尊界S800“凌波微步”的前輩：福特計算機控制減震器系統

最近尊界S800發(fā)布會(huì )現場(chǎng)宣傳的圖靈地盤(pán)系統實(shí)現了凌波微步和踏沙無(wú)痕的精湛技藝引發(fā)網(wǎng)絡(luò )熱議，我們暫且不去從物理學(xué)角度探討這種瞬時(shí)離地的方式是否符合汽車(chē)運行的力學(xué)原理，今天要跟大家介紹的是在2016年福特汽車(chē)展示過(guò)的一個(gè)類(lèi)似的技術(shù)，名字叫做“計算機控制減震器系統”，其推出的目的很直接，那就是減少坑洼對車(chē)輛的損壞。

電子控制減震系統示意圖

電子控制減震器技術(shù)

其實(shí)凌波微步的原理并不復雜，應該算是應用已久的電子控制減震器技術(shù)的一種。這種應對路況調整減震的系統也不是福特最早商用的。1980 年代，一些日本車(chē)型提供了類(lèi)似但不太復雜的計算機控制、電子可調減震器，可響應路況，包括在亞太市場(chǎng)銷(xiāo)售的帶有福特標志的馬自達車(chē)型變體。這項技術(shù)后來(lái)歸入了電子控制減震器技術(shù)。電子控制減震器也稱(chēng)為“主動(dòng)減震器”，是一種智能減震器系統，能夠根據駕駛情況特性在幾毫秒內改變減震器的行為。計算機控制系統評估來(lái)自環(huán)境的數據并對減震器進(jìn)行調整。這樣，駕駛安全性和舒適性得到了最大化。該系統的工作原理是通過(guò)處理從車(chē)輛收集的數據來(lái)連續調整減震器。評估車(chē)輛的速度和機動(dòng)性。例如，如果車(chē)輛在平坦的道路上行駛，則減震器設置會(huì )變硬，而如果道路不平坦，則減震器的剛度會(huì )降低。這樣，可以確保機艙內的最大舒適度。此外，在突然制動(dòng)的情況下，減震器設置會(huì )變硬以防止機頭俯沖，從而使駕駛員不會(huì )失去對車(chē)輛的控制。減震器系統是影響車(chē)輛安全性和旅行舒適度的最關(guān)鍵變量之一。為了實(shí)現最大的安全性和駕駛舒適性，減震器系統必須根據車(chē)輛和路況進(jìn)行調整。這些條件可能會(huì )隨著(zhù)道路的變化而變化。

當然，在手動(dòng)系統中，這些設置不能在路上更改。電子控制減震器系統解決了這個(gè)問(wèn)題。它根據多種駕駛情況和路況以毫秒為單位進(jìn)行調整，以確保始終安全舒適的駕駛。

福特的“計算機控制減震器系統”

在福特公司自己官方網(wǎng)站的介紹中，重點(diǎn)推薦該技術(shù)應用的是福特2017款Fusion V6 Sport這臺車(chē)，其目的是有助于防止坑洼，提高舒適度和控性。其官方介紹的內容我直接編譯了一下：

福特官網(wǎng)2016年2月18日的新聞截圖

• 全新的福特 Fusion V6 Sport 通過(guò)新的計算機控制減震器幫助保護您的汽車(chē)和錢(qián)包免受損壞的坑洼

• 坑洼損壞每年給美國司機造成約 30 億美元的損失

• 只需按一下按鈕，Fusion V6 Sport 駕駛員就可以將汽車(chē)的懸架設置從正常模式更改為運動(dòng)模式——實(shí)現控制和技巧的完美結合

坑洼有時(shí)會(huì )將道路和高速公路變成現實(shí)生活中的視頻游戲，司機瘋狂地轉彎以避開(kāi)地下空洞，導致輪胎漏氣或對車(chē)輛造成其他類(lèi)型的損壞。

