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    • 1.?研發(fā)線控轉(zhuǎn)向的價值
    • 2. 線控轉(zhuǎn)向上車的阻礙因素
    • 3. 誰有可能第一個吃螃蟹成功?
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線控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)商用的挑戰(zhàn)與曙光

2023/01/25
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閱讀需 35 分鐘
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作者 | 張萌宇

線控轉(zhuǎn)向有廣義和狹義之分。廣義的線控轉(zhuǎn)向是指由電信號控制轉(zhuǎn)向功能的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),不一定取消轉(zhuǎn)向輪和方向盤之間的機械連接;狹義的線控轉(zhuǎn)向是指由電信號控制轉(zhuǎn)向功能,并且取消了轉(zhuǎn)向輪和方向盤之間的機械連接的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。狹義的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),又可以分為帶方向盤的和不帶方向盤的,假如帶了方向盤,方向盤一般不隨車輪轉(zhuǎn)動——比如耐世特的靜默方向盤線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

在本文的語境中,如無特殊說明,線控轉(zhuǎn)向均特指狹義的線控轉(zhuǎn)向。

目前在乘用車上普遍使用的是電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering,EPS),屬于“廣義”線控轉(zhuǎn)向的一種,其滲透率已超過90%。如上圖所示,EPS是在駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤之后,轉(zhuǎn)矩傳感器記錄轉(zhuǎn)向扭矩并傳輸給電控單元,電控單元計算出轉(zhuǎn)向助力控制伺服電機工作從而實現(xiàn)助力。

與電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同的是,線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Steering By Wire System,SBW)由電控單元控制的轉(zhuǎn)向電動機驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動,車輪和方向盤之間沒有機械連接。

在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,車輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器增加了線控的接口,轉(zhuǎn)向力矩完全依靠下轉(zhuǎn)向執(zhí)行器來輸出,而下轉(zhuǎn)向執(zhí)行器輸出力的方向和大小以及轉(zhuǎn)動的速度都依賴于控制算法的信號。這意味著,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以完全由控制算法來接管,而無需依賴于手工轉(zhuǎn)動方向盤,如此一來,自動駕駛功能的實現(xiàn)就具備了一項先決條件。

其實,線控轉(zhuǎn)向并不是一個新的概念。早在20世紀(jì)50年代,TRW和Kasselmann就提出了線控轉(zhuǎn)向的概念,不過當(dāng)時僅僅停留在概念中。

到了1990年,德國奔馳公司開始了線控轉(zhuǎn)向的研究,并于1996年將開發(fā)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用于F200概念車上。此后很多研究機構(gòu)、主機廠、零部件廠商例如日本國立大學(xué)、寶馬、捷太格特等都對線控轉(zhuǎn)向展開了研究,并陸續(xù)推出了一些代表性產(chǎn)品。

1999年,寶馬汽車公司推出概念車BMWZ22。在應(yīng)用了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)后,此款車能夠?qū)崿F(xiàn)可變傳動比,方向盤需要轉(zhuǎn)動的最大角度減少到了160度,極大降低了緊急轉(zhuǎn)向時駕駛員的操作難度。

2016年,采埃孚(ZF)和天合汽車(TRW)合并后展示的一輛原型車上搭載了采埃孚天合的前后橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng),該系統(tǒng)可實現(xiàn)純電動操控。2018年,博世華域與奧迪合作的線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品搭載于奧迪A3上在全國巡回展示。

然而,時至今日,線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品尚未大規(guī)模應(yīng)用在乘用車上。2013年,英菲尼迪旗下的Q50上市,此款車上搭載了帶機械冗余的線控轉(zhuǎn)向。然而2014年,英菲尼迪就對Q50實施了召回,原因是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在安全問題。此后,市面上一直沒有真正意義上搭載了線控轉(zhuǎn)向的汽車量產(chǎn)。

直到2022年4月,豐田旗下的bZ4X上市,海外版產(chǎn)品使用了捷太格特的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)One Motion Grip 。在此款產(chǎn)品上,方向盤和前輪之間沒有機械連接,取而代之的是電線和電子系統(tǒng),方向盤根據(jù)汽車行駛速度和車輪轉(zhuǎn)向角度改變轉(zhuǎn)向比和力反饋。

但很難說bZ4X的上市代表著線控轉(zhuǎn)向在乘用車上成功地實現(xiàn)了量產(chǎn)應(yīng)用。

2022年6月,因為輪轂問題,豐田在海外市場對bZ4X實施了召回,此時大部分bZ4X還未正式交付。10月,豐田在全球范圍內(nèi)再次召回bZ4X,原因仍然是輪轂問題。在中國市場,因為法規(guī)問題,bZ4X仍然采用了帶機械連接的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。所以目前仍然不能說線控轉(zhuǎn)向在乘用車上成功地實現(xiàn)了量產(chǎn)應(yīng)用。

