李爾欣
常見的線控驅(qū)動總成
如今,主流市場上主打ADAS高級輔助駕駛系統(tǒng),并搭載高算力車載計算平臺的車型正日漸增多,這意味著,汽車行業(yè)其實已處于電子時代與智能時代的交界點,并終將全面智能化。
不過,眾所周知,能夠完成自動駕駛是成為智能汽車的必要條件,而實現(xiàn)自動駕駛的前提之一,卻是車載計算平臺可以掌控轉(zhuǎn)向、驅(qū)動、制動乃至減震等來自底盤部件的系列動作。但眼下,為汽車底盤作決策的主角仍是駕駛車輛的人類。因此,需要站在行業(yè)的高度,全力推進(jìn)智能底盤的普及。
可說實話,就目前來看,完全自主運行的底盤仍處于概念階段,在此之前,還是先把已具備主動懸架的傳統(tǒng)底盤變成線控底盤—與人為操作之間機械解耦,僅憑電控指令就能完成相應(yīng)動作的底盤更為現(xiàn)實。
具體來講,線控底盤通常包括線控轉(zhuǎn)向、線控驅(qū)動,以及線控制動這三大部分。其中,線控驅(qū)動部分實際上已相當(dāng)成熟,例如常見于純電動車的電子油門、自動減速器跟驅(qū)動電機所組成的系統(tǒng)就屬于線控驅(qū)動。順便一提,近年熱炒的輪轂電機同樣可組成線控驅(qū)動系統(tǒng)。
另外,線控制動亦已實現(xiàn)量產(chǎn)。像新能源車常用的BOSCH iBosster輔助制動系統(tǒng)就隸屬線控制動家族中的EHB電子液壓制動系統(tǒng),可在電量充足時繞開傳統(tǒng)的液壓制動線路,依電控指令實施線控制動操作。若去掉EHB的液壓助力管路,就又可以改造成更適合自動駕駛平臺的EMB電子機械制動系統(tǒng)。而無論EHB還是EMB,都能提供快速、精準(zhǔn)的制動效果。
機械硬件極少,且高度集成化的線控底盤
極具拓展性的滑板底盤
部分廠商可能會堅持模塊化架構(gòu)而不改用滑板底盤
車載計算平臺可賦予滑板底盤更高的“智能”
至于線控轉(zhuǎn)向,其實也已具備量產(chǎn)條件:現(xiàn)在不僅有量產(chǎn)車廣泛應(yīng)用EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),另有多家供應(yīng)商反復(fù)展示過自家的線控轉(zhuǎn)向解決方案,更有實際配備線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的INFINITIQ50車型。但也正是INFINITI Q50的DAS直接主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向機斷開物理連接后的表現(xiàn)不夠穩(wěn)定,反而讓其他車廠對于量產(chǎn)應(yīng)用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的態(tài)度變得相當(dāng)謹(jǐn)慎。
只是,簡單地在傳統(tǒng)底盤上集齊這三部分,也不過是構(gòu)成1.0版本的線控底盤而已,距離真正用于自動駕駛的智能底盤仍有相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。比如,把電子電氣架構(gòu)從傳統(tǒng)的分布式換成內(nèi)部通信帶寬更大的集中式,就耗費數(shù)年才初入正軌。至于打造完善、實用的“滑板底盤”,那更是尚在摸索階段。
下一步,還得實現(xiàn)軟件定義底盤,讓底盤具備自我學(xué)習(xí)和自主控制的能力,并可通過OTA遠(yuǎn)程無線升級,讓底盤也能通過更新固件解鎖新技能,同時還得保證足夠的安全冗余,然后,才能真正變成智能底盤。
值得一提的是,未來的智能底盤未必都是固定成型的“平板”。按照車廠劃分等級的慣例,以及智能手機的現(xiàn)狀,屆時同品牌的平板底盤多半會搭配不同性能的車載計算平臺,以分化出規(guī)格各異的車系;而即便拿到同款車載計算平臺,各大廠家也會依據(jù)品牌基因調(diào)校出獨具特色的決策算法。當(dāng)然,能玩諸如此類花活的前提是,擁有一塊真正實用的智能底盤。
首先要說明的是,Skateboard Chassis滑板底盤并非近年才萌發(fā)的新詞。事實上,通用汽車早在2002年發(fā)布GM AUTOnomy概念車時,即已提出滑板底盤的概念,并且跟2021年被造車新勢力熱炒的同名物件一樣,AUTOnomy的滑板底盤也是采用新能源動力的線控底盤。
所謂滑板底盤,實則是將底盤的各機械部件與電氣結(jié)構(gòu)分類打包,再平鋪其上的非承載式車架。而為方便跟各式模塊化車身快速結(jié)合,此類底盤不僅采用扁平的底盤部件分類模塊,更標(biāo)配線控轉(zhuǎn)向、線控制動等線控技術(shù),同時也被迫搭載采用扁平包裝的電池單元。
值得一提的是,盡管大多數(shù)信息都表明自動駕駛汽車所用的智能底盤終將采用滑板式結(jié)構(gòu),但這并不意味著未來所有廠商都會使用滑板底盤方案。至少傳統(tǒng)整車制造商就不會甘愿成為造車新勢力的代工廠或供應(yīng)商?;蛟S部分廠商反而會選擇繼續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有的模塊化架構(gòu),而非基于新能源動力重新研發(fā)滑板底盤。
不同于通過機械硬件直接操控的原始方式,線控部件的操作信號來自電線。嚴(yán)格來講,線控部件的輸入端與輸出端之間應(yīng)為硬件解耦,二者僅靠電信號來傳遞指令并給予反饋。
而線控技術(shù)本身,則是在20世紀(jì)60年代率先用于飛機的一項電控技術(shù)。此后,汽車行業(yè)的各類廠商,以及高等院校的汽車專業(yè)實驗室一直在探索如何將線控技術(shù)用于量產(chǎn)車。直到2013年INFINITIQ50首發(fā)日內(nèi)瓦車展,才宣告夢想首次得以實現(xiàn)。
可惜,這套DAS直接主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在現(xiàn)實中的表現(xiàn)并不足以打消普通人對于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的疑慮。哪怕是面對自動駕駛大趨勢,迫切需要解開方向盤與轉(zhuǎn)向機之間的硬件連接,以便芯片控制轉(zhuǎn)向的當(dāng)下,就連一級供應(yīng)商也寧愿選擇更加完善的EPS電動助力轉(zhuǎn)向,而非沒有足夠安全冗余的線控轉(zhuǎn)向。
顧名思義,講 主動懸架是可以主動產(chǎn)生作用力來配合彈性元件或減振器共同抑制車身震動,從而改善車輛的操控穩(wěn)定性及乘坐舒適性等主觀駕乘體驗的汽車懸架系統(tǒng)。另外,部分主動懸架還能調(diào)節(jié)車身高度。
值得一提的是,并非所有主動懸架都能做到既調(diào)節(jié)彈性元件的剛度,又主動改變減震器阻尼的。例如,凱迪拉克的MRC主動電磁感應(yīng)懸架就只能通過改變減震筒內(nèi)磁流體的黏度來調(diào)節(jié)減振器的阻尼,而螺旋彈簧的剛度則在出廠時即已固定。
自從節(jié)能環(huán)保跟自動駕駛成為汽車技術(shù)發(fā)展的大趨勢后,各類主動懸架也開始集成能量回收系統(tǒng),并增添了新的傳感器用于預(yù)測路面狀況,甚至還借助車載計算平臺加入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得學(xué)習(xí)能力,整體構(gòu)造相比20世紀(jì)80年代首次用于F1賽車時復(fù)雜許多。