王朝久:乘用车转向系统未来趋势

  2021年10月15日-16日,由中国汽车工业协会、重庆两江新区管理委员会联合主办的“2021中国汽车供应链大会”在重庆举办,长安汽车、地平线作为官方合作伙伴全力支持本次大会。本届供应链大会主题为“补短铸长、融合创新——构建中国汽车供应链新生态”,共同探讨产业政策,交流分享技术,研判产业趋势,展示创新成果,旨在促进产业国内国际互动,凝聚产业链条上下齐心,共谋产业协同发展之路。其中,在10月16日上午举办的“线控底盘与传统零部件新发展”主题论坛上,蜂巢智能转向系统(江苏)有限公司总经理王朝久发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

  各位专家、各位同仁,大家好!下面我跟大家一起分享一下转向系统现在和未来的趋势。
  今天我跟大家交流的内容有四个部分,一个是前轮转向,然后是四轮转向、线控转向和四轮独立转向。
  转向系统的历史大家都清楚了,就简单说一句就好,从机械转向到液压助力转向到现在的电动助力转向是经历了三个阶段,现在到未来我们做的工作都是在电动助力转向上做工作。
  就目前电动助力转向而言,我们大概可以分成这样四种形式,这四种可能我们大家用得比较多的是管柱助力,另外就是大推力的齿条助力,小齿轮和单向齿轮助力,可能时间稍微来的晚一些,但是现在和未来一段时间来看,可能这块需求量会大一些。齿条助力因为可以产生更大的助力,所以说未来可能在大型的乘用车上有更多的使用。这几种助力的优缺点也是很明显,比如说管柱助力有30多年历史,比较成熟,价格也应该是很便宜的。但是它一个缺点就是说它这个能够产生助力的等级比较小一些。然后P的EPS和D的EPS这是从助力大小来看,比C大一些,比R的小一些,但是它的这个刚性比较好,咱们跟管柱助力比较的话,所以说在这个自动驾驶方面,接下来会起主导作用。REPS也有历史了,刚才说推力比较大,在未来还是有一定的空间,因为在大型车还是离不开它。但是REPS我们量大不起来的原因,就是因为它结构太复杂,成本太高。
  刚才咱们几位朋友关于这个线控底盘或者关于自动驾驶做了比较精彩的演讲,可能主要还是关于制动这方面咱们论述得比较多一些。从这个话题份量来看的话,可能说制动这方面在我们现在和未来一段时间,可能大家市场需求更加迫切一些,或者说我们这方面几个公司投入的精力比较大一些。转向的话因为过去发展历史可能会长一些,所以说转向这方面对现在和未来的自动驾驶,大家重视的程度可能没有那么高,但是实际上这个缺一不可。从自动驾驶的三个部分来看,感知、决策、执行;从自动驾驶的执行机构来看,纵向的有驱动有制动,横向的话是有转向来负责。上午也有几位同志谈到,接下来域控制也好或者说统和控制也好,转向和制动就相互的协调控制,这个肯定是避免不了的。现在主机厂或者说客户,想做这方面的工作,只是说我们零部件公司能力还没达到这个水平。接下来的话咱们转向制动公司跟主机厂联合一起做这个底盘域控制或者说底盘动力域控制,大家都在投入精力在做。
  转向、制动,在整车里面应该说功能安全等级要求是最高,所以说我们在做转向做制动的时候,一定要考虑功能安全。从目前能够适应的自动驾驶等级来看,我认为L2级别的自动驾驶几乎能够得到普及了。L3大家还有歧义,L3的自动驾驶它到底要不要做,做到什么程度叫L3,到底是以驾驶员为主,还是以机器控制为主,将来一旦出事故,这个责任方是谁,可能这块有歧义。外国有的公司说不做L3,要么把L2的功能丰富一下,要么直接上L4,出了事就是机器的事,其实这些我认为都无所谓,你L2到L4的过渡还是看我们这些功能是否丰富,或者说硬件的冗余到什么程度,或者说软件冗余到什么程度。从目前来看,至少蜂巢转向这边,L3定义成L2+也可以,定义成L3也可以,已经达到了量产的状态。它的功能,咱们在图上也可以看到,所以说我认为就是说我们不要去纠结L3到底是怎么样一个要求,那只要我的功能,我这些安全性保证的前提下,爱叫什么叫什么。L2到L4的过渡咱们大家一起去想办法,把它好好的过渡下去。
  这是我们蜂巢转向的P-EPS,这个从结构来看是比较简单的,咱们中国的这个汽车自主品牌这块用得不太普及,实际上这个P-EPS在本田车用得比较早,在2000年以前就开始用它。它的好处就是说跟C-EPS、D-EPS比优势很明显,因为在驾驶室外面,噪音小,室内空间也腾出来了,价格也便宜。当然的话,太大推力还是不行的。目前中国市场上可能用得更多还是C-EPS,但是接下来自动驾驶的需求,还有人们对操控体验的需求等等,这些接下来P-EPS还有较大的空间。这个不说了,跟上面是一样的,DP-EPS,历史时间不长,以大众为首,十多年前开始采用,但是一直没有普及起来,原因就是说我这个已经有了C-EPS了,还有大推力我直接上R-EPS。