汽車智能化才剛剛開始 探秘博世冬測中心

　　【太平洋汽車 技術頻道】提起智能汽車，大家首先想到的想必是自動駕駛和智能座艙，這也是當今這場汽車產業技術革命中備受關注的兩大領域。但汽車智能化就僅止于此嗎？非也！隨著汽車電動化、集中式電子電氣架構和跨域融合等技術的完善和普及，以往通過機械結構和傳統電氣架構極其復雜甚至無法實現的能力，在全新的架構和人工智能等技術的加持下正在逐步走向我們，其中不乏設計行車安全和舒適性的關鍵技術。

　　前不久，在博世（呼倫貝爾）汽車測試技術中心寒風凜冽的冰雪測試場地，體驗了一些博世在智能汽車時代對汽車底盤、操控等方面的前沿技術探索。而這些技術涉及的角度也是五花八門，有提高行車穩定性降低失控風險的安全技術；有讓新手也能平穩剎車不點頭的舒適技術；也有讓新手也能輕松漂移的趣味技術等等。作為一家有著數不盡的技術光環和拳頭產品加持的百年品牌，博世在汽車智能化的當下仍然在技術最前沿不斷進取，或許在不久的將來，今天我們在測試場體驗的這些技術就會在你購買的新車上出現。

　　VDC汽車動態控制系統能夠提高汽車行駛的穩定性，如今已經在市售車輛上得到廣泛應用，當車輛出現車輪打滑、側傾或者輪胎喪失抓地力的瞬間，VDC系統會立刻介入，降低動力輸出，同時對各個車輪針對性的進行控制調整，引導車輛平穩行駛，避免失控風險。

　　當前的VDC系統是一套基于反饋的閉環系統，當系統檢測到車輛出現異常狀態時迅速做出響應，駕駛員能明顯感知到系統的干預。而博世中國基于車輛現有的車身動態傳感器，在VDC 2.0中引入了基于模型的前饋控制，在車輛出現異常狀態前VDC 2.0便能提前介入，不僅響應速度更快，也能給駕駛員更高的信心。

　　在動漫《海賊王》中有一個很有趣的設定叫“見聞色霸氣”，有見聞色霸氣的強者可以預見到接下來短暫時間內將會發生的事，包括對手的招式、詭計等，從而提前干預改變事件的走向。

　　VDC 2.0引入的前饋控制思想就像汽車上的“見聞色霸氣”，博世利用自身常年來的工程經驗、算法優化的積累做出的數據模型，基于駕駛員方向盤的輸入、車輛的側向加速度等信息，能夠提前預判車輛接下來的運動發展過程，從而讓VDC 2.0更及時、平順的做出響應。這樣VDC 2.0系統對車輛的干預動作也更輕微便能達到同樣的控制效果，而減少了駕駛員對系統干預的明顯感知，也能減少由此對駕駛員信心的影響。

　　在博世（呼倫貝爾）汽車測試技術中心的冰雪賽道上，我們對比體驗了VDC 1.0和VDC 2.0的實際效果，在逼近極限的過彎速度下，VDC 1.0會在車輛出現滑動的瞬間介入將車輛引回正確的軌跡，而能夠提前干預的VDC 2.0在同一條件下，這樣的輕微滑動有明顯減少。

　　當然，在現有條件下，VDC 2.0對過彎極限和賽道圈速的提升微乎其微，畢竟VDC 1.0也已經是一款能夠讓車輛充分發揮其性能的完善產品。那么博世花大力氣重寫核心算法，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，越來越多的新車引入了基于攝像頭、雷達等感知硬件的輔助駕駛系統，集中式電子電氣架構下多執行器跨域融合也已經成為可能。引入前瞻控制的VDC 2.0在智能汽車上成為了與ADAS感知系統跨域融合的基礎。通過感知系統對前方路況、行駛軌跡的預判，這種開環式數據和VDC 2.0前瞻控制思想融合，能夠對整車安全性帶來更大的提升。

　　在集中式電子電氣架構中，追求的是軟件上移，即不同執行器中的軟件向同一個VCU集中，對于不同控制域實現跨域融合起到了關鍵作用。但博世帶來的dTCS分布式牽引力控制系統，從名字上就能看出這是一個與“軟件上移”相反的思路。

　　TCS牽引力控制系統是博世的拳頭產品之一，其通過控制發動機輸出功率來保證車輛不會因為加速扭矩過大產生失控風險。TSC算法一般集成在博世的另一個拳頭產品ESP中，ESP能夠精確調整四輪制動力，通過快速連續的制動，讓車輛在急剎車、單側車輪打滑等情況下減少車輛的偏移。當輪速傳感器采集到加速扭矩過大的信號時，將信號傳遞給ESP，再通過VCU整車控制器下達控制牽引力輸出的指令。這一套反應流程僅需100毫秒，也就是0.1秒。

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

　　當然，這與集中式電子電氣架構的發展并不相悖。做個簡單的類比，汽車的中央計算平臺相當于我們人類的大腦，集中式控制相當于將身體各個部分的控制權限全部交給了大腦來處理，這樣能夠讓手眼協調一致的完成同一個目標。但人類也有無需經過大腦處理的反射，包括我們最熟悉的膝跳反射。針對需要快速響應，相對規律的動作，分布式布局顯然更加合理。

　　dTCS帶來的最直觀的感受是冰面起步。電機相比內燃機一個明顯的不同是能夠在0轉速時直接輸出最大扭矩，這就是電動車在起步加速時明顯快于同等級燃油車的原因。但如果在光滑的冰面、雪地上，爆發式的扭矩輸出造成結果就是打滑，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TCS牽引力控制系統100毫秒的延時能讓人明顯感覺到起步前一段打滑的過程，而dTCS能夠將這一過程縮短至車內駕乘人員不易察覺，對行車品質有明顯的提高。

