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发表于2020-08-01
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自动化‧电动化网路化─汽车世界的未来 Bosch牙克石201

自动化‧电动化网路化─汽车世界的未来 Bosch牙克石201

按着工作人员的指示,我谨慎地把方向盘向右扭,车头就灵巧地向左转了过去;再把方向盘向左扭,车头立刻向右转了过去。即便心中早已做好準备,但是那股彆扭感觉,那股重心与习惯完全不同的移动方式,仍让人难以习惯。

这种异常的动作,并不是车子坏了,而是汽车零组件大厂透过极端的展示,向媒体展示最新的线传控制方向机。我所在的地方,是中国内蒙古自治区的牙克石。我所在的场所,是汽车零组件大厂 Bosch 在中国所兴建的第 1 个测试场。我所参加的活动,则是 Bosch 中国子公司博世中国所举办的 2018 年汽车技术创新体验日。

Bosch:全球汽车业龙头企业,举办体验日展现最新科技

Bosch 是德国汽车零组件大厂,是全球前 100 大企业,并是少数股票未公开发行的大型跨国企业。其超过百年的历史,与德国汽车公司相互提携,发展成为全球汽车科技发展重要推手。Bosch 从汽车每年举办体验日活动,以向全球专业汽车媒体展示其强大的科技实力及最新研发成果。而这些科技成果,往往也在短时间内便为各大汽车公司所採用,落实在各式新款产品之中。因此体验日活动,正是一窥汽车世界发展趋势的最好时机。

这次汽车技术创新体验日,博世中国设定的主题是共塑未来智能交通,而向媒体沟通的主轴则是分为自动化、互联化、电气化。以台湾的说法,亦即是指自动驾驶、车联网以及电动化,与 2017 年在德国举办 Mobility Experience 2017 所设定的 Automated Mobility、Powertrain Systems and Electrified Mobility 以及 Connected Mobiltity 完全相同。博世中国的汽车技术创新体验日,一直是以向媒体展现博世中国所导入及研发的科技,从此亦可以看出这 3 大面向正是 Bosch 在全球世界全力投入资源的主轴,以满足全球各地汽车公司的需求。

广  告「倒行逆施」,展现线传控制科技的弹性

而前述的线传控制方向机,正是现场的主要介绍产品之一。

线传控制系统便是以电线传递讯号,以取代传统机械控制系统中的实体机构连结。由于大部份机构改为传递讯号的线路,因此线传控制拥有系统体积小、连结架构多元、让车辆设计的自由度提高等优点,在空间有限的汽车产品上被积极导入,自然合情合理。线传控制系统亦具有能轻易与自动驾驶系统连结的优势,因此在电动化与自动驾驶化的发展趋势下,自然成为 Bosch 重点研究的一环。随着电控技术的成熟,可靠度的提升,现行电控系统在汽车上使用的可靠度,已足以与机构系统相当,转向控制及煞车控制等 2 项与汽车安全最相关的控制项目,自然是线传控制需要攻克的项目。而这套线传控制方向机,便是 Bosch 的最新研发成果。

整套线传控制方向机就像是消费者熟悉的游戏方向盘,在实体方向盘之后,连接着感知器,侦测驾驶人以方向盘输入的转向讯号,包含转向角度与转弯方向、转向速度等,将讯息以电路传递至电动方向机的控制器,由电动方向机的控制器解读之后,发出电动方向马达的驱动讯号,要求马达以多快的速度转动多久,以让前轴达成所要的转动方向。这其中,已不再有传统的方向机柱进行车体连结,因此在驾驶双脚之间的空间没有佔空间又沈重的方向机柱。

由于这套系统为全数位化控制,因此电动方向机驱动的模式,是可以利用电脑程式的参数来修改,包含方向盘与前轮之间的转向齿比、反应速度、回馈力道设定等,都可以轻鬆地调整。亦即,不论是运动化或是舒适化的转向需求,都可以在同一套方向机上,透过软体的调整来达成。

