汽車智能化才剛剛開(kāi)始 探秘博世冬測(cè)中心

　　【太平洋汽車 技術(shù)頻道】提起智能汽車，大家首先想到的想必是自動(dòng)駕駛和智能座艙，這也是當(dāng)今這場(chǎng)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命中備受關(guān)注的兩大領(lǐng)域。但汽車智能化就僅止于此嗎？非也！隨著汽車電動(dòng)化、集中式電子電氣架構(gòu)和跨域融合等技術(shù)的完善和普及，以往通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)電氣架構(gòu)極其復(fù)雜甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)的能力，在全新的架構(gòu)和人工智能等技術(shù)的加持下正在逐步走向我們，其中不乏設(shè)計(jì)行車安全和舒適性的關(guān)鍵技術(shù)。

　　前不久，在博世（呼倫貝爾）汽車測(cè)試技術(shù)中心寒風(fēng)凜冽的冰雪測(cè)試場(chǎng)地，體驗(yàn)了一些博世在智能汽車時(shí)代對(duì)汽車底盤(pán)、操控等方面的前沿技術(shù)探索。而這些技術(shù)涉及的角度也是五花八門(mén)，有提高行車穩(wěn)定性降低失控風(fēng)險(xiǎn)的安全技術(shù)；有讓新手也能平穩(wěn)剎車不點(diǎn)頭的舒適技術(shù)；也有讓新手也能輕松漂移的趣味技術(shù)等等。作為一家有著數(shù)不盡的技術(shù)光環(huán)和拳頭產(chǎn)品加持的百年品牌，博世在汽車智能化的當(dāng)下仍然在技術(shù)最前沿不斷進(jìn)取，或許在不久的將來(lái)，今天我們?cè)跍y(cè)試場(chǎng)體驗(yàn)的這些技術(shù)就會(huì)在你購(gòu)買的新車上出現(xiàn)。

　　VDC汽車動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)能夠提高汽車行駛的穩(wěn)定性，如今已經(jīng)在市售車輛上得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)車輛出現(xiàn)車輪打滑、側(cè)傾或者輪胎喪失抓地力的瞬間，VDC系統(tǒng)會(huì)立刻介入，降低動(dòng)力輸出，同時(shí)對(duì)各個(gè)車輪針對(duì)性的進(jìn)行控制調(diào)整，引導(dǎo)車輛平穩(wěn)行駛，避免失控風(fēng)險(xiǎn)。

　　當(dāng)前的VDC系統(tǒng)是一套基于反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到車輛出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)迅速做出響應(yīng)，駕駛員能明顯感知到系統(tǒng)的干預(yù)。而博世中國(guó)基于車輛現(xiàn)有的車身動(dòng)態(tài)傳感器，在VDC 2.0中引入了基于模型的前饋控制，在車輛出現(xiàn)異常狀態(tài)前VDC 2.0便能提前介入，不僅響應(yīng)速度更快，也能給駕駛員更高的信心。

　　在動(dòng)漫《海賊王》中有一個(gè)很有趣的設(shè)定叫“見(jiàn)聞色霸氣”，有見(jiàn)聞色霸氣的強(qiáng)者可以預(yù)見(jiàn)到接下來(lái)短暫時(shí)間內(nèi)將會(huì)發(fā)生的事，包括對(duì)手的招式、詭計(jì)等，從而提前干預(yù)改變事件的走向。

　　VDC 2.0引入的前饋控制思想就像汽車上的“見(jiàn)聞色霸氣”，博世利用自身常年來(lái)的工程經(jīng)驗(yàn)、算法優(yōu)化的積累做出的數(shù)據(jù)模型，基于駕駛員方向盤(pán)的輸入、車輛的側(cè)向加速度等信息，能夠提前預(yù)判車輛接下來(lái)的運(yùn)動(dòng)發(fā)展過(guò)程，從而讓VDC 2.0更及時(shí)、平順的做出響應(yīng)。這樣VDC 2.0系統(tǒng)對(duì)車輛的干預(yù)動(dòng)作也更輕微便能達(dá)到同樣的控制效果，而減少了駕駛員對(duì)系統(tǒng)干預(yù)的明顯感知，也能減少由此對(duì)駕駛員信心的影響。