有投資人表示短期內(nèi)對線控轉(zhuǎn)向的落地不太看好,理由是目前線控轉(zhuǎn)向的性價比太低,成本高但無法給駕駛員帶來明顯的體驗提升。但今年10月采埃孚與蔚來簽訂協(xié)議要共同研發(fā)線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品,耐世特在2022年的中報上公告拿下了某主機廠金額達20億元的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)訂單??梢?,即便之前的案例算不上成功,仍然有廠商在這一領(lǐng)域堅持研發(fā)。

1.?研發(fā)線控轉(zhuǎn)向的價值

那么,大家為什么要研究線控轉(zhuǎn)向?線控轉(zhuǎn)向可以給用戶帶來哪些體驗的提升呢?

1.1 底盤線控化的一部分

有投資人提到,智能化時代,汽車的電子電氣架構(gòu)由分布式向域集中式再向中央集成式發(fā)展。在這種背景下,轉(zhuǎn)向作為底盤的一部分,隨著上下車身的解耦以及高級別自動駕駛的實現(xiàn),線控化是必然的趨勢。

算法可以實現(xiàn)比人更快的響應(yīng)速度以及更高的準(zhǔn)確度,如今很多乘用車具備的車道緊急避障功能就依賴于算法的快速響應(yīng)以及精準(zhǔn)控制。隨著高等級自動駕駛的落地,用算法來控制轉(zhuǎn)向?qū)⒊蔀閯傂琛?/p>

清華蘇研院底盤所所長高峰認(rèn)為“制動、轉(zhuǎn)向、懸架的線控都是底盤域集中控制的一部分。制動會向IPB+RBU(<=L3)、EMB(L4&L5)發(fā)展。轉(zhuǎn)向會從有機械耦合(<=L2), 向無機械耦合(L3&L4)、無方向盤采用底盤備用終端(L5)發(fā)展?!?/p>

1.2 車身設(shè)計更靈活

線控轉(zhuǎn)向取消了方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接,給車身設(shè)計帶來了更多的靈活性。機械連接的取消一方面能夠節(jié)省駕駛位的空間,駕駛員腿部可以更舒展;另一方面也使得方向盤和轉(zhuǎn)向輪實現(xiàn)了解耦,因為方向盤和轉(zhuǎn)向輪不必同時轉(zhuǎn)動了。

解耦之后,方向盤就可以伸縮,也可以用來實現(xiàn)其他功能。假如未來L4級別的自動駕駛得以實現(xiàn),除用于控制車輛行駛外,方向盤還可以支持娛樂功能。可以想象這么一個場景,把游戲的界面投影到HUD,方向盤充當(dāng)手柄,用方向盤來控制游戲中的道具。此外,還可以在方向盤上做一些跟音樂相關(guān)的律動,給用戶帶來更加真實的體驗。

另外,假如實現(xiàn)了>=L3級別的自動駕駛,在駕駛員不用接管的時候,方向盤因為機械連接的存在一直跟隨車輪轉(zhuǎn)動,駕駛員的體驗會比較差。

1.3 傳動比更靈活

汽車轉(zhuǎn)向的時候,方向盤轉(zhuǎn)動的角度和車輪轉(zhuǎn)動的角度的比值叫做傳動比。在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,方向盤和車輪執(zhí)行器有機械連接,傳動比是固定的。然而,一旦把機械連接去掉,傳動比就是可變的。

為什么需要可變傳動比呢?主要是低速行車的時候調(diào)小傳動比可以使轉(zhuǎn)向操作更省力,以及在高速行車的時候調(diào)大傳動比可以避免不小心偏離車道。

低速行車的狀態(tài)下,轉(zhuǎn)動方向盤會相對吃力。在需要掉頭的時候,假如不調(diào)節(jié)傳動比,方向盤需要轉(zhuǎn)動較大的角度才能帶動車輪轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度。若將低速行車時的傳動比調(diào)小,那么方向盤僅需轉(zhuǎn)動較小的角度就可以帶動車輪轉(zhuǎn)動掉頭所需的角度,從而實現(xiàn)便捷掉頭。

高速行車狀態(tài)下,方向盤很容易轉(zhuǎn)動,駕駛員不經(jīng)意間的動作就可能帶動方向盤轉(zhuǎn)動可觀的角度,假如車輪跟隨方向盤也轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度,車輛有可能偏離車道造成危險。那么,將高速行車時的傳動比調(diào)大,就能較好地規(guī)避因駕駛員誤操作帶來的風(fēng)險。

