力学开发与验证工作，压缩至一天内完成多个方案的快速迭代和对比，从而显著缩短产品开发周期。

福特车辆动力学核心方法与仿真主管Louis Jamail表示：“我们能够在十分之一的时间内完成十倍数量的测试。”这意味着工程师可以在产品开发早期完成更多方案验证，而无需等待实车样件制造完成后再进行反复试验。

事实上，这项技术最初源于福特赛车部门。Jamail此前在Ford Performance工作期间，团队利用VI-grade驾驶模拟器优化赛车和高性能车型在赛道上的表现。2018年调入车辆动力学部门后，他开始推动将这一技术应用于量产车型开发。经过数年的建设与完善，福特于2021年在美国迪尔伯恩正式启用了Dynamic Driving Simulator动态驾驶仿真平台。

与早期用于赛车开发的模拟器相比，迪尔伯恩的新平台拥有更大的运动范围和更高的运动自由度，可提供更高精度的驾驶感知与车辆响应模拟能力。该系统本质上并非简单的驾驶模拟器，而是一套集驾驶员、实时车辆动力学模型、运动平台、虚拟环境以及控制系统于一体的驾驶员在环仿真平台。

在福特看来，真正决定仿真能力的并非硬件平台本身，而是背后的车辆动力学模型。驾驶模拟器只是工程师与模型之间的交互接口，所有车辆行为、操纵响应和动态特性均由模型实时计算产生。

因此，过去几年福特持续投入资源完善模型开发流程，通过不断将仿真结果与真实车辆测试数据进行相关性验证，逐步提高模型精度和可信度。随着模型能力不断成熟，动态驾驶仿真平台在产品开发中的价值也越来越高。

Jamail表示，福特多年来一直在建立一套完整的方法体系，包括如何构建车辆模型、如何进行模型标定以及如何利用真实测试数据持续提升模型精度。随着相关技术逐渐成熟，福特最终决定在迪尔伯恩建设专门的动态驾驶仿真中心。

目前，包括Maverick、Mustang Mach-E以及F-150 Lightning在内的多款车型都已经在开发过程中大量使用该平台进行验证。同时，该平台还被广泛应用于高级驾驶辅助系统（ADAS）功能开发，包括自适应巡航控制（ACC）、车道居中控制（Lane Centering）以及BlueCruise和ActiveGlide免手驾驶辅助系统。其中BlueCruise是福特品牌的命名方式，而Lincoln品牌则采用ActiveGlide名称，两者本质上属于同一技术体系。

随着所有新车型开发项目陆续接入仿真流程，福特开始进一步推动仿真技术向开发前端延伸。相比传统开发模式，工程师无需等待试制车制造完成后再验证设计方案，而是在概念设计和工程开发阶段就能够提前发现问题并进行优化。

例如在底盘开发过程中，工程师可以提前评估不同悬架架构、弹簧刚度、减振器参数以及横向稳定杆方案对车辆操控性和舒适性的影响，从而快速筛选最优方案。过去这些工作通常需要通过实车不断拆装零部件进行验证，而现在能够在虚拟环境中完成。

Jamail认为，越早从整车层面对各系统进行评估，就越能对最终产品质量、动态性能和用户体验产生积极影响。通过仿真平台，开发团队能够以远高于传统实车测试的速度完成设计迭代。

动态驾驶仿真平台的另一大优势是能够实现测试配置的即时切换。在传统实车测试中，更换悬架、轮胎或转向系统往往需要机械技师花费数小时甚至数天完成拆装。而在仿真平台上，工程师只需数秒即可完成配置切换并继续测试，大幅提高研发效率。

即使车辆发生碰撞或出现失控情况，也无需维修原型车，只需重置仿真场景即可重新开始测试。这不仅降低了研发成本，也显著提高了测试安全性。

此外，驾驶模拟器行业长期存在“模拟器眩晕（Simulator Sickness）”问题，即部分测试人员在长时间使用模拟器后出现头晕、恶心等不适症状。对此，福特重点优化了系统延迟性能。

Jamail表示，系统延迟是导致模拟器眩晕最主要的原因之一。早期平台只有约60%至70%的测试人员能够长时间使用，而30%至40%的用户会出现不同程度的不适反应。随着系统响应速度不断提高，目前已有超过90%至95%的测试人员能够正常完成测试任务而不会出现明显不适。

更低的延迟不仅降低了模拟器眩晕发生率，同时也提高了驾驶真实感。当驾驶员转动方向盘时，车辆运动反馈越快，人类前庭系统获得的信息就越接近真实驾驶体验，因此驾驶员对车辆动态特性的判断也更加准确。

除了能够压缩开发时间外，该平台还具备“控制天气”的能力。工程师可以在完全一致的环境条件下反复测试不同方案，而不受现实世界温度、天气或季节变化的影响。例如，不同悬架方案或控制算法都可以在相同环境温度和道路条件下进行对比测试，从而获得更加客观可靠的数据。

目前，福特认为其在高附着系数路面（High-Mu Surface）上的仿真能力已经相当成熟。所谓高附着系数路面，通常包括干燥沥青路面和干燥混凝土路面等典型工况。

未来，福特将进一步提升复杂工况仿真能力，包括低附着系数路面（Low-Mu Surface）、冰雪路面、湿滑路面、越野环境以及其他非铺装道路场景。Jamail表示，这些并非现有系统的局限，而是下一阶段重点攻关的技术方向。

据了解，福特迪尔伯恩动态驾驶仿真平台采用高保真运动系统和实时车辆动力学仿真技术，可支持整车动力学开发、ADAS功能验证以及驾驶体验评估等多种应用场景。随着软件定义汽车（SDV）和智能驾驶技术不断发展，越来越多的研发验证工作正在从传统实车测试向虚拟开发环境迁移。通过驾驶员在环仿真平台，福特不仅实现了研发效率的大幅提升，也正在推动整车开发模式向更加数字化、模型化和高效化的方向发展。