尊界S800“凌波微步”的前輩:福特計(jì)算機(jī)控制減震器系統(tǒng)
最近尊界S800發(fā)布會(huì)現(xiàn)場宣傳的圖靈地盤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了凌波微步和踏沙無痕的精湛技藝引發(fā)網(wǎng)絡(luò)熱議,我們暫且不去從物理學(xué)角度探討這種瞬時(shí)離地的方式是否符合汽車運(yùn)行的力學(xué)原理,今天要跟大家介紹的是在2016年福特汽車展示過的一個(gè)類似的技術(shù),名字叫做“計(jì)算機(jī)控制減震器系統(tǒng)”,其推出的目的很直接,那就是減少坑洼對車輛的損壞。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/202503/467460.htm
電子控制減震器技術(shù)
其實(shí)凌波微步的原理并不復(fù)雜,應(yīng)該算是應(yīng)用已久的電子控制減震器技術(shù)的一種。這種應(yīng)對路況調(diào)整減震的系統(tǒng)也不是福特最早商用的。1980 年代,一些日本車型提供了類似但不太復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制、電子可調(diào)減震器,可響應(yīng)路況,包括在亞太市場銷售的帶有福特標(biāo)志的馬自達(dá)車型變體。這項(xiàng)技術(shù)后來歸入了電子控制減震器技術(shù)。電子控制減震器也稱為“主動(dòng)減震器”,是一種智能減震器系統(tǒng),能夠根據(jù)駕駛情況特性在幾毫秒內(nèi)改變減震器的行為。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)評估來自環(huán)境的數(shù)據(jù)并對減震器進(jìn)行調(diào)整。這樣,駕駛安全性和舒適性得到了最大化。該系統(tǒng)的工作原理是通過處理從車輛收集的數(shù)據(jù)來連續(xù)調(diào)整減震器。評估車輛的速度和機(jī)動(dòng)性。例如,如果車輛在平坦的道路上行駛,則減震器設(shè)置會(huì)變硬,而如果道路不平坦,則減震器的剛度會(huì)降低。這樣,可以確保機(jī)艙內(nèi)的最大舒適度。此外,在突然制動(dòng)的情況下,減震器設(shè)置會(huì)變硬以防止機(jī)頭俯沖,從而使駕駛員不會(huì)失去對車輛的控制。減震器系統(tǒng)是影響車輛安全性和旅行舒適度的最關(guān)鍵變量之一。為了實(shí)現(xiàn)最大的安全性和駕駛舒適性,減震器系統(tǒng)必須根據(jù)車輛和路況進(jìn)行調(diào)整。這些條件可能會(huì)隨著道路的變化而變化。
當(dāng)然,在手動(dòng)系統(tǒng)中,這些設(shè)置不能在路上更改。電子控制減震器系統(tǒng)解決了這個(gè)問題。它根據(jù)多種駕駛情況和路況以毫秒為單位進(jìn)行調(diào)整,以確保始終安全舒適的駕駛。
在福特公司自己官方網(wǎng)站的介紹中,重點(diǎn)推薦該技術(shù)應(yīng)用的是福特2017款Fusion V6 Sport這臺(tái)車,其目的是有助于防止坑洼,提高舒適度和控性。其官方介紹的內(nèi)容我直接編譯了一下:
福特官網(wǎng)2016年2月18日的新聞截圖
全新的福特 Fusion V6 Sport 通過新的計(jì)算機(jī)控制減震器幫助保護(hù)您的汽車和錢包免受損壞的坑洼
