高速爆胎的安全控制系統(tǒng)
芝能科技出品
在智能電動(dòng)汽車在“卷”技術(shù)的過程中,底盤可以卷什么,以及高速爆胎這個(gè)極限工況下的如何通過底盤控制保證安全能力,我們可以深度講講。
蔚來在ET9上首先展示了在高速爆胎的工況下的智能智能底盤控制功能,最近發(fā)布了ES6和EC6煥新版上也搭載了相同的技術(shù)。
直采式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、高速爆胎識(shí)別模型、底盤協(xié)同控制系統(tǒng),以及毫秒級(jí)響應(yīng)機(jī)制,這一套“高速爆胎安全控制系統(tǒng)”,改變了車輛動(dòng)態(tài)控制能力,也嘗試了一種智能底盤的卷的方向。
01
極限控制下的穩(wěn)定性:
爆胎控制技術(shù)
爆胎是高速行駛中最具危險(xiǎn)性的意外之一,根據(jù)統(tǒng)計(jì),高速公路上大約70%的交通事故源于爆胎,尤其是前輪爆胎,更容易造成方向失控、車身甩尾甚至翻車,對(duì)乘員及周圍交通參與者構(gòu)成巨大威脅。
由此開發(fā)一套智能化的爆胎控制系統(tǒng),是汽車工程領(lǐng)域的一個(gè)新方向。
電動(dòng)汽車不同于傳統(tǒng)燃油車,其動(dòng)力系統(tǒng)由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),扭矩響應(yīng)快,控制精度高,同時(shí)車身搭載高壓電池,對(duì)電氣安全和整車控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性提出更高要求。
在此背景下,爆胎不再僅是輪胎本身的問題,而是一個(gè)涉及整車動(dòng)態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)、底盤穩(wěn)定控制等多模塊協(xié)同的復(fù)雜系統(tǒng)性問題。
傳統(tǒng)燃油車在爆胎應(yīng)急控制方面主要依賴于駕駛員經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械系統(tǒng)的被動(dòng)響應(yīng),例如剎車系統(tǒng)或轉(zhuǎn)向裝置。受限于系統(tǒng)的反應(yīng)速度和模塊之間的獨(dú)立運(yùn)行,這種方式在高速、復(fù)雜路況或極端環(huán)境下難以保障車輛穩(wěn)定。
而電動(dòng)汽車通過引入智能控制平臺(tái)和多模態(tài)感知系統(tǒng),具備更高的響應(yīng)效率與控制精度,為爆胎應(yīng)急控制系統(tǒng)的智能化轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
智能爆胎控制系統(tǒng)主要依托以下三大核心能力:
◎ 首先是實(shí)時(shí)感知與數(shù)據(jù)融合,F(xiàn)代電動(dòng)車普遍搭載高精度胎壓監(jiān)測(TPMS)、輪速傳感器、姿態(tài)傳感器等,通過高速總線或中央控制器集成采集,形成對(duì)車輛輪胎狀態(tài)和行駛動(dòng)態(tài)的全局掌控。
◎ 其次是聯(lián)動(dòng)控制能力,即通過域控制架構(gòu)打通制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)爆胎瞬間的制動(dòng)力再分配、扭矩輸出調(diào)整和車身姿態(tài)修正。例如,系統(tǒng)可在檢測到右后輪爆胎后,將更多的制動(dòng)壓力分配到左前輪,同時(shí)降低爆胎輪軸的電機(jī)扭矩輸出,減緩車身旋轉(zhuǎn)趨勢。
◎ 最后是輔助駕駛與主動(dòng)干預(yù)能力,系統(tǒng)可在自動(dòng)駕駛模式中精準(zhǔn)執(zhí)行避險(xiǎn)路徑規(guī)劃,在手動(dòng)駕駛下通過方向盤阻尼反饋、語音提示等手段引導(dǎo)駕駛員采取正確應(yīng)對(duì)策略。
與ABS(防抱死制動(dòng)系統(tǒng))、ESP(車身穩(wěn)定控制系統(tǒng))、VDC(車輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng))等傳統(tǒng)穩(wěn)定性控制技術(shù)相比,智能爆胎控制系統(tǒng)具備更強(qiáng)的感知前瞻性、響應(yīng)速度與控制精準(zhǔn)度。
更重要的是,該系統(tǒng)不僅是對(duì)單一事件的應(yīng)急響應(yīng),更是在整車智能化背景下對(duì)“突發(fā)失穩(wěn)狀態(tài)”的綜合管理能力的體現(xiàn)。
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)逐步商用,車輛對(duì)“極端場景”的預(yù)測與應(yīng)對(duì)能力將成為關(guān)鍵安全指標(biāo)之一。