现场的体验活动,Bosch 的展示车便提供了 Comfort 以及 Sport 模式设定让媒体试驾,在 Comfort 模式之下,转向比例设定为 16.5,齿比设定为固定,车辆的转向就像是一般的市售房车一般轻鬆舒适。而当切入了 Sport 模式,转向齿比设定为 9,方向盘的转向回馈变得较重,车头的转向反应亦变得更为明快,很符合性能化驾驶的需求。而更酷的是,转向的齿比亦是可变的,依程式设定而在 8 到 9.6 之间游移。在现行汽车产品中,可变齿比的转向是靠着方向机中齿条在不同区域中角度不同,达成在不同角度之下转向齿比不同,并不能随意地更改,但是透过线传控制,不同的转向角度变成马达驱动时间的长短便可以调整,轻鬆赋予汽车不同的操控风格。而开头所提反向的控制,则是线传控制上极端的展示方式,因为这是在传统方向机上所不可能达成的。

实际行驶时,这套系统相当地有趣,不过传统方向机可以实际回馈的路感,在这套展示的系统上还是阙如。据 Bosch 的高层表示,在发展的计划之中,这套系统最快在 2024 年才会投入实际的量产,目前仍在研发的阶段。而在线传控制方向机导入之后,驾驶讯号的输入也不再一定要是方向盘,替代性的转向装置亦在研发之中,相信在 2028 年可以推出,或许届时数位时代才出生的驾驶人,就像是 MIB 里的 Will Smith,可以用习惯的游戏主机手把来驾驶车辆。

而在 Bosch 对于转向系统的发展计划中,最终,方向机将会被拆解成为轮边转向系统,亦即每个车轮的悬吊机构,可以个别进行转向的控制,届时车辆行驶的自由度与控制表现,又将与现行的车辆完全的不同。不过,这亦将到 2032 年之后。

广  告全球最大市场,Bosch 科技快速导入中国

由于中国已经是全球最大汽车市场,Bosch 将各种技术导入中国的速度相当地快,许多小亮在 Mobility Experience 2017 所看到的展示技术,在本届汽车创新科技体验日活动中,均已亮相,并已在中国导入,甚至已实际量产。在 Mobility Experience 2017 亮相、重量不到 7 公斤、高度不到 9 公分、不需要专属冷却系统的的 48V 锂电池,博世中国在 2018 年便已经量产,并开始供应给中国的汽车公司使用;而在 Mobility Experience 2017 所展出的减速器、马达、控制器一体化的电动车驱动模组,博世中国亦将在 2019 年量产。

针对脚踏车及行人的 AEB 系统及低速自动跟车系统亦已投产,展现博世中国的技术实力

在自动驾驶方面,博世中国亦安排了在 Mobility Experience 2017 中小亮曾经体验过的针对脚踏车的 AEB 自动紧急煞车系统,还有汽车视觉判别系统的展示,同时还有名为交通壅堵辅助的低速自动跟车系统,以让与会媒体体验现行 Bosch 在自动驾驶技术之中的实力。

自动驾驶近年在全球市场成为显学,博世中国亦已在此方面多有着墨,2016 年在苏州举办的汽车创新科技体验日,博世中国便已经展示过其与长安汽车合作的自动驾驶车辆,而这次新的次级系统展示,只是再说明博世中国在这方面技术的升级。

针对中国市场的自动驾驶发展,博世中国已为发展计划定出了排程。博世中国将发展区分为 2 部分,其一是高速公路领域的应用,另一则是都会区行车的领用。

在高速公路部份,博世中国在 2014 年已经将 ACC、AEB 以及 LKA 等 L1 自动驾驶技术导入中国,而前述的交通壅堵辅助系统,亦在 2018 年导入。预计在 2020 年会导入 HWA 高速公路辅助,并在 2021 年导入属于 L3 等级的 TJP 交通壅堵引导系统,并延伸发展 HWP 高速公路引导功能。