此外,還可以根據(jù)場景做一些定制化設(shè)計。濟馭科技總經(jīng)理羅永昌提到,“雖然EPS也可以在設(shè)計時通過調(diào)節(jié)齒輪大小改變轉(zhuǎn)向比,但一旦設(shè)計好之后就無法改變了;相比之下,線控轉(zhuǎn)向就更加靈活,在上車之后也可以根據(jù)場景做定制化設(shè)計?!?/p>

某測評博主表示“bZ4X的轉(zhuǎn)向是非常運動的設(shè)定。首先這臺車的方向盤盤幅就比較小,握在手里非常有運動型車的味道,并且在轉(zhuǎn)動方向盤時,車頭會立即做出快速響應(yīng),隨著轉(zhuǎn)向角度的增加,回正的力度也會以極其線性、細(xì)膩的方式變重。在快速過彎時,bZ4X的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也會呈現(xiàn)出相當(dāng)強的中心感,駕駛者可以通過手上的回饋力感知到前輪轉(zhuǎn)向角度的變化。而在日常駕駛時,bZ4X的轉(zhuǎn)向手感輕重適中,并不會太過于輕飄導(dǎo)致沒有安全感,但也不會過于沉重導(dǎo)致開起來很累。”

當(dāng)前的EPS系統(tǒng)畢竟帶著機械連接,在自由度上不及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。比如上文的博主測評中提到的豐田bZ4X可以實現(xiàn)“在轉(zhuǎn)動方向盤時,車頭會立即做出快速的響應(yīng),隨著轉(zhuǎn)向角度的增加,回正的力度也會以極其線性、細(xì)膩的方式變重?!奔偃缬肊PS系統(tǒng),恐怕就很難實現(xiàn)。

1.4 降低車身相撞的危害程度

漢鼎智能CEO劉澤金告訴筆者:“兩輛汽車相撞的時候,在相撞力的作用下,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機械連接由于沒有能量回收功能,會把方向盤往駕駛員的方向推,從而對駕駛員造成傷害。有數(shù)據(jù)顯示,駕駛員在車禍中受傷,很多時候都是和方向盤的撞擊造成的。假如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是不帶機械連接的,在碰撞的瞬間,方向盤和人之間的相對速度會大幅減小,相應(yīng)地,沖擊力也會大幅減小,駕駛員受到的傷害就會減輕很多?!?/p>

當(dāng)然,安全氣囊也可以實現(xiàn)類似的效果,只是線控轉(zhuǎn)向可以從另外一個角度減輕兩車相撞對駕駛員造成的傷害。

誠然,線控轉(zhuǎn)向可能是未來的趨勢,但在L4級別的自動駕駛何時能落地尚不明朗的當(dāng)下,搭載線控轉(zhuǎn)向有必要嗎?從筆者目前了解到的信息來看,產(chǎn)業(yè)界人士、投資人還沒有達成共識。

一方認(rèn)為,在L4級別的自動駕駛到來之前,搭載線控轉(zhuǎn)向是沒有意義的。因為就目前的情形來看,線控轉(zhuǎn)向給用戶帶來的體驗提升很有限,頂多是錦上添花,遠(yuǎn)非雪中送炭。自動駕駛最剛需的功能——用電信號來控制轉(zhuǎn)向輪,現(xiàn)有的EPS系統(tǒng)也可以實現(xiàn)。

而且在技術(shù)還不夠成熟的情形下,線控轉(zhuǎn)向還會帶來一些額外的麻煩。比如拿掉機械連接后駕駛員會失去“路感”,——當(dāng)前的路感模擬器的效果還沒有到令人特別滿意的程度。以現(xiàn)有的技術(shù)水平,路感模擬器還很難恰到好處地把需要反饋的信息反饋給駕駛員,同時把不需要的信息過濾掉。

另一方認(rèn)為,那些認(rèn)為“線控轉(zhuǎn)向沒必要”的觀點,本質(zhì)上還是僅僅把車作為出行工具來看待。智能底盤行業(yè)專家齊佳寧認(rèn)為,隨著智能化的演進,未來的汽車遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是一個代步工具,它可以是智能移動空間。從這個角度,能把方向盤解放出來發(fā)揮娛樂功能的重要性就大大增加了。而且在實現(xiàn)了>=L3級別的自動駕駛之后,假如沒有線控轉(zhuǎn)向,駕駛員不操控的時候,車輪通過機械連接帶動方向盤轉(zhuǎn)動就會讓人感覺很別扭。