　　在博世（呼倫貝爾）汽車測(cè)試技術(shù)中心的冰雪賽道上，我們對(duì)比體驗(yàn)了VDC 1.0和VDC 2.0的實(shí)際效果，在逼近極限的過(guò)彎速度下，VDC 1.0會(huì)在車輛出現(xiàn)滑動(dòng)的瞬間介入將車輛引回正確的軌跡，而能夠提前干預(yù)的VDC 2.0在同一條件下，這樣的輕微滑動(dòng)有明顯減少。

　　當(dāng)然，在現(xiàn)有條件下，VDC 2.0對(duì)過(guò)彎極限和賽道圈速的提升微乎其微，畢竟VDC 1.0也已經(jīng)是一款能夠讓車輛充分發(fā)揮其性能的完善產(chǎn)品。那么博世花大力氣重寫(xiě)核心算法，引入基于模型的前饋控制打造VDC 2.0的意義是什么？

　　隨著汽車智能化浪潮的推進(jìn)，越來(lái)越多的新車引入了基于攝像頭、雷達(dá)等感知硬件的輔助駕駛系統(tǒng)，集中式電子電氣架構(gòu)下多執(zhí)行器跨域融合也已經(jīng)成為可能。引入前瞻控制的VDC 2.0在智能汽車上成為了與ADAS感知系統(tǒng)跨域融合的基礎(chǔ)。通過(guò)感知系統(tǒng)對(duì)前方路況、行駛軌跡的預(yù)判，這種開(kāi)環(huán)式數(shù)據(jù)和VDC 2.0前瞻控制思想融合，能夠?qū)φ嚢踩詭?lái)更大的提升。

　　在集中式電子電氣架構(gòu)中，追求的是軟件上移，即不同執(zhí)行器中的軟件向同一個(gè)VCU集中，對(duì)于不同控制域?qū)崿F(xiàn)跨域融合起到了關(guān)鍵作用。但博世帶來(lái)的dTCS分布式牽引力控制系統(tǒng)，從名字上就能看出這是一個(gè)與“軟件上移”相反的思路。

　　TCS牽引力控制系統(tǒng)是博世的拳頭產(chǎn)品之一，其通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率來(lái)保證車輛不會(huì)因?yàn)榧铀?a class="cmsLink" target="_blank">扭矩過(guò)大產(chǎn)生失控風(fēng)險(xiǎn)。TSC算法一般集成在博世的另一個(gè)拳頭產(chǎn)品ESP中，ESP能夠精確調(diào)整四輪制動(dòng)力，通過(guò)快速連續(xù)的制動(dòng)，讓車輛在急剎車、單側(cè)車輪打滑等情況下減少車輛的偏移。當(dāng)輪速傳感器采集到加速扭矩過(guò)大的信號(hào)時(shí)，將信號(hào)傳遞給ESP，再通過(guò)VCU整車控制器下達(dá)控制牽引力輸出的指令。這一套反應(yīng)流程僅需100毫秒，也就是0.1秒。

　　dTCS分布式牽引力控制系統(tǒng)將則控制軟件直接封裝在控制電機(jī)的MCU系統(tǒng)中，完全舍棄了此前傳感器到VCU再到TCS的回路，帶來(lái)的效果就是快10倍的響應(yīng)速度，使原本100毫秒的中間遲滯時(shí)間縮短到了10毫秒。

　　當(dāng)然，這與集中式電子電氣架構(gòu)的發(fā)展并不相悖。做個(gè)簡(jiǎn)單的類比，汽車的中央計(jì)算平臺(tái)相當(dāng)于我們?nèi)祟惖拇竽X，集中式控制相當(dāng)于將身體各個(gè)部分的控制權(quán)限全部交給了大腦來(lái)處理，這樣能夠讓手眼協(xié)調(diào)一致的完成同一個(gè)目標(biāo)。但人類也有無(wú)需經(jīng)過(guò)大腦處理的反射，包括我們最熟悉的膝跳反射。針對(duì)需要快速響應(yīng)，相對(duì)規(guī)律的動(dòng)作，分布式布局顯然更加合理。

　　dTCS帶來(lái)的最直觀的感受是冰面起步。電機(jī)相比內(nèi)燃機(jī)一個(gè)明顯的不同是能夠在0轉(zhuǎn)速時(shí)直接輸出最大扭矩，這就是電動(dòng)車在起步加速時(shí)明顯快于同等級(jí)燃油車的原因。但如果在光滑的冰面、雪地上，爆發(fā)式的扭矩輸出造成結(jié)果就是打滑，這就需要TCS的介入將牽引力控制在合理的范圍幫助車輛起步。在抓地力極低的光滑冰面上，傳統(tǒng)TCS牽引力控制系統(tǒng)100毫秒的延時(shí)能讓人明顯感覺(jué)到起步前一段打滑的過(guò)程，而dTCS能夠?qū)⑦@一過(guò)程縮短至車內(nèi)駕乘人員不易察覺(jué)，對(duì)行車品質(zhì)有明顯的提高。