坑洼可能是不可避免的，但福特已經(jīng)找到了一種減少坑洼刺激的方法。雖然不可能錯過(guò)所有坑洼，但福特工程師為 2017 年款全新 Fusion V6 Sport 開(kāi)發(fā)了一種先進(jìn)的計算機控制減震器系統，可顯著(zhù)減少在坑洼不平的道路上行駛時(shí)的不愉快感覺(jué)。

根據 AAA 的數據，坑洼損壞每年給美國司機造成大約 30 億美元的損失，司機報告說(shuō)支付 300 美元來(lái)修復與坑洼相關(guān)的車(chē)輛損壞。Fusion V6 Sport 是第一款配備計算機控制減震器系統（或連續控制阻尼）作為標準配置的福特汽車(chē)。這種先進(jìn)的技術(shù)有助于保護您的汽車(chē)和錢(qián)包。

“新的 Fusion V6 Sport 大大減少了坑洼經(jīng)常帶來(lái)的嚴重沖擊，”福特連續控制阻尼工程專(zhuān)家 Jason Michener 說(shuō)?！拔覀冃碌目油菥徑饧夹g(shù)的工作原理是實(shí)際檢測坑洼并在汽車(chē)車(chē)輪有機會(huì )完全掉入坑洼之前'抓住'汽車(chē)的車(chē)輪?！?/p>

Fusion V6 Sport 是同級別中第一款采用這項技術(shù)的中型轎車(chē)——本田雅閣和豐田凱美瑞都沒(méi)有提供如此先進(jìn)的懸架系統。

Fusion V6 Sport 的智能新懸架系統配備預計可提供 325 馬力的 2.7 升雙渦輪增壓 V6 EcoBoost 發(fā)動(dòng)機，可提供更好的控性，同時(shí)有助于保護您的汽車(chē)和錢(qián)包免受損壞的坑洼。^?

車(chē)載計算機分析從 12 個(gè)高分辨率傳感器收集的多個(gè)信號 - 每 2 毫秒調整一次減震器，以便在每種情況下實(shí)現最佳車(chē)輛響應。當檢測到坑洼的邊緣時(shí)，汽車(chē)的計算機會(huì )以比眨眼更快的速度將減震器調整到最堅硬的設置，這樣車(chē)輪就不會(huì )掉入坑洼中太深。因為輪胎和車(chē)輪不會(huì )下降那么遠，所以它們不會(huì )像以前那樣猛烈地撞擊坑洼的另一側。后懸架可以更快地響應，來(lái)自前輪的信號會(huì )在后輪到達坑洼之前向后輪發(fā)出預警。

“我們通過(guò)駕駛無(wú)數坑洼來(lái)測試和調整該系統——讓 Fusion V6 Sport 經(jīng)受住我們羅密歐試驗場(chǎng)殘酷的方邊坑洼，以完善軟件，”Michener 說(shuō)?！斑@是長(cháng)時(shí)間的工作，不是很愉快，但結果是值得的?！?/p>

對于全新福特 Fusion V6 Sport 的駕駛員來(lái)說(shuō)，這意味著(zhù)這款轎車(chē)在彎道中令人興奮，同時(shí)仍能提供平穩的行駛。只需按一下按鈕即可更改懸架調校 - 正常模式可在日常駕駛中平衡舒適性和控性，而運動(dòng)模式增加的整體阻尼率使汽車(chē)能夠更快地響應駕駛員的輸入并平坦彎道，以實(shí)現更生動(dòng)的駕駛。

全新的 Fusion V6 Sport 具有連續控制的阻尼和坑洼緩解技術(shù)，將于今年夏天抵達福特經(jīng)銷(xiāo)商處。

福特在比利時(shí)還有一個(gè)測試中心，可以復制世界上最糟糕的坑洼和其他極端表面的效果。Lommel 試驗場(chǎng)包括覆蓋 50 英里的測試跑道，以及來(lái)自 25 個(gè)國家/地區的 100 多個(gè)極端表面復制，包括 1.2 英里的坑洼。 

