自動化‧電動化·網路化─汽車世界的未來 Bosch牙克石2018汽車技術創新體驗日 - U-CAR.com.tw

小亮

撰文

小亮

攝影

5,624

2018

10月

12

按著工作人員的指示,我謹慎地把方向盤向右扭,車頭就靈巧地向左轉了過去;再把方向盤向左扭,車頭立刻向右轉了過去。即便心中早已做好準備,但是那股彆扭感覺,那股重心與習慣完全不同的移動方式,仍讓人難以習慣。

這種異常的動作,並不是車子壞了,而是汽車零組件大廠透過極端的展示,向媒體展示最新的線傳控制方向機。我所在的地方,是中國內蒙古自治區的牙克石。我所在的場所,是汽車零組件大廠 Bosch 在中國所興建的第 1 個測試場。我所參加的活動,則是 Bosch 中國子公司博世中國所舉辦的 2018 年汽車技術創新體驗日。

Bosch 為因應主動安全產品的冬季測試需求,在 2008 年在牙克石成立呼倫貝爾測試技術中心。
從 12 月初旁邊湖面冰厚超過 45 公分開始測試季,一路進行到 3 月中。期間最低溫低於-40 度,冰厚最多可超過 130 公分。超過 132 萬平方公尺的湖面,規劃做 8 種不同的測試道,最多同時有近 400 輛車在湖面區域。
初秋的山光水色,而至 12 月將轉為一片雪白

Bosch:全球汽車業龍頭企業,舉辦體驗日展現最新科技

Bosch 是德國汽車零組件大廠,是全球前 100 大企業,並是少數股票未公開發行的大型跨國企業。其超過百年的歷史,與德國汽車公司相互提攜,發展成為全球汽車科技發展重要推手。Bosch 從汽車每年舉辦體驗日活動,以向全球專業汽車媒體展示其強大的科技實力及最新研發成果。而這些科技成果,往往也在短時間內便為各大汽車公司所採用,落實在各式新款產品之中。因此體驗日活動,正是一窺汽車世界發展趨勢的最好時機。

繼 Mobility Experience 2017 之後,小亮再次受邀參加博世中國的汽車技術創新體驗日。

這次汽車技術創新體驗日,博世中國設定的主題是共塑未來智能交通,而向媒體溝通的主軸則是分為自動化、互聯化、電氣化。以臺灣的說法,亦即是指自動駕駛、車聯網以及電動化,與 2017 年在德國舉辦 Mobility Experience 2017 所設定的 Automated Mobility、Powertrain Systems and Electrified Mobility 以及 Connected Mobiltity 完全相同。博世中國的汽車技術創新體驗日,一直是以向媒體展現博世中國所導入及研發的科技,從此亦可以看出這 3 大面向正是 Bosch 在全球世界全力投入資源的主軸,以滿足全球各地汽車公司的需求。

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「倒行逆施」,展現線傳控制科技的彈性

而前述的線傳控制方向機,正是現場的主要介紹產品之一。

線傳控制方向機是 Bosch 研發中的重點產品,可以滿足電動化與自動化的需求。

線傳控制系統便是以電線傳遞訊號,以取代傳統機械控制系統中的實體機構連結。由於大部份機構改為傳遞訊號的線路,因此線傳控制擁有系統體積小、連結架構多元、讓車輛設計的自由度提高等優點,在空間有限的汽車產品上被積極導入,自然合情合理。線傳控制系統亦具有能輕易與自動駕駛系統連結的優勢,因此在電動化與自動駕駛化的發展趨勢下,自然成為 Bosch 重點研究的一環。隨著電控技術的成熟,可靠度的提升,現行電控系統在汽車上使用的可靠度,已足以與機構系統相當,轉向控制及煞車控制等 2 項與汽車安全最相關的控制項目,自然是線傳控制需要攻克的項目。而這套線傳控制方向機,便是 Bosch 的最新研發成果。

整套線傳控制方向機就像是消費者熟悉的遊戲方向盤,在實體方向盤之後,連接著感知器,偵測駕駛人以方向盤輸入的轉向訊號,包含轉向角度與轉彎方向、轉向速度等,將訊息以電路傳遞至電動方向機的控制器,由電動方向機的控制器解讀之後,發出電動方向馬達的驅動訊號,要求馬達以多快的速度轉動多久,以讓前軸達成所要的轉動方向。這其中,已不再有傳統的方向機柱進行車體連結,因此在駕駛雙腳之間的空間沒有佔空間又沈重的方向機柱。

拿掉傳統方向機柱,讓駕駛座空間更有彈性。

由於這套系統為全數位化控制,因此電動方向機驅動的模式,是可以利用電腦程式的參數來修改,包含方向盤與前輪之間的轉向齒比、反應速度、回饋力道設定等,都可以輕鬆地調整。亦即,不論是運動化或是舒適化的轉向需求,都可以在同一套方向機上,透過軟體的調整來達成。

