回顧過去 100 多年的汽車發展歷史,我們可以清楚看到,自動駕駛絕非最近才出現的新奇技術。
在汽車行業中,很多工程師都喜歡說,汽車電氣化“已有百年歷史,可直到現在電池還沒找好”。這只是一句玩笑,但是當今許多“先進”技術確實都植根于幾十年前就已經出現的概念中。舉個例子,與最早的速度控制 (1916 年) 和遠程控制汽車(1920 年代初)相比,動力轉向系統也只能算的上是新鮮事物。
每年,來自世界各地參與SAE 全球汽車年會(WCX) 的技術發燒友們,都不會錯過由我們交通運輸工具歷史委員會(Mobility History Committee)舉辦的系列活動。委員會主席MartinRowell表示,無論是在WCX學習實驗室以“未來的歷史(The History of the Future)”的演講報告上,還是展廳中一輛輛稀有珍貴的先鋒車展車,我們都不難發現,今年他們開始將注意力集中在 “通往自動駕駛技術實現之路”上的重要里程碑上。
“經過一個世紀以來的創新,我們開始計劃真正推出自動駕駛汽車,這不再只是未來學家的美麗愿望。事實上,我們現在已經可以在公共道路上看到一些具有自動駕駛功能的車輛了。” Rowell 主席指出,“如今,未來世界中的自動駕駛汽車已經觸手可及,一切都將隨之改變。不過,我們又是如何一步步走到這里的呢?”
“自動駕駛汽車實現之路”展覽中展出了自動駕駛技術發展歷程中一些極具里程碑意義的重要車型。此外,交通運輸工具歷史委員會還在三層的會議室中舉辦了多個技術會議,主題包括“早期汽車空氣動力學和精簡設計”(Early Automotive Aerodynamics & Streamlining)、“第一次世界大戰中的自由卡車”(the WWI Liberty Truck);“汽車、文化與替代燃料蒸汽汽車”(Cars and Culture and the “Alt-fuel” Stanley Steamer)等。
從“古董汽車”到“自動駕駛”:1956 款通用 Firebird II 概念車已經搭載了一套車載“指引”系統,可進行無人駕駛操作。
1956款通用 Firebird II:搭載“自動指引”系統的“路上火箭”
通用Firebird 誕生于 1953 到 1959 年間,上圖是通用 Motorama 概念車系列中的第 2 款(全部共 4 款,均命名為Firebird系列)。這款夢幻概念車采用鈦材料車身及渦輪驅動動力系統,總設計師 Harley Earl 無疑受到了當時噴氣式戰斗機的啟發。事實上,Earl 正是計劃通過這四款 Firebird,將航空領域的最新設計和工程技術應用至福特的未來道路車輛研發中。
Firebird I 采用狹長設計,僅容一人乘坐,外形就像是一架沒有機翼但又踩著四個輪子的噴氣式飛機,而Firebird II 的車體則更寬,采用了如飛機駕駛艙一樣的氣泡型駕駛室,可容納四人乘坐。這款 Firebird的設計非常先進,不但采用了當時在 1956 年非常尖端的鈦金屬板材,而且還搭載了一款輸出馬力高達 200 hp(150 kW)的內部研發渦輪發動機。這款發動機還支持余熱回收功能,可以降低車輛尾部必須承受的極限高溫,并同時為一些配件供電。特別值得一提的是,Firebird II 還配備了一套導航系統,可以引導車輛沿著公路中所埋電線發出的電信號行駛,進而實現自動駕駛的目的。
1912款凱迪拉克 Model 30:手搖曲柄消失
1912款 Model 30 是凱迪拉克首款采用查爾斯·凱特林發明的具有革命性的 Delco 電動啟動器的內燃動力商用化汽車。正如宣傳的一樣,這款凱迪拉克絕對稱得上一款改變游戲規則的車輛。Delco 啟動器系統可為汽車的電池充電,進而為車輛的完整電氣系統供電。憑借這款啟動器,凱迪拉克一舉去除了車輛的手搖曲柄,并搶占了所有電動汽車(當時很受歡迎)的最大優勢——輕松利落的啟動。
1916款 Scripps Booth Model C: 時尚的電動車
美國汽車制造商Scripps Booth 旗下的ModelC 經過專門設計,采用了一套電動設施和早期速度控制機制,可以讓駕駛員在長途駕駛中讓雙腳適當休息。為了保持固定車速,駕駛員可借助方向盤中的控制桿將油門保持在固定位置,而且僅需輕踩剎車即可結束速度保持功能。這款交錯式三座敞篷跑車還配備了一款電動啟動器、電動門閂、電動頭燈,以及“Klaxet”電動喇叭(可通過車輛方向盤中心的按鈕直接控制)。
1918款 Detroit Electric:電動汽車的便利
1918款Detroit Electric 來自底特律汽車制造商 Anderson Electric Car 公司。這款很受歡迎電動汽車自 1907 年上市,并在 1939 年停產,產品壽命長達超過 30 年。車輛采用可反復充電的鉛酸電池,最高時速為 20 英里/小時(32 公里/小時),在理想的熱力學環境下,每次充滿電續航里程為 80 英里(129 公里)。當時,AndersonElectric Car 汽車公司共生產了大約 13,000 輛Detriot Electric 電動汽車。