雖然從功能的角度看,線控轉(zhuǎn)向好像不是剛需,但當(dāng)基本的技術(shù)越來越成熟的時候,能給用戶體驗帶來提升的東西都非常值得去嘗試。手機當(dāng)初被發(fā)明出來是因為人們需要通信,但在智能手機時代,幾乎沒有人會在買手機的時候去關(guān)注它的通話功能——人們更在乎的可能是各類app運行是否流暢,拍照是否好看等,而在智能手機被大眾全面認(rèn)可之前,這些都會被認(rèn)為“不是剛需”。

2. 線控轉(zhuǎn)向上車的阻礙因素

拋開上述關(guān)于線控轉(zhuǎn)向“是否必要”的爭論,從當(dāng)前的實際情形來看,線控轉(zhuǎn)向的量產(chǎn)確實有很多困難。為什么時至今日線控轉(zhuǎn)向仍然沒有成功的量產(chǎn)案例呢?阻礙線控轉(zhuǎn)向上車的因素有哪些呢?

筆者總結(jié)了和幾位行業(yè)專家訪談的內(nèi)容,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的線控轉(zhuǎn)向主要面臨著安全性尚未得到大規(guī)模驗證、控制算法性能不夠好、路感模擬等技術(shù)不夠成熟導(dǎo)致用戶體驗不夠好、成本仍然居高不下、存量市場抵制等問題。

2.1 安全性尚未得到大規(guī)模驗證

傳統(tǒng)有機械連接的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全目標(biāo)是fail-safe,線控轉(zhuǎn)向的安全目標(biāo)是fail-operational,即系統(tǒng)失效后還能繼續(xù)工作?,F(xiàn)在行業(yè)里對線控轉(zhuǎn)向的故障率有定量的要求。傳統(tǒng)的故障率,有一個指標(biāo),是1000個器件在100萬個小時—即10的6次方小時里,允許出現(xiàn)100多次故障。而線控轉(zhuǎn)向,10的6次方小時里則只能有個位數(shù)的故障發(fā)生。

有機械連接的時候,即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障,最差情況下還能依靠“蠻力”實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。拿掉機械連接后,線控轉(zhuǎn)向完全依靠軟件算法實現(xiàn)對車輪的轉(zhuǎn)向控制,假如行駛過程中程序出現(xiàn)了問題,駕駛員沒有辦法及時解決問題。

通常來講,軟件的失效率可能比機械高一點。存在一些使用線控轉(zhuǎn)向時才需要考慮的故障,比如在車輛行駛過程中,內(nèi)存溢出導(dǎo)致程序崩潰從而使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法工作;或者由于惡劣環(huán)境、電源瞬變、器件失效等造成ECU的損壞,導(dǎo)致在需要轉(zhuǎn)向的時候程序沒有發(fā)出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向指令或者在不需要轉(zhuǎn)向的時候程序發(fā)出了轉(zhuǎn)向指令等。

在心理層面,線控很難像機械連接那樣給人以安全感——對于駕駛員來說,軟件畢竟是一個看不見摸不著的東西,什么情況下會出現(xiàn)問題,出現(xiàn)問題了怎么解決都是未知的。因此,取消機械連接的前提是線控轉(zhuǎn)向的失效率需要被證明是明顯低于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的。只有這樣,用戶才可能接受。英菲尼迪在Q50上搭載的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)帶了機械冗余,可能也有類似的考慮。

即使有機械連接,也不是百分百安全,因為機械連接也可能因生銹而失效,當(dāng)然了,線控轉(zhuǎn)向當(dāng)前沒有成功的量產(chǎn)案例,即使是帶機械冗余的系統(tǒng)也沒有。雖然有研究機構(gòu)、供應(yīng)商發(fā)布過demo產(chǎn)品,而且從實驗的角度說明目前理論上產(chǎn)品的安全性是達標(biāo)的,但在對安全性要求很高的汽車行業(yè),沒有量產(chǎn)案例就很難令人信服。

目前,很多廠商都在研究拿掉機械連接后如何保證安全性的方案。

清華蘇研院底盤所所長高峰提到,“我們會在一些線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上加裝機械連接,當(dāng)然控制方式還是線控。然后再增加一套安全防護措施,即算法、電路硬件、傳感器、電源、控制板都是兩套。因為我們不可能讓駕駛員去試錯或承擔(dān)任何風(fēng)險,所以安全冗余都會做充分。加上機械連接后,線控轉(zhuǎn)向就可以大批量生產(chǎn)并搭載在乘用車上,然后我們再去分析帶機械連接的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。”

