線控代表一個控制系統,它采用控制單元之間的電信號連接來控制和驅動執行機構,取代了傳統的機械或液壓驅動。
線控技術最初用于航空業,汽車線控系統包括:節氣門線控、轉向線控、制動線控、油門線控和變速器線控。線控技術可以為汽車省去很多機械部件,降低車身重量,節省能耗。
在自動駕駛系統中,對汽車的控制執行系統的線控改裝,是必不可少的工作。有了這部分,自動駕駛的執行命令才能得到執行、反饋、調優。
相對而言,乘用車的線控系統比商用車要更普遍,對應的自動駕駛公司在進行技術研發時,所能得到可用的線控改裝系統難度也不同。
業內人士表示,在自動駕駛卡車剛起步的時候,線控改裝的成本不下百萬元,很多初創公司都以以沃爾沃的車型為藍本,類似于乘用車中的林肯MKZ。
如Uber在31日宣布關閉無人駕駛卡車項目,其前身是Otto, 該公司在位于北加州的無人駕駛汽車試驗場GoMentum Station測試五輛經改裝的沃爾沃卡車。
5月24日,智加科技(PlusAI)攜手蘇寧物流正式完成了行業首個L4級智慧物流“倉對倉”無人駕駛場景作業。作為全工況、真實環境下的功能驗證,智加科技在測試中使用的車型也是沃爾沃的卡車,FH車型。
之所以選用沃爾沃的卡車車型,智加科技技術副總裁付強曾表示,是因為其線控改裝在業內有一定的基礎,創業公司更容易上手。但盡管如此,改裝的費用也不菲。
歐美Tier1領先中的角力
沃爾沃很早就進入到了對自動駕駛技術的研究。早在2011 年,沃爾沃卡車便率先研發列隊行駛即" 無人卡車車隊"技術,并于5年后完成了全球首次跨國界測試。
沃爾沃也因此成為第一個在開放的高速公路實現完全自動跟車測試的汽車廠商。2017年11月15日,沃爾沃卡車首次向大眾展出了兩款適用于''樞紐到樞紐"貨物運輸的自動駕駛卡 。現場展示的沃爾沃無人駕駛卡車,也是基于沃爾沃FH平臺打造,并且能夠實現完全的自動駕駛。
卡車自動駕駛領域的巨頭,除了沃爾沃還有奔馳這個巨頭,早在2014年,梅賽德斯-奔馳展示了一款重型的無人駕駛卡車—Future Truck 2025,除了囊括攝像頭、LIDAR、毫米波雷達等傳統無人駕駛所需的感知傳感器,還搭載有V2V、V2I等車聯網系統。
這些卡車自動駕駛系統的正常運行,離不開線控系統廠商。作為商用車行業高級制動系統的領創者,威伯科可提供用于卡車和客車的先進緊急制動系統(AEBS)OnGuardACTIVE,電子控制空氣懸架技術(ECAS)OptiRide,模塊化的自動機械變速箱控制系統OptiDrive,電子巡航控制技術OptiPace系統。
威伯科已與中國的福田、宇通客車和比亞迪等三家商用車制造商簽署了意向書,為其出口歐洲的下一代卡車和客車裝備威伯科的OnGuardACTIVETM和OnLane? 車道偏離預警系統。
2016年威伯科和采埃孚在德國進行了一項技術試驗,主要是測試一項自動制動和轉向的技術。這套自動制動和轉向系統簡稱為EMA系統,該系統集成了威伯科的雷達防碰撞系統及其成熟的EBS、AEBS、ESC和車身動態控制系統,并與ZF的電動控制液壓轉向系統共同協作發揮作用。
除威伯科以外,還有博世、TRW(2015年被ZF收購)、大陸、SKF等廠商提供線控系統。TRW是全球領先的汽車安全系統供應商,生產制動、轉向、懸掛等系統。1968年,TRW開發出世界上第一個電子控制的ABS系統,同時又在1986年研制出后輪驅動ABS系統。1996年和1998年先后開發出電子真空助力系統和制動輔助以及電動液壓轉向系統。又于2001年開發出自己的電子穩定性控制(ESC)。
SKF為輕型卡車、非公路、材料輸送和船舶等行業的車輛研發和制造機電解決方案。SKF電子停車剎車整合了電氣控制單元(ECU)和嵌入式軟件,其電子轉向輸入單元整合了電子控制單元(ECU)、嵌入式軟件和 CAN 客車介面,可取代傳統的轉向管柱,提供穩定的轉向輸入功能,可安裝于電子液壓和機電線控轉向系統中。
國內技術剛起步
相比于歐美Tier1領先的技術,國內廠商還處在剛剛起步的階段。具備卡車線控改裝能力的企業,大都為商用車OEM企業。
2016年中國重汽發布了中國第一款擁有完全自主知識產權的智能卡車。中國重汽第Ⅰ代智能卡車基于重汽汕德卡C7H車型平臺研發,給C7H裝上了重汽研發的智能駕駛技術,其中就有線控轉向系統(Servowin)。