以上內容是福特官網(wǎng)當時(shí)的介紹，其中關(guān)鍵的細節是該系統擁有車(chē)載計算機，可分析從 12 個(gè)高分辨率傳感器收集的多個(gè)信號，每 2 毫秒調整一次車(chē)輛的阻尼器（減震器），以針對每種情況產(chǎn)生最佳響應。當系統檢測到坑洼的邊緣時(shí)，Fusion 的計算機會(huì )最快速地將減震器提高到最硬的設置，這樣車(chē)輛的車(chē)輪就不會(huì )深陷坑洼。前輪甚至在后輪接近坑洼時(shí)向后輪發(fā)出預警信號。后懸架可以更快地響應，來(lái)自前輪的信號會(huì )在后輪到達坑洼之前向后輪發(fā)出預警。這一切都使滾動(dòng)體驗不那么刺耳。因為輪胎和車(chē)輪不會(huì )下降那么遠，所以它們不會(huì )像以前那樣猛烈地撞擊坑洼的另一側。“我們的新 [技術(shù)] 的工作原理是實(shí)際檢測坑洼并在汽車(chē)車(chē)輪有機會(huì )完全掉入坑洼之前'抓住'汽車(chē)的車(chē)輪，”福特懸架工程師 Jason Michener 說(shuō)。福特工程師在其密歇根州羅密歐試驗場(chǎng)（Romeo Proving Grounds）的專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的坑洼賽道上駕駛 Fusion V6 Sport 對系統進(jìn)行了微調。那個(gè)有趣的乒乓球實(shí)驗也是來(lái)自于這個(gè)試驗場(chǎng)。

傳感器檢測坑洼并在車(chē)輪有機會(huì )完全下降之前“抓住”車(chē)輪。圖片來(lái)源：Morguefile。

特別的，2017款Fusion V6 Sport車(chē)主只需按一下按鈕即可更改懸架調校 - 正常模式可在日常駕駛中平衡舒適性和控性，而運動(dòng)模式增加的整體阻尼率使汽車(chē)能夠更快地響應駕駛員的輸入并平坦地轉彎，以實(shí)現更充滿(mǎn)活力的駕駛。

在當年美國同行對2017款Fusion V6 Sport進(jìn)行評測時(shí)的評語(yǔ)中我們找到了這樣一段話(huà)，“尤其是減震器，在支持彎曲道路上的激進(jìn)攻擊方面做得很好，同時(shí)保持了不會(huì )驚動(dòng)您祖母的乘坐質(zhì)量。自適應減震器在價(jià)格更高的近乎豪華的轎車(chē)和許多跨界多功能車(chē)中幾乎很常見(jiàn)，但早就應該進(jìn)入大眾市場(chǎng)?！?/p>

這里就有一個(gè)很關(guān)鍵的點(diǎn)，這款車(chē)的彎曲道路的速度與舒適性平衡表現非常出色，就是不知道測試的同行是否遇到了彎道的坑洼以及是否當時(shí)開(kāi)啟了“計算機控制減震器系統”，因為在部分質(zhì)疑S800的評價(jià)中，我看到最突出的就是質(zhì)疑如果在彎道過(guò)坑時(shí)車(chē)輪懸空后抓地力暫時(shí)缺失情況下的車(chē)輛平衡問(wèn)題。當然尊界S800并沒(méi)有展示這樣的場(chǎng)景，只展示了直道上的凌波微步，真實(shí)情況如何還有待檢驗。