現場的體驗活動,Bosch 的展示車便提供了 Comfort 以及 Sport 模式設定讓媒體試駕,在 Comfort 模式之下,轉向比例設定為 16.5,齒比設定為固定,車輛的轉向就像是一般的市售房車一般輕鬆舒適。而當切入了 Sport 模式,轉向齒比設定為 9,方向盤的轉向回饋變得較重,車頭的轉向反應亦變得更為明快,很符合性能化駕駛的需求。而更酷的是,轉向的齒比亦是可變的,依程式設定而在 8 到 9.6 之間游移。在現行汽車產品中,可變齒比的轉向是靠著方向機中齒條在不同區域中角度不同,達成在不同角度之下轉向齒比不同,並不能隨意地更改,但是透過線傳控制,不同的轉向角度變成馬達驅動時間的長短便可以調整,輕鬆賦予汽車不同的操控風格。而開頭所提反向的控制,則是線傳控制上極端的展示方式,因為這是在傳統方向機上所不可能達成的。

展示車上可以調整各種不同的駕駛風格、調整轉向齒比,Bosch 工程師甚至設計了「Inverse Steering 反向轉向」的功能,以展現線傳控制方向機的使用彈性。

實際行駛時,這套系統相當地有趣,不過傳統方向機可以實際回饋的路感,在這套展示的系統上還是闕如。據 Bosch 的高層表示,在發展的計劃之中,這套系統最快在 2024 年才會投入實際的量產,目前仍在研發的階段。而在線傳控制方向機導入之後,駕駛訊號的輸入也不再一定要是方向盤,替代性的轉向裝置亦在研發之中,相信在 2028 年可以推出,或許屆時數位時代才出生的駕駛人,就像是 MIB 裡的 Will Smith,可以用習慣的遊戲主機手把來駕駛車輛。

線傳控制方向機的使用體驗相當有趣,除未將路感真正回饋之外,已可達成現有方向機的所有功能。

而在 Bosch 對於轉向系統的發展計劃中,最終,方向機將會被拆解成為輪邊轉向系統,亦即每個車輪的懸吊機構,可以個別進行轉向的控制,屆時車輛行駛的自由度與控制表現,又將與現行的車輛完全的不同。不過,這亦將到 2032 年之後。

Bosch 轉向系統的發展計劃。
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全球最大市場,Bosch 科技快速導入中國

由於中國已經是全球最大汽車市場,Bosch 將各種技術導入中國的速度相當地快,許多小亮在 Mobility Experience 2017 所看到的展示技術,在本屆汽車創新科技體驗日活動中,均已亮相,並已在中國導入,甚至已實際量產。在 Mobility Experience 2017 亮相、重量不到 7 公斤、高度不到 9 公分、不需要專屬冷卻系統的的 48V 鋰電池,博世中國在 2018 年便已經量產,並開始供應給中國的汽車公司使用;而在 Mobility Experience 2017 所展出的減速器、馬達、控制器一體化的電動車驅動模組,博世中國亦將在 2019 年量產。

年甫於德國發表的 48V 鋰電池,博世中國已經投產。
控制器、減速機、馬達 3 合 1 的 eAxle 產品,已預計在 2019 年於中國量產。機械效率達到 93%。

針對腳踏車及行人的 AEB 系統及低速自動跟車系統亦已投產,展現博世中國的技術實力

在自動駕駛方面,博世中國亦安排了在 Mobility Experience 2017 中小亮曾經體驗過的針對腳踏車的 AEB 自動緊急煞車系統,還有汽車視覺判別系統的展示,同時還有名為交通壅堵輔助的低速自動跟車系統,以讓與會媒體體驗現行 Bosch 在自動駕駛技術之中的實力。

在 Mobility Experience 2017 所看到視覺辨識路況系統,亦再次出現在博世中國汽車技術創新體驗日。Bosch 的系統能判別出攝影機影像中與行駛相關的資訊,包含道路鋪面、道路標線、其他車輛等,做為自動駕駛系統判別的基礎資訊。

自動駕駛近年在全球市場成為顯學,博世中國亦已在此方面多有著墨,2016 年在蘇州舉辦的汽車創新科技體驗日,博世中國便已經展示過其與長安汽車合作的自動駕駛車輛,而這次新的次級系統展示,只是再說明博世中國在這方面技術的升級。