所以说DP这个产品,在夹缝当中一直没有得到很好的发展,但是大众一直坚持用这个DP。本田大概五六年前也开始大量的使用DP,不用C,也不用R了,不用R很容易理解,虽然力量大,但是太贵了。现在我们开发DP,不是十年前的大众的那个推力级别了,不是八九千牛,现在的DP,我们达到了14千牛。长城的几款大型的越野车用的都是我们的这个产品,比如说大家知道这个坦克300,这是硬派越野,它的推力大起来以后,完全可以替代传统的R-EPS。从自动驾驶的等级来看,我们这块非冗余、部分冗余都量产了,全冗余的再有半年多,明年上半年也能达到量产级别,所以说你对应的刚才说了这叫L3也好还是L3+也好,这个整车厂去取名字。因为自动驾驶等级这个事儿,我们转向和制动这块作为执行机构,我是想至少转向这块我认为我们这个等级是可以达到比较高的等级的。
  R-EPS不用说了,市场有这样的需求,长城有这样的需求,咱们这个新造车势力,像蔚来、理想,他们由于续航里程越来越高,车辆越来越重,整备质量快到3吨了,所以它对R-EPS的需求还是比较旺盛,所以说这个R-EPS,我想在未来,在新能源汽车上还是有一定的空间。并且对冗余,对自动驾驶的需求,对功能安全要求会比较高一些,所以说这块我们也在努力在做这件事儿,为咱们新势力服务。
  刚才讲到转向也好,制动也好,其实机械件问题都不是很大,我们一般可以认为机械件咱们的可靠性是100%的,核心的还是传感器和电机电控。传感器好办一些,所谓好办一些就是说现在这个已经有了这种双冗余、四冗余这种传感器,但是电机控制器这方面还是一个难点。比如像L3或者L3以上用的这种电机电控,我们要求可能是全冗余了,电机得6项电机甚至是9项电机,国际上还有12项电机。控制的话现在至少是双冗余,电机驱动,芯片电源都是双的,至少是双冗余这块,现在还是比较流行的。你要是说我要做L3的,主机厂一定要求你全冗余。有的可能部分冗余也可以,从这个产品的可靠性本身来讲,或者说从质量管控可靠性来讲这是没有问题,但是就是从理论或者公共安全的角度来讲冗余度越来越高。甚至咱们讲线控,双冗余都不够,你得搞三冗余甚至四冗余。
  这个不说它的重要性了,反正软件这块是我们搞转向和制动永久的课题,而且没有上限,要求越来越高。这个不讲了。
  四轮转向,最近话题可能比较多一些。前面两个轮要转向,后面的两个轮也要转向,尤其是造车新势力,要求赶紧上四轮转向。四轮转向的好处就是在D柱的时候可以把转弯半径做得很小,尤其是停车现在越来越难,在高速行驶的时候,方向盘打同样的角度转弯半径会变大,这是一个很明显的好处。四轮转向其实早在80年代末的时候,本田车就已经用了四轮转向。只不过后来感觉到造价太贵,为了降低成本,慢慢把四轮转向取消了。但是最近这几年四轮转向这块用量还是比较普及的,你看这些高档的豪华车,很多车都用了四轮转向。这是我们正在开发的四轮转向的这样的一套系统,前后轮一定协调控制。在整车的域控制出现前我们自己想办法,做一个前后轮自己控制自己。
  线控转向这块,这是目前最时髦的一个话题,昨天晚上我还开了一个会,就是汽车工程师学会要搞一个未来线控顶盘的线路图,包括线控转向和线控制动。这个线控前面几位说得比较多,这里就不多说了。但是总的来讲我们这个线控如果是不考虑这个手动模式,纯粹的自动模式,其实这个转向很简单,我认为很简单。你不就是一个轮子左右摇摆控制,它是一个位置,因为你没有手感就很简单,但是麻烦就麻烦在我们还要有手感,我手感也好,自动驾驶也好,虽然简单但是一定要可靠。所以我们接下来线控转向大量的控制都是花在如何让它可靠,我两个冗余够不够,我三个、四个冗余,机械件如何保证安全,出现故障以后电控如何还能正常行驶,这是我们要做的工作。这个不多讲,大家都知道,这是几种形式。
  四轮独立转向可能一时半会用不上,这个造价太高,把悬架都改了,四个轮的联动控制也是有相当难度。做做样机可能还可以,我估计未来三五年之内很难有这个大量的使用。那么这项技术从硬件的角度来讲,从机械结构来讲是非常简单的,作为转向机构很简单,把这个轴能摆动就可以,但是想让四轮子同步做,能够同步实现这个功能,做起来还是有相当难度的,需要四套控制系统协调。但是如果有主机厂有这样的需求,我们做样机还是很容易实现的。但是最近物流小车和旅游小车这种独立转向,要求的会更快一些。那个就更简单了,不涉及到个人感受的问题。
  由于时间关系,我就快速过一下,跟大家分享一下,转向我还是那句话,可能没有制动这么迫切,没有制动那么难,但是转向这块也不简单,要想给客户一个好的体验,要想让主机厂能够少用国外产品,多用自己的产品,咱们未来的路还要一起努力,谢谢大家!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

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