線(xiàn)控轉(zhuǎn)向國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施,對(duì)汽車(chē)方向盤(pán)的N種想象和擔(dān)憂(yōu)
原創(chuàng)圖源:特斯拉官網(wǎng)
【51CTO.com原創(chuàng)稿件】圖上這種只有“下半圈”的方向盤(pán),經(jīng)常出現(xiàn)在電影和概念車(chē)上,目前幾乎沒(méi)有量產(chǎn)車(chē)使用這種樣式的方向盤(pán)。根據(jù)日常開(kāi)車(chē)轉(zhuǎn)向的習(xí)慣,很難理解如何把這種方向盤(pán)掄起來(lái)。
但在今年上半年,特斯拉推出了Model S Plaid車(chē)型(就是上圖這款),首次讓“半圈”方向盤(pán)量產(chǎn),嘗鮮的用戶(hù)稱(chēng)它很難使用。
真想讓“半圈”方向盤(pán)好用起來(lái),必須通過(guò)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向技術(shù)(Steer By Wire,SBW)來(lái)實(shí)現(xiàn),但特斯拉Model S Plaid尚未使用這一技術(shù)。
汽車(chē)的方向盤(pán)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),一直以來(lái)都是由機(jī)械部件連接的,汽車(chē)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)了方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向執(zhí)行系統(tǒng)的機(jī)械分離。方向盤(pán)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)控制轉(zhuǎn)向。
線(xiàn)控轉(zhuǎn)向這項(xiàng)技術(shù)本身并不新,它起源于飛機(jī),在飛機(jī)上早已得到廣泛應(yīng)用。飛機(jī)上采用線(xiàn)傳信號(hào)的方法,取消了機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置,讓飛機(jī)結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單,重量降低,駕駛艙在飛機(jī)上的位置布局也更靈活。線(xiàn)控轉(zhuǎn)向的技術(shù)及優(yōu)勢(shì),正在被智能汽車(chē)引入。
主要優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景
汽車(chē)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向由于取消了方向盤(pán)與車(chē)輪之間的全部機(jī)械連接,不僅操縱性、穩(wěn)定性能更優(yōu),也給智能駕駛和智能座艙設(shè)計(jì)帶來(lái)了更多顛覆性想象力,在駕駛方式和車(chē)輛空間方面都帶來(lái)前所未有的體驗(yàn)。
我們把這些總結(jié)為三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):
1、適合L4、L5智能駕駛系統(tǒng)。
主流自動(dòng)駕駛目前定義在L3級(jí)以下,整個(gè)自動(dòng)駕駛執(zhí)行過(guò)程中,方向盤(pán)是跟著輪子的左右方向轉(zhuǎn)的,駕駛員隨時(shí)需要做好接管車(chē)輛控制的準(zhǔn)備。
另外由于法規(guī)的原因,駕駛員還需要時(shí)不時(shí)的去摸一把方向盤(pán),告訴系統(tǒng)人還在參與駕駛車(chē)輛。
等到自動(dòng)駕駛等級(jí)逐步開(kāi)放,駕駛員的角色越來(lái)越弱化,就不需要人去進(jìn)行接管。
還有一個(gè)場(chǎng)景,目前的自動(dòng)駕駛環(huán)境,在遇到復(fù)雜路況,需要進(jìn)行極端的操作時(shí),如果駕駛員手還在方向盤(pán)上,系統(tǒng)突然操作,如果手指卡在方向盤(pán)上會(huì)非常危險(xiǎn)。
但是線(xiàn)控轉(zhuǎn)向應(yīng)用之后,自動(dòng)駕駛過(guò)程中方向盤(pán)不再跟隨轉(zhuǎn)動(dòng),這個(gè)問(wèn)題就不會(huì)存在。
2、具備更多智能座艙的想象空間。
既然方向盤(pán)都不需要在自動(dòng)駕駛過(guò)程中跟著轉(zhuǎn)動(dòng),那它的存在也不是必須。我們可以利用線(xiàn)控轉(zhuǎn)向的這個(gè)特點(diǎn),在自動(dòng)駕駛時(shí)把方向盤(pán)收起來(lái)。已經(jīng)有車(chē)企展示了如何應(yīng)用這一技術(shù),比如9月奧迪發(fā)布的grandsphere概念車(chē),在自動(dòng)駕駛時(shí)收起方向盤(pán)、油門(mén)剎車(chē)踏板后變成了一個(gè)“頭等艙空間”。駕駛員會(huì)從一個(gè)駕駛的角色,向乘坐者的角色轉(zhuǎn)化。
圖源:奧迪官網(wǎng)
3、其他比如轉(zhuǎn)向手感、NVH、游戲體驗(yàn)、平臺(tái)化的優(yōu)勢(shì)。
傳統(tǒng)汽車(chē)有一個(gè)轉(zhuǎn)向比,就是方向盤(pán)打多少輪子轉(zhuǎn)多少有一個(gè)比例關(guān)系。過(guò)去轉(zhuǎn)向比是固定的,不能變,即便變也是機(jī)械上可變。這就是為什么大部分汽車(chē)的方向盤(pán)要轉(zhuǎn)一兩圈,并且沒(méi)能使用“半圈”方向盤(pán)的原因。