重汽的智能化卡車項目源于2011年,到現在重汽已經成功開發電子化線控發動機啟停系統、電子化線控油門系統、電子化智能選換檔控制系統、電子化線控行車制動系統、電子化線控駐車制動系統(通過行車制動方式實現)、電子化線控轉向系統。
2018年4月12日,重汽為港口量身打造的全球首臺L4級無人駕駛電動卡車,在天津港開啟試運營。這款無人駕駛電動卡車運行原理為由人工智能算法等,根據周圍的環境,生成油門、轉向、剎車等控制量,通過車載整車控制器控制卡車底盤,操縱卡車運行。
陜汽集團制定了“智能卡車實現完全無人駕駛”的計劃,通過引進技術源碼,自主化技術轉化,突破了傳統重卡底盤無法電控的“瓶頸”。
2016年,圖森未來與陜西重型汽車有限公司簽訂了在商用車上應用智能駕駛系統的深度技術合作開發協議。2017年初,陜汽第一輛智能化駕駛重卡技術底盤改制新平臺車型,順利通過智能化底盤技術條件驗收,并進行了實車試驗,順利完成了低速狀態下車輛的智能駕駛。線控轉彎、線控制動、定速跟隨前車等功能得以實現。
2017年初,一汽在長春一汽技術中心首次演示了無人駕駛卡車,同時發布了“摯途”商用車戰略,明確了解放智能卡車未來發展的三個階段規劃。
到2025年完成解放摯途L5級自動駕駛產品開發,具備全工況自動駕駛功能,并完成解放摯途開源設計平臺建設,針對關鍵技術逐步向全行業開放,通過技術引領和輸出,推動中國商用車行業發展。
2016年11月14日,福田汽車與百度聯合推出了無人駕駛超級卡車歐曼EST-A,卡車搭載“iFoton”車聯網云平臺,實現與外部信息的實時聯通;在感知方面,采用雷達加相機識別周邊環境,融合高精地圖實現車輛定位;自主研發控制策略完成駕駛過程,如Automatic,自動化配置,AMT、AEBS、自動控制等 ;Air-suspension以電控空氣懸架底盤。福田無人駕駛卡車有望于2025年實現量產。
業內人士表示,商用車無人駕駛線控系統的改裝,國內的一些商用車OEM廠商基本都有這樣的能力,線控改裝包括轉向、制動、油門、變速器等,不同系統的改裝難度不同,其中轉向功能的線控改裝是一大難點。
完全整合式主動轉向功能是實現車輛自動駕駛的關鍵一步,這要求主動轉向系統必須能夠通過電子控制器激活車輛的轉向功能,并且可以根據控制器的信號做出適當反應。
目前,滿足這些要求的轉向器也僅有國外產品,但其不提供技術支持,國內代理商也僅能提供少量外文原版的信號列表,具體的信號控制時序,還需要自己進行不斷的試驗獲取。
國內的OEM在逐漸掌握線控改裝的能力,市場上卡車的線控改裝成本相比兩年前也有所下降。但不同于乘用車,民間擁有改裝卡車線控能力的公司并不多,同時也難以獲得行業的信任。
Tier1瞧不上、國內跟不上
商用車線控系統的普及度并不高,目前國內OEM也都處在起步階段,部分大型OEM擁有研發能力,會進行自主研發。
但另一方面,線控技術在國外發展比較成熟,類似于博世、威伯科、奧托立夫、TRW(已經被ZF收購)、JTEKT等Tier1擁有成熟的技術,但由于不同國家之間對于車的安全標準不同,使得國外Tier1同國內OEM對接時存在一定距離。
因此大部分Tier1面對國內OEM的需求,重視程度都不夠,多以項目的形式對接。
縱使如此,國內OEM也少有跟國際Tier1合作的機會。業內人士表示,Tier1合作的門檻很高,改一套線控系統的價格在數千萬左右,國內廠商難以承受。同時在出貨量上,OEM也不占優勢,因此Tier1并不屑于國內OEM的合作意向。如此一來,愿意給國內OEM提供線控系統的Tier1,就少之又少了。
因此,對于國內的一些OEM以及商用車線控改裝需求的公司而言,只能調頭尋求國內一些公司的幫助。
線控系統的改裝并不容易,有業內人士表示,商用車線控系統的改裝中,制動是一大難點,4.5噸的一般是油剎,8噸以上的都是氣剎。氣剎的進氣出氣量變化是線性的,油剎的則是非線性的,因此做線控系統改裝的時候前者的難度要遠小于后者。
因此氣剎的線控改裝技術較為成熟,很多公司都可以做,而油剎的則大都還處在研發中。能做油剎線控改裝的公司并不多,因此對于想做商用車線控改裝研究測試的公司而言,改裝成本也價格不菲。
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原文標題:商用車無人駕駛的線控“命門” | GGAI視角
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