而在都会区的应用上,2008 年便已经将停车警示、半自动停车导入,而 2018 年亦开始量产全自动停车辅助系统,并将开始实作 AVP 全自动代客停车系统。预计在 2020 年会导入遥控停车辅助以及家庭区域停车辅助,并延伸发展家庭区域停车引导以及遥控停车引导等功能。

广  告博世中国自主开发满足在地需求

Bosch 在中国市场深耕多年,与中国各合资与自主汽车品牌有深度的合作,全程参与中国成长至全球最大汽车市场的过程,因此除了导入德国总部以至于全球 Bosch 分部所开发的技术,博世中国均会依据中国市场的需求及条件进行在地化,更会依据中国市场的需求,进行在地技术的开发,并将这些技术输出至全球 Bosch 体系,以供有需要的市场使用。

在体验活动的现场,便展示了因应中国市场所开发出的开门报警功能。中国许多城市的交通壅堵是国人所熟知的,机动车辆的高流量与高密度,向来是交通事故的主要原因,尤其在有机车或是电瓶车的使用环境之下,驾驶很容易会因大意开门造成后方来车的事故。博世中国便因应此需求,开发出开门报警功能,利用盲点侦测的技术,以雷达波侦测车辆旁的空间是否安全,若在车门把手拉动时车侧有车辆、机车、电瓶车、行人的存在,系统便会发出警示,提醒驾驶人注意。博世中国表示,这套系统不只是驾驶人,事实上是所有乘员在下车前都会进行提醒,大幅提高行车安全。

以数字孪生串起车联网的实体应用

最让小亮觉得收穫丰富的,则是在智能连网的这个主题。在 Mobility Experience 2017 中虽有许多 Connected Mobiltity 项目的展出,各项目的技术虽均相当成熟,但是总有种见树不见林的不踏实感,看不出 Bosch 在车联网上到底有什幺样实际的战略。而这次在汽车创新科技体验日中,博世中国高层的介绍,让小亮更清楚了解到车联网在未来应用及发展的可能。

在 Bosch 的车联网蓝图中,Bosch 将其分为智能渗透、数字孪生以及安全赋能等 3 大主轴进行发展。其中数字孪生是发展的核心。

所谓的数字孪生,就是实际的汽车产品,从生产的一开始,就有一个专属的数位记录做为对应。而透过车联网的应用,随着实车每一分每一秒的运作、行驶,其所有的车况变化都会在数位记录上进行同步更新。因此,各种汽车相关的服务行业,在取得数位模型的使用权之下,都能即时掌握到实车的各种状况,进行精準地提供所需要的各种服务,并可以对各种服务需求预做準备及规划。包含汽车厂能透过数位记录了解各种系统运行是否正常,即时找出问题进行线上更新,或是预在维修保养需求发生前做出提醒,并预先安排维修保养排程。以车辆提供服务的各式企业,亦能即时掌握旗下车队中各车辆的状况,进行调度排程,甚至进行跨服务的整合。

从汽车零组件大腕窥见未来汽车产业发展

一如前 2 次 Bosch 的活动,小亮再次透过汽车零组件大厂的展示,大饱眼福,一窥未来汽车产业发展的趋势,并提前体验了未来汽车品上所会出现的各种科技。

在电动化、自动化以及网路化的发展之下,未来的汽车将会变成使用更便利更安全的交通工具,而汽车产业也将会因此而重新定义,人类社会的发展也将会更为快捷,文明也将有不同的发展。这样的发展,对于大部份的人类而言,均是正向的。

对于热爱自己驾驶的朋友,或许会担心自己对于车辆的主控能力越来越低。换个角度想,各类系统的发展之下,车辆的操控与性能均越见精进,自动驾驶技术让我们能从日常无趣的交通来中解放出来,在兴头来时可以全面掌控,小亮个人乐见这样的发展。

然而市场需求与文明的发展往往难以预料,是否自动驾驶真的就会掌握了一切,或是汽车文明将会有全面的变革,只能让时间来解答了。

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