“上車運行一段時間后,我來看反饋數(shù)據(jù),就可以知道有哪些問題是傳感器造成的,哪些是控制器造成的,哪些是執(zhí)行器造成的,哪些是電路造成的,還可以知道系統(tǒng)的流暢度、時延等性能的情況。有了充足的數(shù)據(jù)之后,一方面可以驗證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性,另一方面也可以根據(jù)這些反饋數(shù)據(jù)去做改進?!?/p>

“其實現(xiàn)在理論上來講,我們?nèi)哂嗟木€控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)—電源,傳感器、算法、電路硬件、控制板等都做雙份,已經(jīng)可以做到1000個件在10的6次方小時里只出現(xiàn)個位數(shù)的故障。假如采用單電源,其他部件都配備雙份,可以實現(xiàn)10的6次方小時里出現(xiàn)10到100次故障。只是,現(xiàn)在這些結(jié)果都是理論上的,還沒有經(jīng)過大規(guī)模的路測驗證?!?/p>

2.2 控制算法的性能還不夠好

自動駕駛系統(tǒng)中,線控轉(zhuǎn)向?qū)儆趫?zhí)行機構(gòu),執(zhí)行機構(gòu)發(fā)揮好作用的前提是上游的控制算法能夠準(zhǔn)確及時地發(fā)出指令。只有控制算法的穩(wěn)定性、可靠性、及時性都足夠好,線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)才能真正地發(fā)揮好轉(zhuǎn)向功能。

具體來講,控制算法要確保主動轉(zhuǎn)向時車身的穩(wěn)定性,以及轉(zhuǎn)向時前輪和后輪的協(xié)調(diào)。此外,控制算法還需要確保角度控制的精度以及實時性,假如精度不夠或者在一些緊急情況下轉(zhuǎn)向指令出現(xiàn)延時都可能造成很嚴(yán)重的后果。

控制算法足夠好,需要感知、預(yù)測、規(guī)劃整個鏈條都足夠好。也即是說,線控轉(zhuǎn)向并不能孤立地發(fā)揮作用,而是依賴于整個自動駕駛系統(tǒng)的優(yōu)化。

然而,目前國內(nèi)的自動駕駛供應(yīng)商做的事情通常比較分散,有全棧能力的機構(gòu)不算太多。假如有一個機構(gòu)可以把感知、決策,規(guī)劃、執(zhí)行一起優(yōu)化,那么整套系統(tǒng)效果可能會比較好,因為這些模塊需要互相配合。

雖然現(xiàn)在很多車上都搭載了輔助駕駛系統(tǒng),即當(dāng)前的控制算法已經(jīng)可以達到足以上車的準(zhǔn)確度,但是要達到線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要求的99.9999%還需要一段時間。

根據(jù)某位行業(yè)專家的說法,“線控轉(zhuǎn)向的鋪貨上量依賴于高級別自動駕駛的實現(xiàn)。從這個角度來講,我認(rèn)為線控轉(zhuǎn)向的突破會是一個跳變,一旦高級別自動駕駛實現(xiàn)了,那么線控轉(zhuǎn)向的需求可能立馬就上升了。而且到了那個時候,上端的感知、決策、規(guī)劃等算法已經(jīng)成熟,控制算法的準(zhǔn)確度也將不再是問題?!?/p>

2.3 路感模擬等技術(shù)不成熟導(dǎo)致體驗不夠好

當(dāng)前,L4級別的自動駕駛還未實現(xiàn),行車過程中還是有很多需要駕駛員來操控的情形。假如拿掉方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接,路面的信息無法傳遞上去,駕駛員感受不到轉(zhuǎn)向阻力和路面的顛簸,會失去“路感”,那么就需要加裝一個路感模擬器。

路感模擬器通過馬達震動傳感器來感知底盤的震動情況,把有必要反饋的信息,通過馬達模擬出來,傳遞到方向盤,使駕駛員能有直觀的感受。反饋的信息主要包括齒條力的大小以及輪胎的波動,尤其是30赫茲以下的波動。同時,路感模擬器會過濾一部分不必要的信息,比如一些無意義的抖動,減輕駕駛疲勞。

浙江思銳智能科技CEO黃留清提到:“配備路感模擬器后,在系統(tǒng)中沒有物理連接的情況下,輪胎的不必要振動不會傳遞到車內(nèi),比如路過地面的大坑,但駕駛員在轉(zhuǎn)向時或者正常行駛時仍能體驗到力反饋。”

