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工程师说|都在描绘智能驾驶的“大楼”长城汽车已经开始打“地基”

近两年,长城汽车每次发布会,都让我这个汽车工程师倍感兴奋。从柠檬、坦克平台,到咖啡智能、GEEP4.0,再到极具前瞻性的聚焦氢能源的氢柠技术以及与大禹电池安全系统,长城汽车在制约中国品牌发展的一系列核心技术层面不断地进行着突破。在资本驱动愈发明显的趋势下,踏踏实实技术研发与创新的汽车企业真的不多了。

继6月长城汽车科技节亮相后,10月28日,长城汽车智慧线控底盘技术再次走到台前;同时,智慧线控底盘一系列核心技术也正式公布。智慧线控底盘的开发初衷及核心目标,在于为长城汽车未来高级别(L4级)自动驾驶奠定的基础与做好技术铺垫。这也是中国品牌发布的首个智慧线控底盘技术——长城汽车再次走到了行业前头。

那长城汽车智慧线控底盘技术到底是怎么一回事儿呢?我们先从一个“题外话”开始。

在飞机上,有一种先进的操控方式叫做电传操控,这是三代战斗机有别于二代战斗机最大的区别,也是先进的民航客机有别于老式飞机最大的区别。

电传操控,就是把原来用于连接飞机驾驶杆方向舵和翼面之间的拉杆拉索,变成电线。用电信号驱动电机实现舵面的偏转,来取代用拉杆和拉索来拉动翼面的机械传动。这一变化,大幅度的降低了飞行员对于飞机操控的难度。

举个最简单的例子,传统的拉杆式传动的战斗机要做一个横滚的动作,那么需要飞行员执行压杆、回杆、拉杆保持等等几个动作,而这几个操作的连贯性直接决定了横滚动作“漂不漂亮”。

而当升级到线传操控之后,飞行员执行横滚动作,就只需要给出操纵杆一个压杆的电信号,飞控计算机就会自动计算各个舵面之间的配合,从而快速地完成“横滚动作”。

在“空战”里,这些简化的动作,往往就是决定胜负的关键。

飞机是这样,汽车也是这个道理。

传统汽车也是通过各种各样的拉杆拉索实现驾驶者对于车辆的控制。比如说,转向机是齿轮齿条,换挡手柄、油门和刹车是靠拉索,通过机械传动结构,驱动相应的机构,从而实现驾驶者对于车辆的控制。说实话,在机械工业发展的这几百年时间里,这些操控结构可以带给驾驶者的操控质感,是非常不错的。

不过,这样机械传动机构在遇到集成化和智能化的车辆行驶需求时,就会表现出操控端难以集成的劣势。尤其是当自动驾驶的时代不可避免的到来,车辆可以接管驾驶者去执行更多的动态操作的时候,机械传统结构的输入端控制,就是个极大的短板,进而变成难以逾越的技术壁垒。

此外,再加上机械传统结构占据的空间,也开始影响到新能源汽车“布置”的时候,这个短板就变得更加不可“原谅”。

怎么办?方法只有一个,就是像飞机一样,采用电传操控——汽车上,我们称之为线控系统。

和飞机的电传操控一样,汽车的线控系统也是由传感器、执行器和线控结构组成的。在这样的系统里,方向盘、换挡手柄、踏板等执行机构,都转变为感知驾驶者意图的传感器。转向机、变速箱、节气门、刹车分泵这些执行机构,增加一套电机的驱动机构,通过传感器位移变化来给出电信号,从而让电机实现对执行机构的驱动。

线控系统对未来汽车的发展最为重要的地方就在于,这样一套执行逻辑,可以让自动驾驶的执行层面操作,变得非常简单。行车计算机结合各路传感器给出的信号进行判断运算之后,就可以直接驱动执行结构的电动机,实现车辆的自主控制。

在汽车上最早实现线控的零部件,是转向系统,宝马和英菲尼迪在小二十年前就实现了线控转向的量产,现在我们接触到最多的线控系统,就是电子换档。而那些采用电子换挡机构的新车,往往能够设计出一个双层的副仪表板,这其实就是拜电子换挡机构不占用空间的优势所赐。而现在越来越多的主动安全配置的出现,也同样是拜线控系统所赐。

在对“线控”有了一定了解的前提下,我们再来看长城汽车的智慧线控底盘有没有什么亮点?

首先,是高整合度。

长城汽车智能线控底盘将转向系统、制动系统、换挡系统、油门以及悬挂这五个涉及到车辆行驶的所有操控部件,都进行了线控整合。

也就是说,这套底盘系统可以实现高维度的车辆控制。而这为拓展车辆更多元化的动态行驶特性,提供了硬件层面上的便利性。尤其是线控制动系统的运用,开创了一个全球汽车产业的先河。长城汽车的这套线控制动系统,是目前全球首个实现量产的电子机械线控制动系统。

其次,是实现了真正意义的人车解耦。

自动化驾驶,从根本上来讲,就是实现人和车之间的解耦。在以电信号取代传统的液压和机械传递机构之后,长城汽车的智慧线控底盘具备了实现人车之间的完全解耦。这一点对于如何实现自动驾驶过程中驾驶者心理安全感建立的问题上,是大有助益的。

在L3级以下的智能驾驶辅助系统中,驾驶者和自动驾驶系统切换的过程中,是存在着人车控制权矛盾的切换延时的。长城汽车智慧线控底盘因为具备了全面的电信号操控,所以车辆通过方向盘、踏板、悬挂等传递的信号,就可以实现不间断的驾驶质感定义。

简单点说,长城智慧线控底盘,就是在为自动驾驶的时代,构建了一个全面冗余的硬件架构。这个道理和智能手机是一样的,现在的智能手机所执行的逻辑,是硬件不变而软件放开的逻辑。用户通过个人APP的组合,从而实现个性化的组合。

而早年间的诺基亚手机,则是软件不变而硬件放开的逻辑,手机的形象可以是千变万化的,但是能够执行的功能,都是手机内预装的。

传统汽车在构型上和诺基亚一类的手机是一样的,硬件功能是全面放开的,也就是消费者可以选择很多的配置,但是能够执行的操控这一类的软件功能,是固定的。

而长城汽车智慧线控系统,就是为车辆的行驶质感提供了一个固定的,且冗余的硬件平台,通过放开悬挂、制动、油门、转向等等的运行逻辑,从而让驾驶者可以获得更为多样化的驾驶体验,也让自动驾驶可以更为全面地落地。甚至,可以支持更高限度的定制化和个性化匹配服务。

显而易见,这已经是一个“硬件可插拔,软件可更新”的智能车底盘的雏形了。据悉,长城汽车智慧线控底盘将在2023年实现量产。

写在最后:一直以来,长城汽车在自主核心技术的掌握方面,都颇有建树,包括线控底盘系统、燃料电池技术、无钴电池技术等等高精尖技术都已经突破了壁垒,从而具备了实现智能化和新能源化转型的强大能力。

注:图片源自网络

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20211029A07ND000?refer=cp_1026
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