倍耐力“网络轮胎”借微型传感器传输大数据
“轮胎与路面的接触点”这个短语指的是情况变得严峻时产生摩擦的点。在赛道赛车中,橡胶(轮胎)是沥青和汽车本身之间的关键接触点。轮胎决定了在方格旗处强劲完赛和可怕地滑向墙壁这两种情况之间的所有差异。如果它们不能协同工作,整个系统就会崩溃。
深知于此,意大利轮胎公司倍耐力与科技巨头博世公司联手共同开发并创建了一个轮胎通信网络。因此,倍耐力的“网络轮胎”包含一个传感器,该传感器收集数据并传输给汽车,建立了一个传递关键信息的连接。本质上,这些传感器会查看轮胎的温度、轮胎压力、道路状况等等,并向汽车控制器建议所需的调整。
这就好像每个轮胎都是一个单独的运动员,通过其传感器进行报告,还喊着“让我上场,教练”;或者相反,“我们可能需要把强度降低一点。”
想想远超轮胎压力监测系统的那些情况。这是轮胎能够收集的下一级信息,其差异类似于将翻盖手机与智能手机进行比较。
倍耐力约在 25 年前就开始致力于探寻让其轮胎能直接与汽车车载电脑“交流”的办法。然而,该公司与博世建立合作关系是在去年。与博世工程公司合作——博世工程在法拉利、迈凯伦和阿斯顿马丁等著名超级跑车领域颇受尊崇,并且和普通通勤车制造商也紧密协作——这家轮胎制造商借助了这家科技巨头高端控制器的力量。
“其目的在于从轮胎获取信息,因为轮胎是汽车与地面之间唯一的接触点,也是所有力传递之处,”倍耐力高级副总裁兼首席技术官皮耶兰杰洛·米萨尼说。“这是潜在信息的来源,对安全和效率极其有用。”
由于电池的发展,它们变得更小、更便携,在轮胎内部放置一个小型化的电源不再像以前那样具有挑战性。这对此应用而言是关键所在,因为轮胎内部任何新增的质量都有可能致使不平衡。不平衡会导致振动,从而影响舒适性和安全性。米萨尼表示,拥有一个极为轻便的系统非常重要,并且该系统仍要涵盖加速度计、芯片组、压力传感器、温度传感器和电池等组件。最为重要的是,这套元件必须至少维持轮胎的使用寿命。
汽车里有大量的传感器,其中有些受到保护,免受外界因素影响,而有些则是故意暴露于水、风和阻力之中。
但轮胎内部存在着一个截然不同的生态系统。毕竟,轮胎是充气的,这就导致了一个潮湿的环境。其次,它会滚动并改变形状,在车辆重量的作用下变平。
当传感器滚动至接触区域,也就是轮胎与地面接触之处,它就得减速然后再加速。这是由于轮胎滚动时直径有所不同,离轮毂的距离较小。
“‘我们说的是极大的加速度,再加上轮胎内的传感器可能会越过颠簸路段、坑洼之处,甚至要越野,’米萨尼说道。‘所以您要明白,这些部件必须小型化和轻量化,而且它们还必须极度耐受轮胎给它们造成的极端条件。’”
轮胎中的传感器并非新出现的,但倍耐力与博世的新协议意味着轮胎的数据现在能实时直接传输到控制器中,并用于控制汽车。米萨尼解释道,其全新之处在于这些传感器正积极向控制器提供数据,以控制汽车的稳定性、制动和牵引力,从而在当下创造最佳结果。例如,如果防抱死制动系统处于激活状态,汽车的计算机系统当时既不知道轮胎速度和道路状况,也不知道轮胎打滑是负向还是正向。如果没有这个集成系统,防抱死制动系统就不得不猜测状况,可能无法最大限度地发挥轮胎的性能。
倍耐力旨在解决水滑现象,这是一种可怕的路况。当轮胎无法从胎面排走足够的水时,车辆控制就会成为一个重大问题。
“水滑意味着接触面积越来越短,直至被抬起,”米萨尼描述道。“这就像一艘船从水中抬起,导致你与地面失去接触。与地面的接触越少,加速、制动或转向的能力就越小。有了传感器,我们能够检测是否发生水滑。”
倍耐力的首席技术官还称,公司正在研发的另一项功能是能够预测或检测轮胎有效磨损率以及轮胎处于使用寿命哪个阶段的算法。
虽说超级跑车制造商帕加尼是首家在其 850 马力的 Utopia Roadster 中采用集成传感器的,但倍耐力已着眼于更广泛的应用。
在帕加尼 Utopia Roadster 中,我们能够主动把传感器的数据发送给与汽车控制器系统交互的接收器,还能主动告知 ABS、稳定控制和牵引力控制如何针对这种情况获取最佳响应,”米萨尼说道。“这是我们能够向其他原始设备制造商展示其行之有效的首个概念证明。
最终,米萨尼称,倍耐力想要和其他制造商共享此项技术。
“这就是未来。我们是头一个拥有它的,可我们不想独自占有,”他着重说道。
“这是一种提升安全性的办法,也得提供给其他人。”