然而,當(dāng)前的路感模擬技術(shù)還不成熟,無法把路面信息較好地反饋給駕駛員。對于哪些信息需要反饋、哪些信息需要過濾的問題,主機廠還沒有明確的要求,供應(yīng)商自然就還沒有形成很成熟的方案。

德科智控副總經(jīng)理鄭星美提到,“車輛經(jīng)過隔離帶的顛簸感是需要反饋的,在顛簸路面行駛帶來的顛簸感應(yīng)該過濾,但難題在于,如何來分辨這些顛簸呢?還有,一邊的車輪在水里造成的的手感差異也需要反饋給駕駛員,但是通過什么方法來檢測這種信息呢?有些主機廠,尤其是德系主機廠,希望路感模擬器能比較精準(zhǔn)地傳遞需要傳遞的信息。對于我們供應(yīng)商來講,現(xiàn)在很大的問題就在于哪些信息需要反饋,哪些不需要,以及如何精準(zhǔn)地區(qū)分需要反饋的和不需要反饋的信息?,F(xiàn)在主機廠也沒有給我們明確的說法,在要求不明確的時候我們就很難辦?!?/p>

方案不成熟,最終呈現(xiàn)的效果自然就不盡如人意。仍然以英菲尼迪Q50為例,有消費者指出雖然來自路中心的反饋足夠,但來自角落的反饋不足,讓人很難獲得真實的路感,相對有機械連接的情形效果差很多。

路感模擬器更多的是中間過渡產(chǎn)品,只在人機共駕階段需要。假如完全實現(xiàn)了高等級的自動駕駛,不需要人接管,那么路感模擬器就不是剛需;假如實現(xiàn)不了高等級自動駕駛,那么線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能給用戶帶來的體驗提升就不算很大,當(dāng)前不斷進化的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)可以比較好地實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能,因此,大家對線控轉(zhuǎn)向的需求并不迫切。

對過渡產(chǎn)品,廠商很難有動力投入很多資源去改進技術(shù),提升產(chǎn)品體驗。畢竟,路感模擬器的技術(shù)不算容易,研發(fā)成本不低。因此很多廠商目前都處于觀望狀態(tài),實際沒有太多投入。那么,路感模擬器距離用戶體驗有本質(zhì)提升、能讓用戶滿意,可能還需要比較長的時間。

此外,傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有自動回正功能。在有機械連接的時候,駕駛員將方向盤轉(zhuǎn)動一個角度后,不做后續(xù)操作,方向盤會自動歸位。拿掉機械連接后,方向盤若要回正就需要用電信號來模擬回正功能。

然而,目前用電信號模擬很難及時且恰到好處地讓方向盤回正,有時候方向盤會轉(zhuǎn)過頭,有機械連接的時候就不會出現(xiàn)這樣的問題。雖然現(xiàn)在有些供應(yīng)商會在方向盤上增加角傳感器來檢測回正是否過量,但目前效果還不算太好,和機械連接帶動的回正在效果上仍然有差異。

回正功能不好不光是影響駕駛員體驗,嚴(yán)重的時候還會帶來一些安全性問題。據(jù)悉,英菲尼迪的Q50有一個比較嚴(yán)重的問題,在急轉(zhuǎn)彎的時候,手松開方向盤后方向盤回正很慢,假如這時駕駛員踩了油門,而方向盤還未來得及歸位,就可能會造成事故。

2.4 目前的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成本比較高

出于安全考慮,線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要配備安全冗余,方案包括全冗余和半冗余。冗余方案分為全冗余和半冗余。顧名思義,全冗余就是所有部件都做了冗余,全冗余的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有兩套傳感器、兩套電機、兩套ECU,車輛上一般還需要配備兩個電源。半冗余是指部分部件有冗余,半冗余的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有兩套電機。

從功能安全的角度講,車輛配備半冗余還是全冗余的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和自動駕駛的等級相關(guān)。對于L3級別的自動駕駛,人可以充當(dāng)部分安全冗余的角色。要達到ASIL-D等級的功能安全要求,用兩套電機就可以實現(xiàn)。但對于L4級別的自動駕駛,人可以不再接管,僅用兩套電機無法達到功能安全等級的要求,因為一套系統(tǒng)壞了,還需要另一套系統(tǒng)能正常運行。此時,就需要線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的每個部件都有冗余。

