比亞迪和博世在本週推出了全新的DTCS(分散式牽引力控制)技術,以應對低附著路面的行駛或起步。我們知道在冰雪、雨天等場景下,車輛輪胎會面臨打滑失控的風險,而TCS(牽引力控制)就是在這種場景下,透過主動控制車輪的扭矩輸出來緩解問題的。
由於本文涉及了大量晦澀難懂的專業知識,為了便於大家理解,這次我採用Q&A;的方式來講解這一技術。
Q1:TCS、ABS,ESP都是什麼意思,有什麼區別?
大多數人都聽過ESP(Electronic Stability Program)電子穩定系統,它是車輛最重要的主動安全系統。通常來說,ESP由ABS、TCS、VDC 三個模組組成,這三種代表ESP不同的標定環境。
ABS即制動防抱死系統,1978年上市,主要防止在極限剎車時帶來的輪胎鎖死問題,這會導致的輪胎失去側向抓地力,引發橫擺失控(打轉)的情況發生。ABS會透過測量輪速來適時調整剎車力度,讓車輛處於最好的剎車狀態,例如極限剎車下,車子還會向前小幅滾動,來釋放一定的偏轉力,既ABS產生的效果, ABS啟動後,會出現剎車彈腳的感覺。目前市面上大部分車輛都帶有ABS系統。
TCS和ABS的功能相反,它是管理猛踩油門帶來了輪胎失控,例如在冰雪或者溼滑路面,油門過大就會導致車輪打滑,TCS會限制車輛動力輸出(限制扭矩)對單側輪子進行制動,將牽引力維持在一個可控且有效的範圍內。此次博世推出的DTCS,就是TCS的一種升級。
VDC,提到VDC就不得不說到麋鹿測試。前面講的ABS、TCS主要是應對輪胎的縱向失控(直線)。而VDC的作用主要面對橫向失控。瞭解麋鹿測試的同學都知道,測試車輛連續、快速的打方向繞樁時,輪胎的側向力會出現極限,不同的車輛底盤調教,會導致載荷出現不同偏轉,就會導致轉向不足或轉向過度的問題。轉向不足時,VDC系統會對車輛內測後輪制動,讓車頭向彎內擺動。轉向過度時,VDC對車輛外側前輪制動,讓車頭向彎外擺動。
Q2:DTCS和TCS 有什麼區別?
TCS是牽引力控制系統,DTCS可以看成是TCS的升級,也叫分散式牽引力控制。TCS的控制單元通常都在ESP模組裡,比亞迪漢EV則是在IPB模組中。 TCS工作時,需要把控制訊號傳遞給VCU整車控制器,再傳遞給負責動力控制的MCU,最終傳由電機完成扭矩的控制。
DTCS則是縮減了這個傳遞過程,將訊號直接傳給電控MCU,由電機完成扭矩控制。過去博世IPB系統的TCS扭矩響應時間大概為100ms,而採用DTCS技術之後,響應時間縮短到10ms。
Q3:升級DTCS需要更換硬體嗎?
回答這個問題之前,我們先來聊一下DTCS的工作路徑是如何實現的。原來的TCS將輪胎打滑的監測與判斷,扭矩的調整等功能,全部放在了ESP/IPB模組中。你可以理解為,把發現問題和解決問題的功能都整合在ESP/IPB模組裡。
解決問題的指令需要先傳輸給VCU,再到MCU電控單元。VCU在這個過程裡只是一個途經點,並沒有新增或減少指令。
DTCS則是把發現問題和解決問題的功能分開放到了兩個模組裡。發現問題的部分還在ESP/IPB裡,解決問題的部分(扭矩控制)則直接放在電控MCU裡面,也就是所謂的分散式牽引力控制。
如此的佈局,讓DTCS工作時,就不需要經過途經點VCU,傳輸路徑的縮短,自然帶來了響應時間的大幅度縮減。
以上功能,只需要對軟體部分進行升級,透過OTA即可完成,而不需要更換新的硬體。
Q4:DTCS不透過VCU,會有安全隱患或者BUG嗎?
VCU在TCS的工作路徑上只是一個傳遞節點,TCS必須透過VCU是由這輛車的電子電氣架構定義的。傳統的汽車模組功能實現,通常由ECU負責,所有ECU都連線到VCU,VCU負責各個ECU的互動,同時接受駕駛員的指令,而ECU之間是無法進行互動的,你可以把他理解為中心化管理。
而DTCS則可以看成是ECU和ECU之間的互動,就是去中心化,類似區塊鏈的感覺。現代電動車的控制晶片和控制單元要比過去強大很多,每顆晶片都有可程式設計的能力。過去不做分散式,是因為通常只有VCU具備效能冗餘,而很多ECU則只有單一的指令執行能力。
這就要說到另一個名詞,汽車電子電氣架構的分散式管理,也就是域控制器。由於現代汽車的控制器數量(ECU)井噴式增加,原有的中央化管理會導致通訊匯流排不斷增長,管理難度大幅提升。於是把功能劃分為若干個版塊,透過多個域控制器來進行管理成為未來智慧汽車的標準化做法。DTCS也是這樣的思路,就是把牽引力控制的功能進行了分散式管理,並沒有繞過汽車原有的安全機制。
博世與比亞迪對DTCS進行了長達4年的研發,經過上百個版本的迭代,並對底盤和動力系統進行了大量測試才推出的。
Q5:DTCS相比TCS會有多大的提升,100ms和10ms的差別,人能感受出來嗎?
我們當天在博世試車場的模擬路面上進行了多次體驗,有模擬冰雪路面、單側溼滑路面(一側車輪附著力低)、大面積積水路面。 兩者最直觀的感受是:DTCS猛踩加速踏板後,車輪的主動制動能力更強,車身姿態的控制更好。
在測試路面上,我們嘗試了從靜止到大油門啟動,高時速透過(70-80km時速),DTCS都能非常好的進行工作,讓駕駛難度大大降低。
Q6:DTCS免費升級嗎?除了漢EV其他車型可以升級嗎?
比亞迪會首先針對IPB車型進行OTA升級,第一款車就是漢EV的四驅版本,升級全部免費。後續比亞迪也會逐步開放給其他車型,但尚未透露時間和車型表。我們也諮詢了博世的工程師,理論上只要使用博世ESP/IPB系統的車型,就都有升級DTCS的可能性。
Q7:其他主機廠(使用博世ESP),會有DTCS的功能升級嗎?
按照博世工程師的說法,採用博世ESP系統的車型都有升級潛力,但是目前只有跟比亞迪的深度合作,因為涉及到電控MCU的許可權開放,這部分需要主機廠與博世的充分互信,所以在一定時期內,只有比亞迪的車型才有升級為DTCS的能力。