坑洼損壞每年給美國司機(jī)造成約 30 億美元的損失
只需按一下按鈕,F(xiàn)usion V6 Sport 駕駛員就可以將汽車的懸架設(shè)置從正常模式更改為運(yùn)動(dòng)模式——實(shí)現(xiàn)控制和技巧的完美結(jié)合
坑洼有時(shí)會(huì)將道路和高速公路變成現(xiàn)實(shí)生活中的視頻游戲,司機(jī)瘋狂地轉(zhuǎn)彎以避開地下空洞,導(dǎo)致輪胎漏氣或?qū)囕v造成其他類型的損壞。
坑洼可能是不可避免的,但福特已經(jīng)找到了一種減少坑洼刺激的方法。雖然不可能錯(cuò)過所有坑洼,但福特工程師為 2017 年款全新 Fusion V6 Sport 開發(fā)了一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制減震器系統(tǒng),可顯著減少在坑洼不平的道路上行駛時(shí)的不愉快感覺。
根據(jù) AAA 的數(shù)據(jù),坑洼損壞每年給美國司機(jī)造成大約 30 億美元的損失,司機(jī)報(bào)告說支付 300 美元來修復(fù)與坑洼相關(guān)的車輛損壞。Fusion V6 Sport 是第一款配備計(jì)算機(jī)控制減震器系統(tǒng)(或連續(xù)控制阻尼)作為標(biāo)準(zhǔn)配置的福特汽車。這種先進(jìn)的技術(shù)有助于保護(hù)您的汽車和錢包。
“新的 Fusion V6 Sport 大大減少了坑洼經(jīng)常帶來的嚴(yán)重沖擊,”福特連續(xù)控制阻尼工程專家 Jason Michener 說?!拔覀冃碌目油菥徑饧夹g(shù)的工作原理是實(shí)際檢測坑洼并在汽車車輪有機(jī)會(huì)完全掉入坑洼之前'抓住'汽車的車輪。”
Fusion V6 Sport 是同級別中第一款采用這項(xiàng)技術(shù)的中型轎車——本田雅閣和豐田凱美瑞都沒有提供如此先進(jìn)的懸架系統(tǒng)。
Fusion V6 Sport 的智能新懸架系統(tǒng)配備預(yù)計(jì)可提供 325 馬力的 2.7 升雙渦輪增壓 V6 EcoBoost 發(fā)動(dòng)機(jī),可提供更好的控性,同時(shí)有助于保護(hù)您的汽車和錢包免受損壞的坑洼。?
車載計(jì)算機(jī)分析從 12 個(gè)高分辨率傳感器收集的多個(gè)信號 - 每 2 毫秒調(diào)整一次減震器,以便在每種情況下實(shí)現(xiàn)最佳車輛響應(yīng)。當(dāng)檢測到坑洼的邊緣時(shí),汽車的計(jì)算機(jī)會(huì)以比眨眼更快的速度將減震器調(diào)整到最堅(jiān)硬的設(shè)置,這樣車輪就不會(huì)掉入坑洼中太深。因?yàn)檩喬ズ蛙囕啿粫?huì)下降那么遠(yuǎn),所以它們不會(huì)像以前那樣猛烈地撞擊坑洼的另一側(cè)。后懸架可以更快地響應(yīng),來自前輪的信號會(huì)在后輪到達(dá)坑洼之前向后輪發(fā)出預(yù)警。
“我們通過駕駛無數(shù)坑洼來測試和調(diào)整該系統(tǒng)——讓 Fusion V6 Sport 經(jīng)受住我們羅密歐試驗(yàn)場殘酷的方邊坑洼,以完善軟件,”Michener 說。“這是長時(shí)間的工作,不是很愉快,但結(jié)果是值得的?!?/p>
