工程師說|都在描繪智慧駕駛的「大樓」長城汽車已經開始打「地基」

近兩年,長城汽車每次釋出會,都讓我這個汽車工程師倍感興奮。從檸檬、坦克平臺,到咖啡智慧、GEEP4。0,再到極具前瞻性的聚焦氫能源的氫檸技術以及與大禹電池安全系統,長城汽車在制約中國品牌發展的一系列核心技術層面不斷地進行著突破。在資本驅動愈發明顯的趨勢下,踏踏實實技術研發與創新的汽車企業真的不多了。

工程師說|都在描繪智慧駕駛的「大樓」長城汽車已經開始打「地基」

繼6月長城汽車科技節亮相後,10月28日,長城汽車智慧線控底盤技術再次走到臺前;同時,智慧線控底盤一系列核心技術也正式公佈。智慧線控底盤的開發初衷及核心目標,在於為長城汽車未來高級別(L4級)自動駕駛奠定的基礎與做好技術鋪墊。這也是中國品牌釋出的首個智慧線控底盤技術——長城汽車再次走到了行業前頭。

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那長城汽車智慧線控底盤技術到底是怎麼一回事兒呢?我們先從一個“題外話”開始。

在飛機上,有一種先進的操控方式叫做電傳操控,這是三代戰鬥機有別於二代戰鬥機最大的區別,也是先進的民航客機有別於老式飛機最大的區別。

電傳操控,就是把原來用於連線飛機駕駛杆方向舵和翼面之間的拉桿拉索,變成電線。用電訊號驅動電機實現舵面的偏轉,來取代用拉桿和拉索來拉動翼面的機械傳動。這一變化,大幅度的降低了飛行員對於飛機操控的難度。

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舉個最簡單的例子,傳統的拉桿式傳動的戰鬥機要做一個橫滾的動作,那麼需要飛行員執行壓桿、回杆、拉桿保持等等幾個動作,而這幾個操作的連貫性直接決定了橫滾動作“漂不漂亮”。

而當升級到線傳操控之後,飛行員執行橫滾動作,就只需要給出操縱桿一個壓桿的電訊號,飛控計算機就會自動計算各個舵面之間的配合,從而快速地完成“橫滾動作”。

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在“空戰”裡,這些簡化的動作,往往就是決定勝負的關鍵。

飛機是這樣,汽車也是這個道理。

傳統汽車也是透過各種各樣的拉桿拉索實現駕駛者對於車輛的控制。比如說,轉向機是齒輪齒條,換擋手柄、油門和剎車是靠拉索,透過機械傳動結構,驅動相應的機構,從而實現駕駛者對於車輛的控制。說實話,在機械工業發展的這幾百年時間裡,這些操控結構可以帶給駕駛者的操控質感,是非常不錯的。

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不過,這樣機械傳動機構在遇到整合化和智慧化的車輛行駛需求時,就會表現出操控端難以整合的劣勢。尤其是當自動駕駛的時代不可避免的到來,車輛可以接管駕駛者去執行更多的動態操作的時候,機械傳統結構的輸入端控制,就是個極大的短板,進而變成難以逾越的技術壁壘。

此外,再加上機械傳統結構佔據的空間,也開始影響到新能源汽車“佈置”的時候,這個短板就變得更加不可“原諒”。

怎麼辦?方法只有一個,就是像飛機一樣,採用電傳操控——汽車上,我們稱之為線控系統。

和飛機的電傳操控一樣,汽車的線控系統也是由感測器、執行器和線控結構組成的。在這樣的系統裡,方向盤、換擋手柄、踏板等執行機構,都轉變為感知駕駛者意圖的感測器。轉向機、變速箱、節氣門、剎車分泵這些執行機構,增加一套電機的驅動機構,透過感測器位移變化來給出電訊號,從而讓電機實現對執行機構的驅動。

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線控系統對未來汽車的發展最為重要的地方就在於,這樣一套執行邏輯,可以讓自動駕駛的執行層面操作,變得非常簡單。行車計算機結合各路感測器給出的訊號進行判斷運算之後,就可以直接驅動執行結構的電動機,實現車輛的自主控制。

在汽車上最早實現線控的零部件,是轉向系統,寶馬和英菲尼迪在小二十年前就實現了線控轉向的量產,現在我們接觸到最多的線控系統,就是電子換檔。而那些採用電子換擋機構的新車,往往能夠設計出一個雙層的副儀表板,這其實就是拜電子換擋機構不佔用空間的優勢所賜。而現在越來越多的主動安全配置的出現,也同樣是拜線控系統所賜。

在對“線控”有了一定了解的前提下,我們再來看長城汽車的智慧線控底盤有沒有什麼亮點?

首先,是高整合度。

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長城汽車智慧線控底盤將轉向系統、制動系統、換擋系統、油門以及懸掛這五個涉及到車輛行駛的所有操控部件,都進行了線控整合。

也就是說,這套底盤系統可以實現高維度的車輛控制。而這為拓展車輛更多元化的動態行駛特性,提供了硬體層面上的便利性。尤其是線控制動系統的運用,開創了一個全球汽車產業的先河。長城汽車的這套線控制動系統,是目前全球首個實現量產的電子機械線控制動系統。

其次,是實現了真正意義的人車解耦。

自動化駕駛,從根本上來講,就是實現人和車之間的解耦。在以電訊號取代傳統的液壓和機械傳遞機構之後,長城汽車的智慧線控底盤具備了實現人車之間的完全解耦。這一點對於如何實現自動駕駛過程中駕駛者心理安全感建立的問題上,是大有助益的。

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在L3級以下的智慧駕駛輔助系統中,駕駛者和自動駕駛系統切換的過程中,是存在著人車控制權矛盾的切換延時的。長城汽車智慧線控底盤因為具備了全面的電訊號操控,所以車輛透過方向盤、踏板、懸掛等傳遞的訊號,就可以實現不間斷的駕駛質感定義。

簡單點說,長城智慧線控底盤,就是在為自動駕駛的時代,構建了一個全面冗餘的硬體架構。這個道理和智慧手機是一樣的,現在的智慧手機所執行的邏輯,是硬體不變而軟體放開的邏輯。使用者透過個人APP的組合,從而實現個性化的組合。

而早年間的諾基亞手機,則是軟體不變而硬體放開的邏輯,手機的形象可以是千變萬化的,但是能夠執行的功能,都是手機內預裝的。

傳統汽車在構型上和諾基亞一類的手機是一樣的,硬體功能是全面放開的,也就是消費者可以選擇很多的配置,但是能夠執行的操控這一類的軟體功能,是固定的。

而長城汽車智慧線控系統,就是為車輛的行駛質感提供了一個固定的,且冗餘的硬體平臺,透過放開懸掛、制動、油門、轉向等等的執行邏輯,從而讓駕駛者可以獲得更為多樣化的駕駛體驗,也讓自動駕駛可以更為全面地落地。甚至,可以支援更高限度的定製化和個性化匹配服務。

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顯而易見,這已經是一個“硬體可插拔,軟體可更新”的智慧車底盤的雛形了。據悉,長城汽車智慧線控底盤將在2023年實現量產。

寫在最後:一直以來,長城汽車在自主核心技術的掌握方面,都頗有建樹,包括線控底盤系統、燃料電池技術、無鈷電池技術等等高精尖技術都已經突破了壁壘,從而具備了實現智慧化和新能源化轉型的強大能力。

注:圖片源自網路