　　能留回收系統(tǒng)是新能源車上很常見(jiàn)的功能，松開(kāi)加速踏板，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將車輛滑行的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來(lái)增加新能源車的續(xù)航表現(xiàn)。在滑行的過(guò)程中車輪帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程電機(jī)轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)線，會(huì)產(chǎn)生減速轉(zhuǎn)矩讓車輛不斷減速。

　　能留回收系統(tǒng)對(duì)續(xù)航提升有不小的幫助，不過(guò)除了剛剛接觸新能源車的用戶需要一段時(shí)間適應(yīng)我啊，在一些極端情況下也可能增加發(fā)生危險(xiǎn)的幾率。例如北方冬天道路在背陰的部分可能出現(xiàn)部分結(jié)冰，在需要緊急并線至結(jié)冰路段時(shí)，松開(kāi)踏板產(chǎn)生的制動(dòng)力可能會(huì)讓碾上冰面的輪胎滑移率過(guò)高，單側(cè)車輪打滑引發(fā)失控。

　　博世本次帶來(lái)的eDTC滑行能量回收扭矩控制系統(tǒng)，就是在檢測(cè)到輪胎滑移率過(guò)高時(shí)暫停動(dòng)能回收，提升出現(xiàn)滑移率過(guò)高輪胎的轉(zhuǎn)矩，保證車輛的安全可控。

　　完成這套動(dòng)作的關(guān)鍵在于快，eDCT于前文提到的dTCS類似，同樣控制軟件直接封裝在控制電機(jī)的MCU系統(tǒng)中，讓檢測(cè)識(shí)別到觸發(fā)eDTC工作可以瞬間完成。

　　剎車點(diǎn)頭，幾乎是每一個(gè)司機(jī)在新手階段都有經(jīng)歷過(guò)，隨著駕駛經(jīng)驗(yàn)的豐富，在剎停前輕輕松一點(diǎn)剎車可以將車輛控制在平穩(wěn)剎停?？刂扑蓜x車的時(shí)機(jī)和力度，更多依靠的是經(jīng)驗(yàn)的積累，松少了并不能完全抵消掉點(diǎn)頭動(dòng)作，松開(kāi)過(guò)多不僅會(huì)延長(zhǎng)剎車距離，還會(huì)讓剎停過(guò)程變得更不平穩(wěn)。剎車點(diǎn)頭不僅影響乘客的舒適性，也讓人更容易暈車。

　　博世研發(fā)的CST舒適制動(dòng)系統(tǒng)可以自動(dòng)控制這一過(guò)程，駕駛員只需要正常力度的剎車，系統(tǒng)自動(dòng)控制在剎停前釋放一定的制動(dòng)力度抵消剎車點(diǎn)頭的動(dòng)作，讓新手剎車也能平穩(wěn)的像一個(gè)老司機(jī)。CST 1.0版本目前已經(jīng)在部分量產(chǎn)車型上裝配，而我們此次體驗(yàn)的CST 2.0提供了讓剎停動(dòng)作更加平穩(wěn)的模式，博世給他起了個(gè)形象的名稱——寶寶模式，即便車上睡著嬰幼兒寶寶，剎車也不會(huì)把他吵醒。

　　在剎停前有一個(gè)松剎車的動(dòng)作，必然會(huì)增加一定的剎車距離，據(jù)工程師介紹，在常規(guī)剎車力度下剎停，寶寶模式啟動(dòng)會(huì)增加10cm左右的剎車距離，和人類“老司機(jī)”同樣的操作增加的距離差不多，并且系統(tǒng)控制的更加穩(wěn)定，成績(jī)可能還優(yōu)于老司機(jī)。

