来自航空工业的线控技术,一定是电动汽车的未来吗?

新车新技术 2022-01-27 11:37:36

不久前,宝马设计又向大家展现了他们的“奇思妙想”,不过这次并不是去创造怪诞的概念车,而是折腾方向盘去了。先且抛开这诡异的方向盘设计,宝马说这个方向盘是为自动驾驶设计的,并且会配合线控转向使用。

随着自动驾驶越来越热,线控技术也随之被各大厂商重视起来。今天就来聊聊线控技术的方方面面。

线控技术听起来很深奥晦涩,不知道其原理的,还以为是近些年才鼓捣出来的暗黑科技呢。实则不然,若用直白的方式来说,可以理解为将机械结构变成电子控制的,由计算机来执行指令。

这项技术最早应用在航空领域,飞机的复杂程度可比汽车高出了好几个数量级。尤其是讲究高速、高机动的战斗机。在这些先进的飞机上,人的感知能力已经无法快速、精准地处置突发状况或者高难度的机动。于是飞行控制计算机接管了这一切,飞行员只需要给出指令,然后计算机去精准的控制各个舵面。

F16和协和是最早使用电传系统的战斗机和民用飞机,再往后主流的军机和客机都广泛的采用了这项技术。电传相比传统的机械控制好处有很多,比如重量轻、控制精确、可执行更加复杂的动作等。

不过,这项始于航空的技术,也没有那么的高深和触不可及,它的核心是计算机技术的发展。到了21世纪之后,计算机技术也都广泛使用在了汽车领域。计算机最先接管的就是油门系统。从前的车都是拉线油门,油门踏板和节气门是由钢索连接的,油门的深度直接控制节气门的开度。

当电子油门替换拉线油门后,踩下油门并不直接关联节气门的开度,它只是给了计算机一个动力请求。然后计算机会根据这个动力请求调整节气门开度,变速箱的挡位。如果是涡轮增压引擎,还要匹配涡轮的介入。另外还有根据驾驶模式计算喷油量以及调整空燃比。

总归在电子时代,油门已经不是一个机械连接的部件了。如此,自然会带来不少的好处,比如燃油效率更高、引擎燃烧更精确、爆发力更强更快。毕竟,单凭驾驶人员是无法掌控空燃比、喷油量这些参数的。更精准地控制燃烧,这也是未来引擎发展方向。

换句话说,在线控技术的加持下,驾驶者只是扮演着发号施令的角色,真正的执行者变成了计算机。让引擎、变速箱成为一个整体,效率和驾驶体验也大幅提升。

举个例子,曾经的涡轮增压引擎都不好开,涡轮迟滞、介入时的突兀,加上比较糟糕的燃油效率,使得它一直都没成为市场的主流。但是在电子技术的加持下,涡轮增压引擎的缺点都得到了很大的改善。

回归线控技术的话题,电子油门其实也可以看作线控技术的变种,毕竟基础都是计算机。既然更精确、更高效,那么线控技术为何现在听起来还是个陌生词,我们很少听到线控转向、线控刹车之类的技术。

原因之一是可靠性,在传统认知中,机械连接总要来的更可靠些。从航空工业看,空客的工程师虽然斩断了连接舵面的钢索,但依旧给控制系统留下了两套备份系统,并且相互独立。毕竟飞机的控制和安全性息息相关,这种留有冗余的设计一定是必要的。

放在汽车上,道理也一样。先前说的电子油门和安全性关系不大,没有动力抛锚在路上,最多是让人的心情变坏,并不影响生命安全。

而转向和刹车就不同了,二者少了一个都是要命的。倘若要设计一套线控转向、线控刹车系统,一定要有备份系统,而且要与线控系统相互独立。

举例来说,现在虽然有电子助力的刹车系统,但其依旧保留着机械连接。就像之前特斯拉刹车事件,我一直说除非是硬件损坏,比如刹车油漏光、刹车盘爆裂,否则刹车是不会失效的。因为刹车的机械连接还在,可能只是助力没了,刹车变得很重,让人以为是失效了。

另外一个例子,日产集团曾经做过线控转向,但他们也还是保留着机械连接部件作为备份。当电子系统出现问题后,驾驶者依旧拥有对车辆的控制权。

倘若,要彻底断开机械连接,那么就必须重新设计一套备份系统。如此必然会增加系统的复杂度,提高成本,从工程学“如非必须,勿增实体”的理念出发,线控转向和刹车是不必要的。

另外,除了价格之外。驾驶感受也会下降,如果你开过拉线油门的车,再到电子油门的车里,即便是911GT3这样的超跑,它的油门也不可能有拉线油门那样敏感。转向和刹车也是一样的道理,驾驶感受会变得虚假,像玩电子游戏那样。

但如果到了自动驾驶的时代,当驾驶主体从人到了机器后,线控技术就有更现实的必要性了。更精确、更高效的优点会被放大,驾驶感受差的缺点也不复存在。当把动力输出、刹车、转向都整合在一个系统下,甚至与前后车相连通,那么势必会提升整体的交通效率。

当然不管是宝马还是其它厂商的线控技术,落在自动驾驶的车辆上,我想还是有很长的路要走。

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