今天小編分享的科技經驗:舒适刹車,電車暈車的「藥方」,歡迎閱讀。
舒适刹車,這個看似不起眼的功能,正在越來越多的新車中出現,企業也挖空心思在優化。
這個功能最早來自制動巨頭博世。作為供應商,博世的邏輯自然是從制動系統,也就是常說的刹車入手。比亞迪漢 EV,第一批吃了螃蟹,近期的新車小鵬 MONA 03,也搭載了相同的功能。可以說,這是目前最主流的方案。
而去年,理想汽車 CEO 李想在微博對外表示,由于博世一類供應商交付的制動產品底層代碼都是黑盒子,所以理想汽車的辦法是,利用懸架中的 CDC 減震器,來解決刹車點頭和起步抬頭。但仍有用戶抱怨效果不夠好,這一辦法似乎無法根治電車開起來搖晃太大的問題。
研發能力更全面的華為,也推出了自己的舒适制動功能。在售的智界與問界車型,實現邏輯與理想無異,都是調節減震器的阻尼。但今天新上市的問界 M9 五座版上,這一功能進階了。華為的新辦法是:讓驅動電機精準介入,對抗車身慣性。
問界 M9 舒适制動功能對比
車企之所以重視刹車體驗,一是因為電車整車重量更大,其慣性本就更大;二是能量回收又增強了制動力,而且制動力輸出更快,慣性釋放反應更急。
實際體驗中能感受到的就是,刹車時車輛更容易搖擺,且搖擺幅度更大,這讓很多用戶感覺 " 暈車 "。
怎樣刹車才沒有頓挫感,是幾乎每個新手司機的必修課,有經驗的駕駛員通常采用緩踩或多次點踩的方式。緩踩很好理解,盡量讓車緩慢停止,而點踩原理則是通過降低單次刹車衝擊,達到平緩的效果。
所以,把這套老司機經驗放到電車上,也就有了刹車點頭的解題思路,首先當然是車輛減重,但這是更大的工程設計,車企能在後期可操作落地的,就是更精妙地控制刹車力的輸出。
從制動系統尋求暈車藥方
目前,最主流的刹車結構還是盤片摩擦。即當駕駛員踩下刹車踏板,位于卡鉗内側的兩塊刹車片夾緊刹車盤,用產生的摩擦力讓快速運動的車輪趨向靜止。
在刹車片夾緊和放松的瞬間,輪胎會經歷動靜狀态的快速切換,就在這一瞬間,車輛與乘客都會因為慣性會向前傾倒,這便是刹車帶來不适感的根源。所以人們如何評判刹車是否舒适呢?核心便是避免力度過猛。
而電車又比油車多了一層制動力:動能回收。這個将勢能轉換成動能的過程,能給車輛再提供一定的制動力。也就是,電車其實在用更大的力截停汽車。雙重制動力幫助縮短刹車距離的同時,也加重了刹車時的點頭現象。
針對這一現象,博世推出了舒适制動功能。
有博世工程師告訴 36 氪汽車,這套舒适制動功能的原理,是計算車輛所需的最小制動力,提前釋放駕駛員施加的多餘力量。從制動系統上避免刹車過猛,這的确是最基礎的解決方案。
想得出最小制動力并不復雜。首先需要判斷車輛當前速度與路面坡度,然後根據車輛刹車片的摩擦系數、輪胎 / 卡鉗 / 叉臂等簧下結構及制動力的前後分配形态,計算出車輛當時所需的最小制動力。
這是一道理論計算題,且行業計算能力已相當成熟。真正的考驗是刹車的過程,也就是制動力該怎麼輸出。
從日常駕駛中不難發現,除了急踩,刹車後從踏板急抬也會致使車輛晃動,晃動來源于速度的劇烈變化,所以舒适制動的調教要領便是 " 緩 "。
有經驗的司機通常會在充分觀察路況的情況下,采取松油門滑動至自然停車,或采取多次點刹,降低單次減速度的方式讓車輛緩慢刹停。
開發舒适制動功能的工程師對 36 氪汽車表示,他們的工作就是将制動力增大與減小的過程 " 變得平滑 ",但平滑不意味着兩點之間是直線,他們需要模拟老司機的開法,讓減速度均勻發生,使制動力變化形成最适合乘客的曲線," 每款車硬體結構不同,跟底盤一樣,制動曲線也得一車一調教 "。
這裡的調教,涉及車型所用刹車片與刹車盤的材質、卡鉗類型、輪胎型号以及制動力分配等等," 這裡的調教不太追求個性化,無論哪家車企什麼車型,對舒适刹車的标準都比較相近,比較考驗每款車的工程落地 ",有工程師向 36 氪汽車講述道。
蔚來 ES6 ISS 舒适制動功能對比
在蔚來 ES6 車型上,我們可以清晰地看見," 舒适制動 " 功能開關前後,車輛在刹車瞬間的點頭現象得到明顯緩解。效果來源于系統調節,而非駕駛員 " 腳法 ",所以無論駕駛經驗如何,在非緊急狀況下,車輛都會呈現優秀的刹車體驗。
但消費者可能又有疑惑了:這樣的功能會增加制動距離,威脅行車安全嗎?