配備安全冗余之后,零部件增加,那么成本就會相應(yīng)地增加。此外,上文提到假如線控轉(zhuǎn)向要上車測試,還需要配備路感模擬器,這也額外增加了成本。

還有一個可能增加成本的因素是,方向盤和轉(zhuǎn)向電機沒有機械連接后,可能會需要兩個ECU來分別控制,相應(yīng)地成本會增加。

汽車零部件產(chǎn)品,尤其是電子類,價格和出貨量強相關(guān)。只有出貨量大,供應(yīng)商才愿意給出較低的價格,因為量大才能盡可能地攤薄研發(fā)成本,以及一些固定開支。當(dāng)前的線控轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)未達到量產(chǎn)的程度,而是處于研發(fā),小批量測試的階段,成本很難降低。

據(jù)估計,EPS系統(tǒng)價格約1000元,線控轉(zhuǎn)向的價格大概在5000-8000元。雖然未來隨著技術(shù)的進步,產(chǎn)品的推廣,成本有降低的可能,但在當(dāng)前價格差距還很大的情形下,假如消費者無法感受到明顯的體驗提升而愿意買單,很少會有廠商愿意推廣。

2.5?存量市場的抵制

作為底盤線控化的一部分,線控轉(zhuǎn)向是否能“上車”不僅取決于技術(shù)、成本等因素,也受到供應(yīng)商和主機廠內(nèi)部相關(guān)團隊博弈的影響。

要實現(xiàn)真正意義上的線控轉(zhuǎn)向,需要主機廠開放相關(guān)接口,因為現(xiàn)在很多整車會采用域控的方式。這部分工作需要供應(yīng)商和主機廠的磨合。當(dāng)然了,有些主機廠會把域控制器交給第三方代工,那么就需要供應(yīng)商和第三方的磨合。

有行業(yè)專家提到,“從域控制器的角度來說,目前的存量市場和線控底盤格格不入,因為要實現(xiàn)底盤的線控化,需要主機廠開放制動、轉(zhuǎn)向等的接口。開放接口會在一定程度上削弱主機廠內(nèi)部負(fù)責(zé)底盤業(yè)務(wù)的團隊的權(quán)限,所以存量市場的利益板塊會抵制,從而制約底盤的快速發(fā)展。?”

3. 誰有可能第一個吃螃蟹成功?

雖然線控轉(zhuǎn)向還未走到量產(chǎn)節(jié)點,但作為底盤系統(tǒng)中很重要的一部分,線控轉(zhuǎn)向也受到了很多關(guān)注。勁邦資本投資副總貢璽提到,“底盤系統(tǒng)動力學(xué)涉及到三根軸,一般稱為xyz 三根軸,轉(zhuǎn)向是解決 y 軸的問題,但很多時候 y 軸跟 x 軸包括跟 z 軸相互勾連,他們之間有動力學(xué)關(guān)系?!?/p>

貢總還提到,“底盤領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè),就像是在做Tier1中的芯片Tier2。底盤技術(shù)難度不下于芯片,而且底盤和芯片都有平臺性質(zhì),和自動駕駛的場景綁定不深。底盤類公司的收入非常抗周期,因此,即使線控轉(zhuǎn)向還沒到量產(chǎn)節(jié)點,也會持續(xù)關(guān)注。”

也正因為還沒走到量產(chǎn)節(jié)點,誰會第一個吃螃蟹成功就成為了大家很關(guān)心的問題。出于技術(shù)、成本等種種考慮,很多企業(yè)對于線控轉(zhuǎn)向都是觀望的態(tài)度。那誰有可能第一個吃螃蟹成功呢?

3.1?主流供應(yīng)商的進度

我們先來看看部分主流供應(yīng)商在線控轉(zhuǎn)向領(lǐng)域的進度,如下表所示。

目前來看,日系供應(yīng)商捷太格特走在最前沿。此前第一個使用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(帶機械冗余)的品牌英菲尼迪隸屬于日產(chǎn)汽車公司,搭載的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也是來自日系供應(yīng)商日立。雖然第一款產(chǎn)品不算成功,但看起來日系公司對線控轉(zhuǎn)向很執(zhí)著,時隔8年后搭載了線控轉(zhuǎn)向的豐田bZ4X仍然來自日本。

整體上來看,日本文化是偏謹(jǐn)慎的,可對于線控轉(zhuǎn)向這樣在很多人看來目前不太有性價比的產(chǎn)品,為什么日系廠商會如此執(zhí)著呢?智能底盤行業(yè)專家齊佳寧告訴筆者,“日本的道路普遍較窄,駕駛員需要打方向的幅度比較大,轉(zhuǎn)向靈活能顯著提高用戶體驗。用戶需求促使廠商去研發(fā)更好用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?!?/p>