　　能留回收系統是新能源車上很常見的功能，松開加速踏板，系統會自動將車輛滑行的動能轉換為電能儲存起來增加新能源車的續航表現。在滑行的過程中車輪帶動電機發電，能量轉化的過程電機轉子切割磁場線，會產生減速轉矩讓車輛不斷減速。

　　能留回收系統對續航提升有不小的幫助，不過除了剛剛接觸新能源車的用戶需要一段時間適應我啊，在一些極端情況下也可能增加發生危險的幾率。例如北方冬天道路在背陰的部分可能出現部分結冰，在需要緊急并線至結冰路段時，松開踏板產生的制動力可能會讓碾上冰面的輪胎滑移率過高，單側車輪打滑引發失控。

　　博世本次帶來的eDTC滑行能量回收扭矩控制系統，就是在檢測到輪胎滑移率過高時暫停動能回收，提升出現滑移率過高輪胎的轉矩，保證車輛的安全可控。

　　完成這套動作的關鍵在于快，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的MCU系統中，讓檢測識別到觸發eDTC工作可以瞬間完成。

　　剎車點頭，幾乎是每一個司機在新手階段都有經歷過，隨著駕駛經驗的豐富，在剎停前輕輕松一點剎車可以將車輛控制在平穩剎停?？刂扑蓜x車的時機和力度，更多依靠的是經驗的積累，松少了并不能完全抵消掉點頭動作，松開過多不僅會延長剎車距離，還會讓剎停過程變得更不平穩。剎車點頭不僅影響乘客的舒適性，也讓人更容易暈車。

　　博世研發的CST舒適制動系統可以自動控制這一過程，駕駛員只需要正常力度的剎車，系統自動控制在剎停前釋放一定的制動力度抵消剎車點頭的動作，讓新手剎車也能平穩的像一個老司機。CST 1.0版本目前已經在部分量產車型上裝配，而我們此次體驗的CST 2.0提供了讓剎停動作更加平穩的模式，博世給他起了個形象的名稱——寶寶模式，即便車上睡著嬰幼兒寶寶，剎車也不會把他吵醒。

　　在剎停前有一個松剎車的動作，必然會增加一定的剎車距離，據工程師介紹，在常規剎車力度下剎停，寶寶模式啟動會增加10cm左右的剎車距離，和人類“老司機”同樣的操作增加的距離差不多，并且系統控制的更加穩定，成績可能還優于老司機。

　　如果需要緊急制動怎么辦？人類駕駛員可以根據實際情況自行判斷，而CST 2.0會根據駕駛員剎車力度做出判斷，當車輛減速度達到一定的閾值后，CST系統就不再啟動，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，坡度超過閾值時CST系統也不會啟動，防止溜車。

　　博世此次帶來的最好玩的技術，莫過于iDCS智能漂移系統了。漂移是一種可控的“失控”狀態，需要讓車輪突破抓地極限滑動起來，然后不斷的調節油門開度和方向盤角度，讓車輛保持在抓地力不足的滑動狀態，同時還能讓駕駛員控制其滑動的方向。漂移需要長時間大量的練習才能在車輛滑行時掌控其姿態。對于新手而言，單是讓車輪突破抓地力起漂，就需要克服不小的心理壓力，漂移過程中不斷的修正方向和油門開度更是容易手忙腳亂。

　　博世帶來的iDCS只能漂移系統大幅簡化了這一過程，首先是讓起漂變得更容易，在漂移模式下轉動方向盤同時大力踩下油門，車輪就輕松突破抓地力開始滑行，而后不需要駕駛員調整油門，保持深踩油門調整方向，就可以讓車輛維持穩定的漂移，在車輛即將拉直時松油門，反打方向盤并再次深踩油門，就完成了一個漂亮的漂移“鐘擺”動作。

　　iDCS會不斷的通過傳感器采集車輛的橫擺角速度、車輪側偏角度及方向盤角度等信息，計算此刻所需的最佳電機扭矩，幫助駕駛員不斷的修正油門，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還提供了專業模式，將部分油門控制權交回給駕駛員調整，讓駕駛員完成進階的漂移學習。

　　后續汽車品牌在配備這一系統時，預計會對其可用的場所等有一定的限制，切記漂移有不小的危險性，切莫在開放的公共場合隨意漂移。而對于博世，如何兼容不同品牌旗下不同電機、底盤、懸架特性的車型，完成標定，是iDCS智能漂移系統的一大難點。另外，這套系統在后驅及四驅車型上都可以兼容。

　　除了以上這些，博世還展示了VDC 2.0與線控轉向、解耦式剎車系統、集成式后輪轉向的集成，新一代的ESP®10、TV扭矩矢量控制等等新一代技術，不久的將來這些技術會逐步在量產車型上得到應用和普及。隨著智能化在汽車領域的普及，已經從智能座艙和智能駕駛向底盤等汽車更核心的硬件上推廣，博世的這一系列新技術的研究，便是嘗試在底盤等方面應用更多的智能化技術，打造出新一代的智能底盤，優化駕乘人員的體驗，而未來智能底盤與智能駕駛、智能座艙的進一步融合，還能夠讓智能汽車有更多的發揮空間。期待這些技術盡快在量產車型上落地，在安全性、舒適性、可玩性等方面給用戶帶來更好的體驗。（文：太平洋汽車 郭睿）