博世相關工程師告訴 36 氪汽車,首先,舒适制動功能有開啟條件,在緊急情況下,車輛以駕駛員需求的制動力為執行的第一标準。而這個緊急,系統會通過車輛減速度來判斷,一旦瞬時減速度達到某一個阈值,舒适制動功能便不會啟動。這項判斷,技術已經非常成熟了。
但舒适制動開啟後,還會增加 40 厘米左右的距離,不過在非緊急狀況下,這個距離并不影響駕駛的安全。
以上功能的實現,均需建立在解耦式的線控制動系統上。這是一項底盤的新技術,量產上車至今只有三年,應用這項新技術的車型總量并不大,代表有比亞迪漢、蔚來 ES6 等。
那在此之前發售的電車,如果也有舒适制動需求,該怎麼辦呢?給車輛施加一個對抗慣性的力。
主動懸架調節是良方麼?
這個力的來源,一種方案是通過驅動電機提供力。
簡單地說,在車輛制動時,其仍需啟動驅動電機,來對抗車輛慣性。制動供應商需要堅守安全邏輯,在踩下制動踏板時,無論啟動驅動電機、或違背駕駛者意願不讓刹車,都是不被允許的。
餘承東在享界 S9 發布會上公開表示,為了更新制動方面功能,華為在與供應商的交涉上,付出了很大精力。顯然,這種技術路線的普及難度更大。
另一種方案便是通過懸架,過濾來自車輪的力與力矩。
懸架其實是個兩面體,操縱穩定性與乘坐舒适性,往往相互矛盾。舉個例子,行車時,支撐性強的懸架在過彎、刹車等場景表現穩健,但其對路面颠簸的過濾力度便很小。能大幅度過濾路面颠簸的懸架,通常行程較長,行車時舒适,但往往容易出現起步抬頭、刹車點頭等現象。
有工程師向 36 氪汽車表示,通過懸架達到舒适制動,其實就是調節舒适性懸架在刹車時的搖晃力度。首先來看結果:
智界 S7 舒适制動功能對比
無論起步還是刹停,應用了華為途靈底盤的智界 S7,車身俯仰姿态都有明顯改善。有華為工程師告訴 36 氪汽車,這套功能起核心作用的是懸架結構中連續可變阻尼的 CDC 減震器。在刹車的瞬間,CDC 減震器能在毫秒間完成阻尼調整,為彈簧提供拉住車身的力。
而彈簧需要做的,一是刹車瞬間提升硬度,應對點頭下沉,二是彈簧能量示範的瞬間,阻止回彈動作," 減震器的調節速度與精準度是關鍵,而挑戰其實在調教 "。
傳統機械結構避震器每秒調節次數僅為個位數,而當前熱門的 CDC 減震器,每秒可調節 100 次,搭載 CDC 減震器的車型已經赢在起跑線了。而關于懸架調教,多位工程師向 36 氪汽車表示," 這是一門玄學 "," 憑經驗,靠閱歷,多試驗 "。
并且,懸架布局、質量、車身及整車底盤情況,都将影響調教結果。調教不佳,效果可能适得其反。這種方案,非常考驗車企的技術功底。
搭載 CDC 且擁有優秀調教能力的企業并不多,随着線控制動新技術的推廣,未來,行業還是會制動供應商開發的功能為主流,畢竟成本更低、難度更小。
不過,刹車的第一要義仍是安全,舒适制動總歸是一種輔助功能,核心是改善刹車體驗、避免乘坐暈車,而非幫助司機刹車。要想兼顧安全與舒适,還得靠成熟的駕駛習慣。