那么,第一個吃螃蟹成功的有可能是日系車企嗎?有這樣的可能,因為線控轉(zhuǎn)向的成功依賴于從產(chǎn)品的角度贏得用戶。既然在日本的路況下,線控轉(zhuǎn)向給用戶帶來的體驗提升可能更為明顯,那日系車企就有更多的動力去研發(fā)線控轉(zhuǎn)向并推進上車。積攢的用戶反饋數(shù)據(jù)多,車企就更容易根據(jù)這些數(shù)據(jù)去迭代產(chǎn)品,把產(chǎn)品打磨得更成熟。

還有一種觀點認(rèn)為,第一個成功量產(chǎn)線控轉(zhuǎn)向的可能出現(xiàn)在特斯拉、蔚小理這樣注重科技感的公司中。對于這樣的公司而言,汽車不僅是一個出行工具,而是智能移動終端,那么線控轉(zhuǎn)向的意義就更能凸顯。

此外,這些車企的車型相對高端,成本更高,可以轉(zhuǎn)嫁給消費者的成本也比較高,具備搭載線控轉(zhuǎn)向的條件。

去年特斯拉在Model S Plaid上配備了平底矩形方向盤。據(jù)悉,搭載此款方向盤的背景是特斯拉內(nèi)部正在自研線控轉(zhuǎn)向技術(shù),他們希望最大程度地精簡轉(zhuǎn)向的機械結(jié)構(gòu)。

另外,根據(jù)業(yè)內(nèi)人士推測,蔚來此次與采埃孚簽訂共同研發(fā)線控轉(zhuǎn)向的協(xié)議后,將可能在基于NT3.0平臺開發(fā)的車型上搭載線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),時間可能會是2024或者2025年。

3.2?線控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)的時機

筆者在與各位行業(yè)專家溝通的過程中,多次聽到2025年這個節(jié)點。有一種觀點是,2025年可能是線控轉(zhuǎn)向小批量上車的一個時間節(jié)點。

為什么是2025年呢?德科智控副總經(jīng)理鄭星美這樣解釋道,“我們這個行業(yè)里的一個新技術(shù),從決定開始做,到真正能落地,怎么也得五年??赡芪蚁然ㄒ荒陼r間把東西做出來,然后再花兩三年時間去改進。因為涉及到新技術(shù)嘛,改進三四輪或者四五輪都是很正常的。然后再上車,上車之后還要繼續(xù)改進。那整個過程走完,可能就過去了四五年時間。2020年開始我們做線控轉(zhuǎn)向,其實你就開始看到有東西出來了,那么到真正能量產(chǎn)上車,可能就是2025年左右?!?/p>

此前主流的開發(fā)模式是,供應(yīng)商端完成零部件的生產(chǎn)后,主機廠只做集成驗證。現(xiàn)在,以線控轉(zhuǎn)向為例,主機廠可能會自己設(shè)計上層的功能,例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和其他自動駕駛的部件如何交互、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的某個部件出了故障要如何應(yīng)對等。供應(yīng)商只需要保證供應(yīng)的零部件可以準(zhǔn)確地執(zhí)行上層系統(tǒng)發(fā)出的指令。這意味著,線控轉(zhuǎn)向“上車”的難度降低了一些,那么,“上車”時間就更近了。

中國現(xiàn)在有世界上最大的新能源車市場,各家主機廠都在積極地“技術(shù)創(chuàng)新”,每年市場上都會出現(xiàn)很多新車型。這樣的市場環(huán)境給新技術(shù)的迭代提供了良好的條件,對于國內(nèi)的線控轉(zhuǎn)向供應(yīng)商是一種利好,相信國內(nèi)的線控轉(zhuǎn)向廠商可以發(fā)揮好這一優(yōu)勢,做出令人滿意的產(chǎn)品。

實際上,如果不把眼光限定在乘用車,我們可以看到,在無人配送領(lǐng)域,線控轉(zhuǎn)向已經(jīng)開始上車了。目前包括美團、阿里都有搭載了線控轉(zhuǎn)向的無人配送小車在提供貨運服務(wù),此次受訪的浙江思銳智能科技、德科智控都有相應(yīng)的線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品出貨。如果整車成本達到合理區(qū)間,這可能是一次物流外賣業(yè)的變革。

當(dāng)然,無人配送小車因為是在相對封閉的場景低速運行,安全問題更容易解決,但在與各行業(yè)專家的交流中,一個共識是在線控轉(zhuǎn)向上目前基本不存在“大家完全不知道該如何著手”的問題。對于現(xiàn)有的問題,大家知道該往哪個方向去做,然后慢慢迭代,之后就可以達到基本符合預(yù)期的效果。因此,相信在不遠(yuǎn)的將來,線控轉(zhuǎn)向也將進入量產(chǎn)上車的階段。

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