1940 款Olds Hydra-Matic:史上首款自動變速器
1940年,通用汽車的 Oldsmobile 品牌推出了世界上第一款搭配自動變速器的量產車。這款 Hydra-Matic 自動變速器可從駕駛員的手中(以及左腳)接過換擋任務,極大地推進了自動駕駛的發展歷程。此后不久,凱迪拉克 (Cadillacs) 也推出了類似的自動變速器產品。這種新型自動變速器一經推出立刻大受歡迎 —— 通用汽車曾在二戰之前售出了 20 萬輛配備自動變速器的汽車。在二戰期間,M5Stuart 和M24 Chaffee 輕型坦克也采用了 Hydra-Matic 自動變速器。通過與軍方的合作,通用汽車的工程師也得以接觸到一類最為獨特的用戶數據,這也幫助通用在戰后時期大大提高了產品的自動化水平。
1960款凱迪拉克 Coupe DeVille:自動巡航系統的開山鼻祖
隨著 1958款克萊斯勒 Imperial 的問世,現代巡航控制系統也首次進入世人的視線中。此后不久,這種新型控制系統又作為一種可選配置,登陸 1960 款凱迪拉克 Coupe DeVille。相較其他早期速度控制系統,巡航控制系統可使用旋轉計速器,統計驅動軸的旋轉,進而計算車輛的速度,并通過一款雙向驅動電機,根據需求設定油門位置,性能已經取得了顯著提升。
這種技術自 1958 年問世后得到了迅速發展。十年后,RCA公司推出了一款更新版本的“汽車電子巡航控制”(AutomotiveElectronic Cruise Control) 系統。新版本增加了一款數字存儲器,這不但為巡航控制系統最終成功整合進入當時尚未問世的“電子道路事故避免系統”和“發動機控制器”奠定了基礎,更是為當今自適應性巡航控制系統的誕生鋪平了道路。
1988款凱迪拉克 Voyage:虛擬現實的夢想家
1988年 1 月,在通用汽車“合作與技術” (Teamwork and Technology)展覽會上,這款長達 212.6 英寸(5.4 米)的凱迪拉克Voyage可以滿足現場觀眾對未來技術的所有期待!空氣動力學?車輛的風阻系數僅為0.28Cd;主動車身架構?車輛的前輪裙可隨著車身一起轉動;先進照明系統?車輛配備了LED 尾燈和轉向燈;傳感器?車輛有后視攝像頭。此外,這款 Voyage 還采用了“無鑰匙入車”、語音識別,及搭配路線指引和彩色顯示器的集成導航系統。記住,這所有讓人驚嘆的一切全部誕生于 1987 年。Voyage 的全輪驅動系統也同樣讓人印象深刻,官方聲稱這款車的最高時速可達 200 英里/小時(322 公里/小時)。
2007款雪佛蘭 Tahoe:自動駕駛的Boss
2007年,在一個純人工模擬的城市環境下,一款經過改裝的雪佛蘭 Tahoe 借助自動駕駛系統,安全地行駛在公共道路上。這款Tahoe 不僅贏得了第三屆 DARPA 挑戰賽的冠軍,更是創造了自動駕駛的歷史。DARPA 挑戰賽由美國國防部高級研究計劃署舉辦,旨在推進自動駕駛地面車輛相關使能技術的開發。這款綽號“TheBoss”的雪佛蘭卡車是卡內基梅隆大學和通用汽車公司攜手合作的成果,當時的開發團隊成員包括卡耐基梅隆大學的師生,及通用、卡特彼勒(Caterpillar)、大陸 (Continental) 和英特爾(Intel) 的工程師。
“TheBoss” 可以融合來自多個雷達、激光雷達和攝像頭的數據,并集成了 GPS 和一款來自 MobileEye 的視覺系統,可以估算其他車輛、靜態障礙物以及道路設施的位置,進而成功規劃路線并實現自動駕駛。
2010款 EN-V Jiao:“滑板”電動車
從許多方面來看,這輛誕生于 2010 年的電動原型車都與最早期的電動汽車非常相似。與許多早期的電動汽車一樣,EN-V 是一款專為城市出行而設計的兩座電動汽車。經過 100 多年的進化和創新,EN-V 與早期電動汽車最大的區別在于,這是一輛自動駕駛汽車。
EN-V(即Electric NetworkedVehicle,電動聯網汽車)的研發由通用先進研發部主管 Chris Boirroni-Bird 直接負責,是通用與全球著名電動平衡車制造商 Segway 合作研發的成果。這款車采用Borroni-Bird 和 Larry Burns 博士開發的緊湊型“滑板”平臺,并搭配了Segway 的電機。EN-V內部集成了GPS、車載傳感器和V2V 技術,其中很多都借鑒于DARPA 獲獎作品“TheBoss”。
EN-V采用可充電鋰離子電池供電,每次充電后至少可以行駛 25 公里(40 公里),且使用標準插座即可進行充電。
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原文標題:百年汽車電氣化、自動駕駛技術發展里程碑
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