對于全新福特 Fusion V6 Sport 的駕駛員來說,這意味著這款轎車在彎道中令人興奮,同時(shí)仍能提供平穩(wěn)的行駛。只需按一下按鈕即可更改懸架調(diào)校 - 正常模式可在日常駕駛中平衡舒適性和控性,而運(yùn)動(dòng)模式增加的整體阻尼率使汽車能夠更快地響應(yīng)駕駛員的輸入并平坦彎道,以實(shí)現(xiàn)更生動(dòng)的駕駛。
全新的 Fusion V6 Sport 具有連續(xù)控制的阻尼和坑洼緩解技術(shù),將于今年夏天抵達(dá)福特經(jīng)銷商處。
福特在比利時(shí)還有一個(gè)測試中心,可以復(fù)制世界上最糟糕的坑洼和其他極端表面的效果。Lommel 試驗(yàn)場包括覆蓋 50 英里的測試跑道,以及來自 25 個(gè)國家/地區(qū)的 100 多個(gè)極端表面復(fù)制,包括 1.2 英里的坑洼。
以上內(nèi)容是福特官網(wǎng)當(dāng)時(shí)的介紹,其中關(guān)鍵的細(xì)節(jié)是該系統(tǒng)擁有車載計(jì)算機(jī),可分析從 12 個(gè)高分辨率傳感器收集的多個(gè)信號,每 2 毫秒調(diào)整一次車輛的阻尼器(減震器),以針對每種情況產(chǎn)生最佳響應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到坑洼的邊緣時(shí),F(xiàn)usion 的計(jì)算機(jī)會(huì)最快速地將減震器提高到最硬的設(shè)置,這樣車輛的車輪就不會(huì)深陷坑洼。前輪甚至在后輪接近坑洼時(shí)向后輪發(fā)出預(yù)警信號。后懸架可以更快地響應(yīng),來自前輪的信號會(huì)在后輪到達(dá)坑洼之前向后輪發(fā)出預(yù)警。這一切都使?jié)L動(dòng)體驗(yàn)不那么刺耳。因?yàn)檩喬ズ蛙囕啿粫?huì)下降那么遠(yuǎn),所以它們不會(huì)像以前那樣猛烈地撞擊坑洼的另一側(cè)。“我們的新 [技術(shù)] 的工作原理是實(shí)際檢測坑洼并在汽車車輪有機(jī)會(huì)完全掉入坑洼之前'抓住'汽車的車輪,”福特懸架工程師 Jason Michener 說。福特工程師在其密歇根州羅密歐試驗(yàn)場(Romeo Proving Grounds)的專門開發(fā)的坑洼賽道上駕駛 Fusion V6 Sport 對系統(tǒng)進(jìn)行了微調(diào)。那個(gè)有趣的乒乓球?qū)嶒?yàn)也是來自于這個(gè)試驗(yàn)場。
傳感器檢測坑洼并在車輪有機(jī)會(huì)完全下降之前“抓住”車輪。圖片來源:Morguefile。
特別的,2017款Fusion V6 Sport車主只需按一下按鈕即可更改懸架調(diào)校 - 正常模式可在日常駕駛中平衡舒適性和控性,而運(yùn)動(dòng)模式增加的整體阻尼率使汽車能夠更快地響應(yīng)駕駛員的輸入并平坦地轉(zhuǎn)彎,以實(shí)現(xiàn)更充滿活力的駕駛。
在當(dāng)年美國同行對2017款Fusion V6 Sport進(jìn)行評測時(shí)的評語中我們找到了這樣一段話,“尤其是減震器,在支持彎曲道路上的激進(jìn)攻擊方面做得很好,同時(shí)保持了不會(huì)驚動(dòng)您祖母的乘坐質(zhì)量。自適應(yīng)減震器在價(jià)格更高的近乎豪華的轎車和許多跨界多功能車中幾乎很常見,但早就應(yīng)該進(jìn)入大眾市場?!?/p>