針對中國市場的自動駕駛發展,博世中國已為發展計劃定出了排程。博世中國將發展區分為 2 部分,其一是高速公路領域的應用,另一則是都會區行車的領用。

Bosch 在中國自動駕駛的發展計劃。

在高速公路部份,博世中國在 2014 年已經將 ACC、AEB 以及 LKA 等 L1 自動駕駛技術導入中國,而前述的交通壅堵輔助系統,亦在 2018 年導入。預計在 2020 年會導入 HWA 高速公路輔助,並在 2021 年導入屬於 L3 等級的 TJP 交通壅堵引導系統,並延伸發展 HWP 高速公路引導功能。

而在都會區的應用上,2008 年便已經將停車警示、半自動停車導入,而 2018 年亦開始量產全自動停車輔助系統,並將開始實作 AVP 全自動代客停車系統。預計在 2020 年會導入遙控停車輔助以及家庭區域停車輔助,並延伸發展家庭區域停車引導以及遙控停車引導等功能。

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博世中國自主開發滿足在地需求

Bosch 在中國市場深耕多年,與中國各合資與自主汽車品牌有深度的合作,全程參與中國成長至全球最大汽車市場的過程,因此除了導入德國總部以至於全球 Bosch 分部所開發的技術,博世中國均會依據中國市場的需求及條件進行在地化,更會依據中國市場的需求,進行在地技術的開發,並將這些技術輸出至全球 Bosch 體系,以供有需要的市場使用。

除與汽車品牌合作,賽車技術服務以及為新創公司提供量身訂製工程服務,亦是博世中國的業務內容。

在體驗活動的現場,便展示了因應中國市場所開發出的開門報警功能。中國許多城市的交通壅堵是國人所熟知的,機動車輛的高流量與高密度,向來是交通事故的主要原因,尤其在有機車或是電瓶車的使用環境之下,駕駛很容易會因大意開門造成後方來車的事故。博世中國便因應此需求,開發出開門報警功能,利用盲點偵測的技術,以雷達波偵測車輛旁的空間是否安全,若在車門把手拉動時車側有車輛、機車、電瓶車、行人的存在,系統便會發出警示,提醒駕駛人注意。博世中國表示,這套系統不只是駕駛人,事實上是所有乘員在下車前都會進行提醒,大幅提高行車安全。

開門報警系統是博世中國針對在地的用車環境需求所開發的系統。對於臺灣市場,亦是極為實用的產品。

以數字孿生串起車聯網的實體應用

最讓小亮覺得收穫豐富的,則是在智能連網的這個主題。在 Mobility Experience 2017 中雖有許多 Connected Mobiltity 項目的展出,各項目的技術雖均相當成熟,但是總有種見樹不見林的不踏實感,看不出 Bosch 在車聯網上到底有什麼樣實際的戰略。而這次在汽車創新科技體驗日中,博世中國高層的介紹,讓小亮更清楚了解到車聯網在未來應用及發展的可能。

在 Bosch 的車聯網藍圖中,Bosch 將其分為智能滲透、數字孿生以及安全賦能等 3 大主軸進行發展。其中數字孿生是發展的核心。

數字孿生是 Bosch 車聯網發展的核心。

所謂的數字孿生,就是實際的汽車產品,從生產的一開始,就有一個專屬的數位記錄做為對應。而透過車聯網的應用,隨著實車每一分每一秒的運作、行駛,其所有的車況變化都會在數位記錄上進行同步更新。因此,各種汽車相關的服務行業,在取得數位模型的使用權之下,都能即時掌握到實車的各種狀況,進行精準地提供所需要的各種服務,並可以對各種服務需求預做準備及規劃。包含汽車廠能透過數位記錄了解各種系統運行是否正常,即時找出問題進行線上更新,或是預在維修保養需求發生前做出提醒,並預先安排維修保養排程。以車輛提供服務的各式企業,亦能即時掌握旗下車隊中各車輛的狀況,進行調度排程,甚至進行跨服務的整合。

數字孿生可以進行跨服務的整合,未來汽車產業的重點。

從汽車零組件大腕窺見未來汽車產業發展

一如前 2 次 Bosch 的活動,小亮再次透過汽車零組件大廠的展示,大飽眼福,一窺未來汽車產業發展的趨勢,並提前體驗了未來汽車品上所會出現的各種科技。

在電動化、自動化以及網路化的發展之下,未來的汽車將會變成使用更便利更安全的交通工具,而汽車產業也將會因此而重新定義,人類社會的發展也將會更為快捷,文明也將有不同的發展。這樣的發展,對於大部份的人類而言,均是正向的。

對於熱愛自己駕駛的朋友,或許會擔心自己對於車輛的主控能力越來越低。換個角度想,各類系統的發展之下,車輛的操控與性能均越見精進,自動駕駛技術讓我們能從日常無趣的交通來中解放出來,在興頭來時可以全面掌控,小亮個人樂見這樣的發展。

然而市場需求與文明的發展往往難以預料,是否自動駕駛真的就會掌握了一切,或是汽車文明將會有全面的變革,只能讓時間來解答了。

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