從原理上，沒(méi)有圖靈地盤(pán)的福特“計算機控制減震器系統”使用的是跟尊界S800一樣的處理方法，那就是使減震器可以在車(chē)輪滾過(guò)孔時(shí)保持車(chē)輪升高，而不是掉入其中。經(jīng)過(guò)筆者的仔細查閱資料，福特的系統應該是采用的是非視覺(jué)傳感器方案，并非尊界S800以視覺(jué)為主的方案，不過(guò)這樣不難理解，在2016年左右，圖像處理需要的計算能力需求并不是當時(shí)車(chē)載處理器能夠應對的。在福特的方案中，前減震器的動(dòng)作也會(huì )觸發(fā)一個(gè)信號，讓后輪的減震器做出類(lèi)似的響應。當然這是傳統機械底盤(pán)和減震單元無(wú)法實(shí)現的功能，只有計算機才能處理這些道路。福特的這種技術(shù)作為可以由車(chē)主控制開(kāi)啟和關(guān)閉的功能，在普通駕駛中，連續控制的懸架系統通過(guò)適應各種路面和駕駛需求來(lái)改善汽車(chē)的乘坐和操控質(zhì)量。當然這種技術(shù)并不是首次用于Fusion V6 Sport，一些豪華汽車(chē)當時(shí)也采用了類(lèi)似的技術(shù)，包括福特的林肯 MKZ。不過(guò)，福特聲稱(chēng)，這是這個(gè)價(jià)格范圍內的中型汽車(chē)首次提供這種技術(shù)。

為了確保該技術(shù)經(jīng)過(guò)了充分的測試，福特在歐洲建造了 1.2 英里的“艱苦”測試跑道，該跑道復制了來(lái)自世界各地的一些最嚴重的坑洼和道路危險。它旨在集中車(chē)輛所遭受的懲罰，幫助工程師創(chuàng )建更堅固的底盤(pán)系統并開(kāi)發(fā)新的創(chuàng )新，以確保車(chē)輛能夠更好地承受世界上具有挑戰性的道路。這條路是該汽車(chē)制造商位于比利時(shí)洛梅爾的測試設施 50 英里測試跑道的一部分。它結合了歐洲和美國發(fā)現的那種坑洼，并模擬了來(lái)自 25 個(gè)國家的 100 多種危險。僅在過(guò)去三年中，工程師們就去了英國、奧地利、法國、德國、意大利、俄羅斯、西班牙和瑞士，以及亞洲、澳大利亞、北美和南美。

“從中國的車(chē)轍路口到崎嶇不平的德國小街，這條路是我們的客戶(hù)可能會(huì )遇到的最瘀傷路面的流氓畫(huà)廊，”耐久性技術(shù)專(zhuān)家 Eric-Jan Scharlee 說(shuō)?！巴ㄟ^(guò)將這些現實(shí)世界的危險納入我們的測試設施，我們可以開(kāi)發(fā)能夠應對這些挑戰條件的車(chē)輛?！?/p>

工程師們以近 50 英里/小時(shí)（80 公里/小時(shí)）的速度穿過(guò)坑洼和各種表面，如比利時(shí)的花崗巖塊和巴黎的鵝卵石。傳感器類(lèi)似于地震學(xué)家研究地震時(shí)使用的傳感器，記錄懸架系統上的載荷和應變。

所有面向歐洲的福特汽車(chē)都在 Lommel 進(jìn)行測試，工程師和測試駕駛員每年行駛超過(guò) 3.7 英里。最新的 Transit 在賽道上駕駛了 5,000 多次，作為測試制度的一部分，該測試制度旨在在短短六個(gè)月內模擬駕駛員 10 年的使用情況。測試設施還包括高速電路、鹽浴和泥浴以及高濕度室中的腐蝕測試。原型車(chē)也在全球范圍內在 -40 攝氏度至 40 攝氏度的溫度范圍內行駛。