爆胎作為典型的極端狀態(tài),對(duì)車輛的控制邏輯、自適應(yīng)能力和安全冗余提出嚴(yán)苛要求?梢灶A(yù)見,未來的智能爆胎控制系統(tǒng)將深度融合車輛環(huán)境感知、AI算法與大數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)真正意義上的“預(yù)警+控制+干預(yù)+反饋”閉環(huán)管理,進(jìn)而推動(dòng)電動(dòng)汽車從“智能出行”邁向“智慧安全”的新階段。
爆胎控制系統(tǒng)的智能化不僅是一項(xiàng)安全技術(shù),關(guān)乎單一車輛的行駛安全,更關(guān)乎整個(gè)交通系統(tǒng)的穩(wěn)定與高效。只有當(dāng)車輛在面臨最極端挑戰(zhàn)時(shí)依然能夠保持可控。
02
從極端測試到日常守護(hù):
爆胎響應(yīng)機(jī)制
在ET9和新6車型的發(fā)布中,看到李斌在親自參與這個(gè)試驗(yàn),這其實(shí)也是安全設(shè)計(jì)的一種體現(xiàn),畢竟老板親自上測試不是開玩笑的。
蔚來在高速爆胎控制領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn),并非簡單在傳統(tǒng) TPMS 基礎(chǔ)上升級(jí)采樣頻率,而是一次從感知到?jīng)Q策、再到執(zhí)行的整車控制系統(tǒng)級(jí)重構(gòu)。
核心感知硬件來自NT3平臺(tái)的新型直采式胎壓傳感器,以125毫秒的高采樣頻率和極低功耗實(shí)時(shí)監(jiān)測胎壓波動(dòng),并通過蔚來自研的爆胎模型與識(shí)別算法,在300毫秒內(nèi)完成爆胎判定與警示,識(shí)別速度是傳統(tǒng) TPMS 的32倍。這種毫秒級(jí)的“早發(fā)現(xiàn)”,為后續(xù)控制系統(tǒng)的介入爭取了最寶貴的時(shí)間窗口。
但識(shí)別只是第一步。真正關(guān)鍵的是,在爆胎發(fā)生后,整車能否穩(wěn)定可控地駛離危險(xiǎn)區(qū)域。為此,蔚來搭載了ICC智能底盤域控制器,其具備全局調(diào)度底盤四大關(guān)鍵執(zhí)行器——驅(qū)動(dòng)、電控制動(dòng)、CDC主動(dòng)懸架和EPS電子助力轉(zhuǎn)向的能力。
無論是在130km/h高速直線行駛,還是0.5g側(cè)向加速度下的彎道行駛,ICC都能第一時(shí)間通過驅(qū)動(dòng)限制、制動(dòng)力調(diào)節(jié)和方向手力控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)爆胎后車輛偏航、側(cè)滑甚至失控趨勢的抑制,保障車輛軌跡穩(wěn)定、方向可控,最大程度避免二次事故發(fā)生。
蔚來對(duì)細(xì)節(jié)的控制在EPS系統(tǒng)中展現(xiàn)得淋漓盡致。當(dāng)系統(tǒng)識(shí)別到爆胎時(shí),EPS會(huì)對(duì)方向盤手力做出適配性增強(qiáng),以防止駕駛者因恐慌劇烈打方向,從而誘發(fā)更大程度的車輛失穩(wěn)。這一看似微小的“力反饋”,實(shí)則是蔚來對(duì)駕駛行為建模理解與人機(jī)交互體驗(yàn)的深度融合成果。
爆胎測試直播,成為蔚來安全技術(shù)信心最直接的體現(xiàn),測試采用的并非溫和模擬泄壓工具,而是“地面齒狀刀片”,能在實(shí)車運(yùn)行中瞬間擊穿輪胎結(jié)構(gòu)、造成真實(shí)的“瞬時(shí)零壓”爆胎,風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)室泄氣測試,更貼近實(shí)際道路中用戶可能面臨的極端狀況。
可以在實(shí)測中看到,這套系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制能力是很強(qiáng)的——在130km/h的高速直線行駛中突然爆胎,車輛依然穩(wěn)定保持在車道內(nèi),無明顯側(cè)滑或偏移;而在80km/h的彎道行駛中,得益于BCU制動(dòng)控制單元與ESP系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制,車輛亦能維持循跡性,避免橫擺失控。
同時(shí),CDC懸架系統(tǒng)也同步介入,通過快速提升爆胎一側(cè)的阻尼力,抑制由于支撐力缺失帶來的車身劇烈抖動(dòng),保障乘員感知的穩(wěn)定性。
從胎壓感知硬件到實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)模型再到整車全域控制操作系統(tǒng),構(gòu)建了業(yè)內(nèi)首個(gè)可面向高速極限場景落地的“爆胎安全操作體系”,在更多的極限安全場景下,智能底盤可以做很多的工作。
小結(jié)在智能汽車不斷邁向“軟件定義一切”的今天,真正能打動(dòng)用戶的,仍然是那些看得見、摸得著、在關(guān)鍵時(shí)刻能救命的技術(shù)。
原文標(biāo)題 : 技術(shù)解析|高速爆胎的安全控制系統(tǒng)

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