這里就有一個(gè)很關(guān)鍵的點(diǎn),這款車的彎曲道路的速度與舒適性平衡表現(xiàn)非常出色,就是不知道測試的同行是否遇到了彎道的坑洼以及是否當(dāng)時(shí)開啟了“計(jì)算機(jī)控制減震器系統(tǒng)”,因?yàn)樵诓糠仲|(zhì)疑S800的評價(jià)中,我看到最突出的就是質(zhì)疑如果在彎道過坑時(shí)車輪懸空后抓地力暫時(shí)缺失情況下的車輛平衡問題。當(dāng)然尊界S800并沒有展示這樣的場景,只展示了直道上的凌波微步,真實(shí)情況如何還有待檢驗(yàn)。
從原理上,沒有圖靈地盤的福特“計(jì)算機(jī)控制減震器系統(tǒng)”使用的是跟尊界S800一樣的處理方法,那就是使減震器可以在車輪滾過孔時(shí)保持車輪升高,而不是掉入其中。經(jīng)過筆者的仔細(xì)查閱資料,福特的系統(tǒng)應(yīng)該是采用的是非視覺傳感器方案,并非尊界S800以視覺為主的方案,不過這樣不難理解,在2016年左右,圖像處理需要的計(jì)算能力需求并不是當(dāng)時(shí)車載處理器能夠應(yīng)對的。在福特的方案中,前減震器的動(dòng)作也會(huì)觸發(fā)一個(gè)信號,讓后輪的減震器做出類似的響應(yīng)。當(dāng)然這是傳統(tǒng)機(jī)械底盤和減震單元無法實(shí)現(xiàn)的功能,只有計(jì)算機(jī)才能處理這些道路。福特的這種技術(shù)作為可以由車主控制開啟和關(guān)閉的功能,在普通駕駛中,連續(xù)控制的懸架系統(tǒng)通過適應(yīng)各種路面和駕駛需求來改善汽車的乘坐和操控質(zhì)量。當(dāng)然這種技術(shù)并不是首次用于Fusion V6 Sport,一些豪華汽車當(dāng)時(shí)也采用了類似的技術(shù),包括福特的林肯 MKZ。不過,福特聲稱,這是這個(gè)價(jià)格范圍內(nèi)的中型汽車首次提供這種技術(shù)。
為了確保該技術(shù)經(jīng)過了充分的測試,福特在歐洲建造了 1.2 英里的“艱苦”測試跑道,該跑道復(fù)制了來自世界各地的一些最嚴(yán)重的坑洼和道路危險(xiǎn)。它旨在集中車輛所遭受的懲罰,幫助工程師創(chuàng)建更堅(jiān)固的底盤系統(tǒng)并開發(fā)新的創(chuàng)新,以確保車輛能夠更好地承受世界上具有挑戰(zhàn)性的道路。這條路是該汽車制造商位于比利時(shí)洛梅爾的測試設(shè)施 50 英里測試跑道的一部分。它結(jié)合了歐洲和美國發(fā)現(xiàn)的那種坑洼,并模擬了來自 25 個(gè)國家的 100 多種危險(xiǎn)。僅在過去三年中,工程師們就去了英國、奧地利、法國、德國、意大利、俄羅斯、西班牙和瑞士,以及亞洲、澳大利亞、北美和南美。
“從中國的車轍路口到崎嶇不平的德國小街,這條路是我們的客戶可能會(huì)遇到的最瘀傷路面的流氓畫廊,”耐久性技術(shù)專家 Eric-Jan Scharlee 說?!巴ㄟ^將這些現(xiàn)實(shí)世界的危險(xiǎn)納入我們的測試設(shè)施,我們可以開發(fā)能夠應(yīng)對這些挑戰(zhàn)條件的車輛。”
工程師們以近 50 英里/小時(shí)(80 公里/小時(shí))的速度穿過坑洼和各種表面,如比利時(shí)的花崗巖塊和巴黎的鵝卵石。傳感器類似于地震學(xué)家研究地震時(shí)使用的傳感器,記錄懸架系統(tǒng)上的載荷和應(yīng)變。
所有面向歐洲的福特汽車都在 Lommel 進(jìn)行測試,工程師和測試駕駛員每年行駛超過 3.7 英里。最新的 Transit 在賽道上駕駛了 5,000 多次,作為測試制度的一部分,該測試制度旨在在短短六個(gè)月內(nèi)模擬駕駛員 10 年的使用情況。測試設(shè)施還包括高速電路、鹽浴和泥浴以及高濕度室中的腐蝕測試。原型車也在全球范圍內(nèi)在 -40 攝氏度至 40 攝氏度的溫度范圍內(nèi)行駛。