如果有了線(xiàn)控轉(zhuǎn)向就不一樣了,電子系統(tǒng)在高速時(shí)稍微不靈敏一點(diǎn),穩(wěn)定性就會(huì)提高。低速轉(zhuǎn)向可以做得更靈敏一點(diǎn),方向盤(pán)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng),就能實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅的調(diào)頭。
現(xiàn)在一些車(chē)型支持車(chē)載游戲,比如特斯拉內(nèi)置的賽車(chē)游戲,它有一個(gè)槽點(diǎn),這個(gè)游戲通過(guò)車(chē)的方向盤(pán)操縱,因?yàn)槭菣C(jī)械轉(zhuǎn)向,游戲時(shí)輪子跟著轉(zhuǎn),對(duì)輪胎的磨損很大。
另外,游戲時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),原地轉(zhuǎn)向輪胎側(cè)提供載荷最大,這時(shí)系統(tǒng)輸出力也最大,所以很費(fèi)電。一旦使用線(xiàn)控轉(zhuǎn)向,這些問(wèn)題就不存在了。
還有一點(diǎn)就是特斯拉的游戲沒(méi)有提供非常好的反饋,缺少沉浸式的游戲體驗(yàn)。因?yàn)樗械母杏X(jué),全部是車(chē)輪傳過(guò)來(lái)的。如果是線(xiàn)控轉(zhuǎn)向,方向盤(pán)可以加入游戲機(jī)手柄的震動(dòng)裝置,增加觸覺(jué)反饋,模擬游戲場(chǎng)景。
另外線(xiàn)控轉(zhuǎn)向有助于改善車(chē)內(nèi)NVH,機(jī)械連接一旦取消,底盤(pán)就失去了通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞噪音的路徑。
最后一個(gè)優(yōu)勢(shì)是汽車(chē)的平臺(tái)化,在過(guò)去,方向盤(pán)是唯一從底盤(pán)延申至車(chē)內(nèi)的機(jī)械部件,方向盤(pán)的安裝位置影響到底盤(pán)設(shè)計(jì)和座艙布局。而在線(xiàn)控轉(zhuǎn)向上,就沒(méi)有這些問(wèn)題了。
有待解決的問(wèn)題
因?yàn)槭チ藱C(jī)械連接,道路的起伏顛簸就無(wú)法傳遞到手上;其次,道路對(duì)輪胎的阻力也只能通過(guò)方向盤(pán)電機(jī)來(lái)模擬,于是就失去了路感。至于轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的輕重感覺(jué),這一需求是可以根據(jù)個(gè)人喜好設(shè)置的。
更重要的問(wèn)題來(lái)自安全。首先是轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的安全,博世已經(jīng)在試驗(yàn)中測(cè)試過(guò)反向程序設(shè)定,即向左打方向時(shí)車(chē)輪向右轉(zhuǎn)。程序出錯(cuò)該怎么規(guī)避,英菲尼迪為線(xiàn)控轉(zhuǎn)向設(shè)置了3個(gè)ECU控制器,必須有兩個(gè)及以上ECU發(fā)出相同指令時(shí)轉(zhuǎn)向操作才可執(zhí)行,并且英菲尼迪保留了機(jī)械結(jié)構(gòu),在3個(gè)ECU都失效時(shí),通過(guò)離合器使方向盤(pán)連接到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
最后是法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的約束,汽車(chē)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向技術(shù)已發(fā)展了多年,但核心電控技術(shù)仍在國(guó)外。在量產(chǎn)方面,國(guó)外已經(jīng)放開(kāi)相關(guān)限制,允許線(xiàn)控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)。
這次,中國(guó)的轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)GB 17675-2021將會(huì)解除對(duì)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向的限制,但是要把線(xiàn)控轉(zhuǎn)向做到量產(chǎn),還需要有一份專(zhuān)門(mén)標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)量產(chǎn)落地,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)目前是空白的。
所以中汽研標(biāo)準(zhǔn)所和集度、蔚來(lái)、吉利三家車(chē)企組成了標(biāo)準(zhǔn)小組,共同推動(dòng)制定中國(guó)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。長(zhǎng)城已經(jīng)發(fā)布包含線(xiàn)控轉(zhuǎn)向、線(xiàn)控懸掛等6個(gè)自由度在內(nèi)的線(xiàn)控底盤(pán)技術(shù),集度則稱(chēng)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向的軟件自研是他們的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。
相信在法規(guī)允許的前提下,線(xiàn)控轉(zhuǎn)向技術(shù)一定能很快落地。
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