從這段話(huà)看得出來(lái)，福特對“計算機控制減震器系統”應該是投入了巨資，并且真實(shí)的實(shí)驗中輪胎對乒乓球沒(méi)有造成嚴重的損壞，該技術(shù)至少在2017款Fusion V6 Sport上得到了應用。不過(guò)后續福特為什么沒(méi)有繼續在各種車(chē)型中大面積推廣或繼續使用該技術(shù)，就成為一個(gè)只有福特自己知道的秘密。畢竟坑洼對汽車(chē)的損傷還是很大的（參考附錄2的AAA分析報告），這個(gè)功能如果普及也算一個(gè)不小的賣(mài)點(diǎn)。從經(jīng)濟上，平均300美元每年的坑洼帶來(lái)的額外支出應該能支撐這樣一個(gè)大約幾百美元成本的額外系統，唯一影響該技術(shù)應用的可能就是穩定性了，這也是很多人對尊界S800凌波微步最大的質(zhì)疑。

成功的乒乓球壓力實(shí)驗 

附錄1 一起看看2017 福特 Fusion Sport的信息，前置發(fā)動(dòng)機，四輪驅動(dòng)，5人座，四門(mén)轎車(chē)，雙渦輪增壓和中冷 DOHC 24 氣門(mén) V-6，鐵鋁缸體和鋁制缸蓋，直接燃油噴射。發(fā)動(dòng)機類(lèi)型排量：164 英寸³， 2694 厘米³ 。功率：325 hp @ 5500 rpm。扭矩：380 lb-ft @ 3500 rpm。變速箱：6 速自動(dòng)，帶手動(dòng)換檔模式。價(jià)格$41,470（底價(jià)：$ 34,350）。這些數據來(lái)看，這是一款典型的美式運動(dòng)風(fēng)格的家用車(chē)，雖然算不上性能怪獸，但動(dòng)力非?？捎^(guān)，價(jià)格也算是中檔偏上。 

附錄2 關(guān)于坑洼路面的影響，在美國AAA的網(wǎng)站上顯示的2016年報告是這樣介紹的。

隨著(zhù)冰雪開(kāi)始融化和搖搖欲墜的道路出現，AAA 的一項新研究表明，在過(guò)去五年中，坑洼損壞已使美國司機花費 150 億美元的車(chē)輛維修費用，或每年約 30 億美元。由于三分之二的美國人擔心當地道路上的坑洼，AAA 提醒司機保持警惕以避免坑洼損壞，并敦促州和地方政府全額資助并優(yōu)先考慮道路維護，以減少車(chē)輛損壞、維修成本和駕駛員的挫敗感。

“在過(guò)去五年中，全國有 1600 萬(wàn)司機的車(chē)輛遭受了坑洼損壞，”AAA Northern New England 公共事務(wù)總監 Pat Moody 說(shuō)?！皢?wèn)題范圍從輪胎刺破和車(chē)輪彎曲，到更昂貴的懸架損壞?！?/p>

根據 AAA 的調查，中低收入人群最擔心坑洼，年收入低于 75,000 美元的家庭中的大多數受訪(fǎng)者對道路受損表示最擔憂(yōu)。這可能部分是由于財務(wù)影響，因為坑洼損壞會(huì )導致昂貴且廣泛的車(chē)輛維修。

“平均而言，美國司機報告說(shuō)要支付 300 美元來(lái)修復與坑洼相關(guān)的車(chē)輛損壞，”穆迪繼續說(shuō)道?！案钊司趩实氖?，那些車(chē)輛遭受此類(lèi)損壞的人經(jīng)常發(fā)生，在過(guò)去五年中平均發(fā)生三次?！?/p>

為了盡量減少車(chē)輛損壞，AAA 敦促駕駛員確保輪胎適當充氣并有足夠的胎面深度，因為它們是坑洼和車(chē)輛之間唯一的緩沖。如果坑洼撞擊是不可避免的，駕駛員在接觸坑洼之前減速、松開(kāi)剎車(chē)并拉直轉向也很重要。為避免道路上出現坑洼，駕駛員應保持警惕，掃描道路并增加前方車(chē)輛后的跟車(chē)距離。