從這段話看得出來,福特對“計(jì)算機(jī)控制減震器系統(tǒng)”應(yīng)該是投入了巨資,并且真實(shí)的實(shí)驗(yàn)中輪胎對乒乓球沒有造成嚴(yán)重的損壞,該技術(shù)至少在2017款Fusion V6 Sport上得到了應(yīng)用。不過后續(xù)福特為什么沒有繼續(xù)在各種車型中大面積推廣或繼續(xù)使用該技術(shù),就成為一個(gè)只有福特自己知道的秘密。畢竟坑洼對汽車的損傷還是很大的(參考附錄2的AAA分析報(bào)告),這個(gè)功能如果普及也算一個(gè)不小的賣點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)上,平均300美元每年的坑洼帶來的額外支出應(yīng)該能支撐這樣一個(gè)大約幾百美元成本的額外系統(tǒng),唯一影響該技術(shù)應(yīng)用的可能就是穩(wěn)定性了,這也是很多人對尊界S800凌波微步最大的質(zhì)疑。
成功的乒乓球壓力實(shí)驗(yàn)
附錄1 一起看看2017 福特 Fusion Sport的信息,前置發(fā)動(dòng)機(jī),四輪驅(qū)動(dòng),5人座,四門轎車,雙渦輪增壓和中冷 DOHC 24 氣門 V-6,鐵鋁缸體和鋁制缸蓋,直接燃油噴射。發(fā)動(dòng)機(jī)類型排量:164 英寸3, 2694 厘米3 。功率:325 hp @ 5500 rpm。扭矩:380 lb-ft @ 3500 rpm。變速箱:6 速自動(dòng),帶手動(dòng)換檔模式。價(jià)格$41,470(底價(jià):$ 34,350)。這些數(shù)據(jù)來看,這是一款典型的美式運(yùn)動(dòng)風(fēng)格的家用車,雖然算不上性能怪獸,但動(dòng)力非??捎^,價(jià)格也算是中檔偏上。
附錄2 關(guān)于坑洼路面的影響,在美國AAA的網(wǎng)站上顯示的2016年報(bào)告是這樣介紹的。
隨著冰雪開始融化和搖搖欲墜的道路出現(xiàn),AAA 的一項(xiàng)新研究表明,在過去五年中,坑洼損壞已使美國司機(jī)花費(fèi) 150 億美元的車輛維修費(fèi)用,或每年約 30 億美元。由于三分之二的美國人擔(dān)心當(dāng)?shù)氐缆飞系目油?,AAA 提醒司機(jī)保持警惕以避免坑洼損壞,并敦促州和地方政府全額資助并優(yōu)先考慮道路維護(hù),以減少車輛損壞、維修成本和駕駛員的挫敗感。
“在過去五年中,全國有 1600 萬司機(jī)的車輛遭受了坑洼損壞,”AAA Northern New England 公共事務(wù)總監(jiān) Pat Moody 說?!皢栴}范圍從輪胎刺破和車輪彎曲,到更昂貴的懸架損壞。”
根據(jù) AAA 的調(diào)查,中低收入人群最擔(dān)心坑洼,年收入低于 75,000 美元的家庭中的大多數(shù)受訪者對道路受損表示最擔(dān)憂。這可能部分是由于財(cái)務(wù)影響,因?yàn)榭油輷p壞會(huì)導(dǎo)致昂貴且廣泛的車輛維修。
“平均而言,美國司機(jī)報(bào)告說要支付 300 美元來修復(fù)與坑洼相關(guān)的車輛損壞,”穆迪繼續(xù)說道?!案钊司趩实氖?,那些車輛遭受此類損壞的人經(jīng)常發(fā)生,在過去五年中平均發(fā)生三次?!?/p>
