宝马的这款变形黑科技,到底有多牛?

宝马的这款变形黑科技,到底有多牛?

首页体育竞技汽车变形记更新时间:2024-06-01

文/Piero

据报道,宝马近期向专利局提交了一份带有变形功能的方向盘专利,这将颠覆人类对方向盘的认知。

什么?变形方向盘?

天哪,方向盘都能变形了;我们见到的方向盘不都是圆形或椭圆形么?变形方向盘又是什么黑科技?想了解这些,我们还是从世界上第一辆汽车谈起。

方向盘变形记

众所周知,世界上第一辆汽车是由德国人卡尔·本茨,于1885年10月研制成功的,该车的方向盘是一根能摆动的杆,该杆可以称得上是现代方向盘的鼻祖。

随着时代进步,人们愈发感受到,用操纵杆来控制方向很不方便:控制该杆,实现车辆拐弯的时候,需要耗费相当大的力气;车辆在颠簸路段行驶时,还非常容易跑偏。

也许是因为驾驶用操纵杆控制的车辆,在心爱的妹子面前,还不够有面子;一位名叫德雷克的英国人誓言要让操纵杆退出江湖,于是他每天苦思冥想;终于有一天,他猛然看到了7个中国字:大海航行靠舵手(此处纯属虚构);于是他想到了将操纵杆与船舵进行结合,圆形方向盘就此诞生。

自打圆形方向盘出现以后,人们就开始尝试把方向盘设计成不同的形状:比如三角形、长方形等,但最终发现圆形或椭圆形才是最适合方向盘的形状。

为何圆形或椭圆形更适合?

从安全角度来讲,圆形的方向盘在车辆发生碰撞时,能够减少对驾驶者的伤害;设计成三角形或方形的方向盘,在转向的过程中容易卡住;一旦车辆发生撞击,突出的部分将成为驾驶员西天取经的得力助手。

对于普通驾驶者而言,方向盘一般都需转2圈左右;圆形方向盘能够解决转向力和转向角度的矛盾,且圆周处的转动惯量相同。通俗点讲就是你在转动圆形方向盘时,每一个角度都不会很费劲;当你转动长方形或三角形的方向盘时,那种费劲的感觉会让你癫狂。

也许你会说,很多F1赛车的方向盘就不是圆的,要知道赛车重量是影响赛车成绩表现的重要因素;赛车座舱为减轻重量,只能被设计的很小;如果再放一个圆形方向盘的话,不但非常占空间,还不利于赛车手操作。

另外,赛车的转向都是在高速下进行的,车速越高,所需的转向力就越小。高速转向的赛车,方向盘转向角度会基本与车轮转向一致,这就像任性的自行车把手,可谓是想转多少就转多少。因此赛车方向盘不需要被设计成圆形。

可能你还会说,农村的三轮车就是把式的,也不是圆形的。

没错,很多机动三轮车确实用的把式方向盘;但我们要知道的是三轮车相对重量轻、轴距短,把式方向盘的传动比是1:1,方向控制能够做到灵活快捷。

汽车重量相对较大,转向时所需要的转向力自然也很大,而汽车方向盘的传动比约为20:1,因此大重量的汽车仅仅靠把式方向盘是无法完成转向作业的,这也是后期出现的时风、五征等三轮车方向盘,演变成了圆形方向盘的原因。

变形方向盘又是什么黑科技?

从宝马的专利图中可以看到这款方向盘整体轮廓也是圆形,这符合上述我们所讲的方向盘的外形特征。

值得称道的是,该变形方向盘的设计颇为巧妙,其在A31、A32、A33、A34、A35等节点使用了与家中菱形挂盘类似的铰链设计,这种设计利于结构折叠;在A36设置了铰链加滑移结构,在编号为35的结构体设置了滑移机构;滑移机构的设计有助于缩减体积。

当方向盘受到外力时,编号为6a的机构能快速向方向盘中心靠拢,而35号结构体能够快速沿着34号结构体的滑槽,朝着A34铰链方向滑动;同时快速向方向盘中心靠拢;33号结构体也会同步靠近方向盘中心,从而实现方向盘整体的快速收拢。

简单点说,该方向盘就类似于一只可爱的没有刺的小刺猬,当看到人时,会自动的将身体收拢。

如果在对应铰链节点处加装电机与传动机构,将能够实现方向盘与车体控制系统的连接,从而能够实现方向盘变形的电控;如果电机上加装记忆马达,将能够进一步促进方向盘,自适应性变形。

L3自动驾驶的又一春

据宝马官方资料显示,设计这款具有变形功能的方向盘的初衷,就是为了自动驾驶。当车辆进入自动驾驶模式时,方向盘由圆形收缩成椭圆,以便给驾驶员带来更宽阔的活动空间。

在我看来,这种变形方向盘,不仅能用于自动驾驶丰富车内空间;紧急情况下,也能够保护驾驶员。

众所周知,当车辆发生事故时,外界人员进行车内施救,所面临的一大障碍就是方向盘;如果方向盘在受到瞬间冲击后,能够快速收缩变形,将能够大幅度缓冲对人体胸部的伤害;方向盘变形后,留下的更宽阔的身体空间,也将更有利于施救者将驾驶员从车内救出。

如果你认为变形方向盘这种黑科技,只有以上的两个功效,那你就有点小看它了。

事实上,这种方向盘还能够在自动驾驶模式下,让驾驶员更快的重新控制车辆。

真的能这样么?

我们可以从斯坦福大学的研究结果找到答案。

就在几年前,斯坦福大学的研究人员就曾对可改变形机械方向盘,进行了台架试验。试验结果表明,在紧急情况下,需由司机重新控制自动驾驶汽车时,能够改变形状的机械方向盘比起使用闪烁LED灯警告的方向盘,能更促进司机更快接管。

这就像人体的膝跳反射,当人体直接接触的方向盘发生变形时,人体脊髓将控制手臂实现非条件反射,这种非条件反射相对车内警示信号,能够更快速拉回驾驶员的注意力。

如果是这样,变形方向盘将为L3级别自动驾驶的发展,提供崭新的方向。

目前全球范围内还未出现真正适用于L3级别自动驾驶的法律法规与测试标准,在L3级别自动驾驶过程中,存在事故责任不明的问题。也正是这个原因,让特斯拉、奥迪、沃尔沃、福特等车企对L3级自动驾驶望而却步,转而直接研发L4级自动驾驶。

如果安装了变形方向盘的L3级别自动驾驶车辆,能够在识别到风险时,迅速将危险信号传递到方向盘;方向盘瞬间变形,将有利于驾驶员更快的集中已经分散的注意力,进而接管自动驾驶车辆。

驾驶员注意力的快速集中,将大大降低L3级别自动驾驶车辆的事故率;与此同时,L3级别自动驾驶车辆中,可以专门设置用以记录方向盘变形数据的黑盒子;事故发生后,可以提取黑盒子中的变形数据作为责任判定的衡量。

如果L3级自动驾驶研发厂商受到变形方向盘的启发,从座椅靠背、头枕、安全带等角度去探索出更多有利于责任判定的衡量,L3级别的责任判定标准将能够快速成型。

这样,L3级别自动驾驶的又一春,将很快到来。

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