AAA 的會(huì )員為惡劣的路況付出了高昂的代價(jià)，預計這些成本在未來(lái)幾年會(huì )更高。美國人每天都依賴(lài)我們國家的道路和橋梁，迫切需要更多的資金來(lái)防止坑洼、其他不安全的情況和更長(cháng)的通勤時(shí)間。國會(huì )在 2015 年增加了交通資金，以幫助支付道路維修費用，但每年需要多達 1700 億美元的額外資金來(lái)顯著(zhù)改善美國的道路和橋梁。

每年，AAA 都會(huì )響應超過(guò) 400 萬(wàn)個(gè)輪胎漏氣援助電話(huà)，其中許多是由于坑洼造成的損壞造成的。2015 年，AAA NNE 響應了 60， 521 個(gè)輪胎援助電話(huà)。

備用輪胎是 2015 年銷(xiāo)售的 1/3 車(chē)型缺少的一項重要功能，對于受坑洼損壞影響的駕駛員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。在過(guò)去的 10 車(chē)型年中，輪胎充氣機套件已經(jīng)取代了數百萬(wàn)輛汽車(chē)的備用輪胎，并且由于功能有限，甚至無(wú)法暫時(shí)修復坑洼損壞。AAA 呼吁汽車(chē)制造商將消費者利益放在首位，并停止在新車(chē)型中淘汰備用輪胎。

避免撞坑洼的提示：

AAA NNE 推薦以下提示，以幫助保護車(chē)輛和駕駛員免受撞坑洼的顛簸體驗：

• 在所有輪胎中保持適當的氣壓，以在坑洼和輪胎輪輞之間提供盡可能多的緩沖。請查閱車(chē)主手冊或駕駛員側門(mén)框、手套箱內側或加油口蓋板內側的貼紙，了解輪胎制造商的正確壓力。

• 在您的車(chē)輛和前車(chē)之間留出足夠的空間，注意坑洼。警覺(jué)的司機有足夠的時(shí)間避開(kāi)坑洼。在繞過(guò)坑洼之前，請務(wù)必檢查周?chē)慕煌ê蛙?chē)道，以確定是否可以安全移動(dòng)。

• 根據天氣條件保持安全速度。如果無(wú)法避免坑洼，請盡可能放慢速度。高速撞到坑洼會(huì )增加輪胎損壞的機會(huì )，以及對車(chē)輪、減震器、支柱、轉向或懸架的傷害。高速還會(huì )增加失去車(chē)輛控制的機會(huì )，尤其是在彎曲或不平坦的道路上出現一系列坑洼時(shí)。

• 駛過(guò)多個(gè)坑洼時(shí)，應降低車(chē)速并牢牢握住方向盤(pán)，以免失控。

• 如果可能，不要直接在坑洼上剎車(chē)。剎車(chē)會(huì )導致汽車(chē)的重量轉移到車(chē)輛前部，并可能增加撞擊造成的損壞。

“即使是撞到一個(gè)嚴重的坑洼，也可能會(huì )因懸架損壞而改變車(chē)輪的對齊，從而導致輪胎磨損不均勻。輪胎不均勻和過(guò)早磨損意味著(zhù)輪胎需要比需要更早地更換，并且可能會(huì )以不必要的費用增加燃料消耗，“穆迪說(shuō)。

“撞到坑洼時(shí)斷裂的減震器或支柱可能會(huì )改變車(chē)輛的轉向和控性，并在高速行駛或在狹窄的彎道中行駛時(shí)造成危險，”穆迪說(shuō)。AAA NNE 建議，懷疑車(chē)輛懸架部件因坑洼而損壞或破損的駕駛者應將車(chē)輛拖到高質(zhì)量的維修機構，例如 AAA 批準的汽車(chē)維修機構，如有必要，可以在那里進(jìn)行檢查和維修。