為了盡量減少車輛損壞,AAA 敦促駕駛員確保輪胎適當(dāng)充氣并有足夠的胎面深度,因?yàn)樗鼈兪强油莺蛙囕v之間唯一的緩沖。如果坑洼撞擊是不可避免的,駕駛員在接觸坑洼之前減速、松開剎車并拉直轉(zhuǎn)向也很重要。為避免道路上出現(xiàn)坑洼,駕駛員應(yīng)保持警惕,掃描道路并增加前方車輛后的跟車距離。
AAA 的會(huì)員為惡劣的路況付出了高昂的代價(jià),預(yù)計(jì)這些成本在未來幾年會(huì)更高。美國人每天都依賴我們國家的道路和橋梁,迫切需要更多的資金來防止坑洼、其他不安全的情況和更長的通勤時(shí)間。國會(huì)在 2015 年增加了交通資金,以幫助支付道路維修費(fèi)用,但每年需要多達(dá) 1700 億美元的額外資金來顯著改善美國的道路和橋梁。
每年,AAA 都會(huì)響應(yīng)超過 400 萬個(gè)輪胎漏氣援助電話,其中許多是由于坑洼造成的損壞造成的。2015 年,AAA NNE 響應(yīng)了 60, 521 個(gè)輪胎援助電話。
備用輪胎是 2015 年銷售的 1/3 車型缺少的一項(xiàng)重要功能,對于受坑洼損壞影響的駕駛員來說至關(guān)重要。在過去的 10 車型年中,輪胎充氣機(jī)套件已經(jīng)取代了數(shù)百萬輛汽車的備用輪胎,并且由于功能有限,甚至無法暫時(shí)修復(fù)坑洼損壞。AAA 呼吁汽車制造商將消費(fèi)者利益放在首位,并停止在新車型中淘汰備用輪胎。
避免撞坑洼的提示:
AAA NNE 推薦以下提示,以幫助保護(hù)車輛和駕駛員免受撞坑洼的顛簸體驗(yàn):
在所有輪胎中保持適當(dāng)?shù)臍鈮海栽诳油莺洼喬ポ嗇y之間提供盡可能多的緩沖。請查閱車主手冊或駕駛員側(cè)門框、手套箱內(nèi)側(cè)或加油口蓋板內(nèi)側(cè)的貼紙,了解輪胎制造商的正確壓力。
在您的車輛和前車之間留出足夠的空間,注意坑洼。警覺的司機(jī)有足夠的時(shí)間避開坑洼。在繞過坑洼之前,請務(wù)必檢查周圍的交通和車道,以確定是否可以安全移動(dòng)。
根據(jù)天氣條件保持安全速度。如果無法避免坑洼,請盡可能放慢速度。高速撞到坑洼會(huì)增加輪胎損壞的機(jī)會(huì),以及對車輪、減震器、支柱、轉(zhuǎn)向或懸架的傷害。高速還會(huì)增加失去車輛控制的機(jī)會(huì),尤其是在彎曲或不平坦的道路上出現(xiàn)一系列坑洼時(shí)。
駛過多個(gè)坑洼時(shí),應(yīng)降低車速并牢牢握住方向盤,以免失控。
如果可能,不要直接在坑洼上剎車。剎車會(huì)導(dǎo)致汽車的重量轉(zhuǎn)移到車輛前部,并可能增加撞擊造成的損壞。
“即使是撞到一個(gè)嚴(yán)重的坑洼,也可能會(huì)因懸架損壞而改變車輪的對齊,從而導(dǎo)致輪胎磨損不均勻。輪胎不均勻和過早磨損意味著輪胎需要比需要更早地更換,并且可能會(huì)以不必要的費(fèi)用增加燃料消耗,“穆迪說。
“撞到坑洼時(shí)斷裂的減震器或支柱可能會(huì)改變車輛的轉(zhuǎn)向和控性,并在高速行駛或在狹窄的彎道中行駛時(shí)造成危險(xiǎn),”穆迪說。AAA NNE 建議,懷疑車輛懸架部件因坑洼而損壞或破損的駕駛者應(yīng)將車輛拖到高質(zhì)量的維修機(jī)構(gòu),例如 AAA 批準(zhǔn)的汽車維修機(jī)構(gòu),如有必要,可以在那里進(jìn)行檢查和維修。
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