紧急避撞时驾驶员最怕的是前方突然出现的障碍物或者方向盘传来的反作用力。
车辆遇到突发的风险时,驾驶员会本能地快速转动方向盘。但是与此同时电子稳定控制系统也会对车身姿态进行判断,并通过制动、驱动等方法来抑制车辆的失稳。两套操作在短时间内叠加起来,就会感觉出方向盘变重、回弹,甚至像被一只看不见的手拉住。
这种情况一般称之为“方向盘抢手”,它并不表示车辆出现机械故障,而只是驾驶员的避让动作和车辆稳定控制之间发生了干扰冲突。越是紧急的时候,这种冲突就越容易打乱操作节奏。
比亚迪近期公开的一项专利是切入的问题。
国家知识产权局公开信息显示,比亚迪股份有限公司申请了“车辆避撞的控制方法和控制装置、车辆及存储介质”专利。其思路不是继续加强驾驶员打方向的速度,而是尝试让车辆利用电机扭矩完成部分避让控制,从而减少方向盘操作与车身稳定系统之间的对抗。
传统的汽车避障方式主要是改变前轮的方向。驾驶员在发现风险之后会经历识别、判断、转向等一系列动作。高速行驶时留给驾驶者的时刻非常少,并且如果方向打得过大,会造成车辆姿态失稳;打得过小的话又会无法避开障碍物。
更棘手的是驾驶员并不是在“空白状态”下操控方向盘的。
电子稳定系统根据轮速、横摆、侧向加速度等来判断车辆的状态并介入控制。当系统认为车辆有侧滑或者失控的风险的时候,它就会对单个车轮实施制动或者是调整动力输出的行为。驾驶员想要迅速改变行驶方向时,系统会更加关注保持车身稳定这一目标而不是方向盘的阻力感。
比亚迪提出的路径是把一部分的横向控制任务交给驱动系统。
车载感知系统识别出前方有碰撞危险,并且判断出车辆可以避撞之后,控制系统才能调整各个车轮的驱动力。对于具有多电机或者独立车轮动力控制能力的车辆来说,左右两车轮之间的扭矩差会改变其运动状态。重新分配驱动力可以使车辆在方向盘基本不发生大幅转动的时候产生一定的避让效果。
换句话说,“过去主要依靠的是‘车轮指向’来改变轨迹”,而“新的方案则试图利用‘左右动力差’来辅助改变车辆的运动方向。”
这并不是把电机当成真正的方向盘,也不意味着车辆可以在任何场景下自动躲开障碍物。它更准确的意义在于:电机除了负责加速和驱动车辆,还可以成为稳定控制和紧急避险中的执行部件。
电动车在这方面有结构上的优势。部分新能源车型采用前后双电机,部分车型具有更好的车轮动力分配能力。相比于传统燃油车依靠发动机、变速箱、机械制动系统进行动力传递,电机响应速度快、扭矩调节精度高,并且容易被整车控制器快速调用。
因此该专利的价值不只是避撞二字,更是它所体现出来的电动化以后车辆控制逻辑的变化:车辆安全不再完全依靠驾驶员转动方向盘,也不只是依靠制动系统纠正姿态,驱动电机同样可以参与紧急状态下的车身控制。
但是专利公开到大规模装车应用还有距离。
真正落地的时候还需要考虑感知准确性、路面附着力、车速范围、车辆载荷和驾驶员意图识别等各方面的问题,而且要考虑到不同工况下的安全边界问题。尤其在湿滑路面、障碍物位置复杂或者周围空间不足时,系统不能只求“躲开”,还要保证车辆不会因为避让动作而产生新的风险。
因此,普通车主暂时也不能将这项专利视为车辆已经具有了无条件自动避险能力。它更像是一个技术储备和技术控制思路的改变。
比亚迪近几年在防滑、稳定控制系统、车辆失稳维持及降低失控和侧翻风险等方面进行了技术布局,可以看出目前的汽车安全正由单纯的单一功能向着系统的协同发展。感知系统负责发现风险,控制器负责判断状态,电机、制动和转向系统一起完成动作,在此之前减少车辆失控的可能性。
对于驾驶员来说,最理想的交通安全技术不是让其完全不进行任何操作,在人做出判断迟延或者动作不够精准时,车可以及时给予更多的支持。方向盘不再是紧急避撞的唯一入口了,电机扭矩也开始参与到车辆的安全控制之中。这也许就是新能源汽车除了续航之外正在打开的技术路线之一。