　　如果需要緊急制動(dòng)怎么辦？人類駕駛員可以根據(jù)實(shí)際情況自行判斷，而CST 2.0會(huì)根據(jù)駕駛員剎車力度做出判斷，當(dāng)車輛減速度達(dá)到一定的閾值后，CST系統(tǒng)就不再啟動(dòng)，保證安全是最重要的。另外如果車輛處在一定坡度的下坡路段上，坡度超過(guò)閾值時(shí)CST系統(tǒng)也不會(huì)啟動(dòng)，防止溜車。

　　博世此次帶來(lái)的最好玩的技術(shù)，莫過(guò)于iDCS智能漂移系統(tǒng)了。漂移是一種可控的“失控”狀態(tài)，需要讓車輪突破抓地極限滑動(dòng)起來(lái)，然后不斷的調(diào)節(jié)油門(mén)開(kāi)度和方向盤(pán)角度，讓車輛保持在抓地力不足的滑動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)還能讓駕駛員控制其滑動(dòng)的方向。漂移需要長(zhǎng)時(shí)間大量的練習(xí)才能在車輛滑行時(shí)掌控其姿態(tài)。對(duì)于新手而言，單是讓車輪突破抓地力起漂，就需要克服不小的心理壓力，漂移過(guò)程中不斷的修正方向和油門(mén)開(kāi)度更是容易手忙腳亂。

　　博世帶來(lái)的iDCS只能漂移系統(tǒng)大幅簡(jiǎn)化了這一過(guò)程，首先是讓起漂變得更容易，在漂移模式下轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)同時(shí)大力踩下油門(mén)，車輪就輕松突破抓地力開(kāi)始滑行，而后不需要駕駛員調(diào)整油門(mén)，保持深踩油門(mén)調(diào)整方向，就可以讓車輛維持穩(wěn)定的漂移，在車輛即將拉直時(shí)松油門(mén)，反打方向盤(pán)并再次深踩油門(mén)，就完成了一個(gè)漂亮的漂移“鐘擺”動(dòng)作。

　　iDCS會(huì)不斷的通過(guò)傳感器采集車輛的橫擺角速度、車輪側(cè)偏角度及方向盤(pán)角度等信息，計(jì)算此刻所需的最佳電機(jī)扭矩，幫助駕駛員不斷的修正油門(mén)，駕駛員只需要深踩加速踏板，專心控制方向即可。在逐漸熟悉漂移的感受后，iDCS還提供了專業(yè)模式，將部分油門(mén)控制權(quán)交回給駕駛員調(diào)整，讓駕駛員完成進(jìn)階的漂移學(xué)習(xí)。

　　后續(xù)汽車品牌在配備這一系統(tǒng)時(shí)，預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)其可用的場(chǎng)所等有一定的限制，切記漂移有不小的危險(xiǎn)性，切莫在開(kāi)放的公共場(chǎng)合隨意漂移。而對(duì)于博世，如何兼容不同品牌旗下不同電機(jī)、底盤(pán)、懸架特性的車型，完成標(biāo)定，是iDCS智能漂移系統(tǒng)的一大難點(diǎn)。另外，這套系統(tǒng)在后驅(qū)及四驅(qū)車型上都可以兼容。

　　除了以上這些，博世還展示了VDC 2.0與線控轉(zhuǎn)向、解耦式剎車系統(tǒng)、集成式后輪轉(zhuǎn)向的集成，新一代的ESP®10、TV扭矩矢量控制等等新一代技術(shù)，不久的將來(lái)這些技術(shù)會(huì)逐步在量產(chǎn)車型上得到應(yīng)用和普及。隨著智能化在汽車領(lǐng)域的普及，已經(jīng)從智能座艙和智能駕駛向底盤(pán)等汽車更核心的硬件上推廣，博世的這一系列新技術(shù)的研究，便是嘗試在底盤(pán)等方面應(yīng)用更多的智能化技術(shù)，打造出新一代的智能底盤(pán)，優(yōu)化駕乘人員的體驗(yàn)，而未來(lái)智能底盤(pán)與智能駕駛、智能座艙的進(jìn)一步融合，還能夠讓智能汽車有更多的發(fā)揮空間。期待這些技術(shù)盡快在量產(chǎn)車型上落地，在安全性、舒適性、可玩性等方面給用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。（文：太平洋汽車 郭睿）