近幾年,Google 把自動駕駛炒熱,甚至還要推沒有司機的自動駕駛計程車,跟 Uber 做競爭;Tesla 則在 Elon Musk 的主導之下,把電動車的光芒全都集中於一身,讓發展超過百年的國際汽車大廠也顯得黯淡無光,率先上路的 Autopilot 自動駕駛系統,更把全球目光從 Google 身上吸引了過來。另一方面,Volkswagen 集團所引起的柴油門事件,讓歐洲車廠臉上蒙灰,多國政府甚至紛紛提出禁止柴油車以至於汽油車的計劃。傳統汽車的時代真的過去了嗎?
值此關鍵時刻,讓我們看看全球汽車產業界的巨人 Bosch 怎麼做。
繼 2016 年受到臺灣博世公司邀請前往蘇州參加汽車科技創新體驗日之後,U-CAR 再次受到臺灣博世公司的邀請,前往德國參加 Mobility Experience 2017 活動,進一步了解 Bosch 在汽車產業的貢獻與最新的發展。
汽車科技事業群一直是 Bosch 旗下的重點部門。然而近幾年汽車產業的快速變化,Bosch 在 2014 年成立了全新的 Mobility Solution 事業群,並將汽車科技劃歸在 Mobilitiy Solution 之下,顯見 Bosch 看到未來交通事業的發展,將不限於汽車一途,將事業版圖大為擴展,把所有交通相關的議題均納入經營,為多變的未來做準備。而 Mobility Solution 事業群在 2016 年已經佔集團營收超過 6 成,是集團經營的骨幹。也因此,在 2017 年首次改名為 Mobility Experience,以多樣的展示,向全球媒體展示 Bosch 為未來世界交通所做的準備。
2017 年的 Mobility Experience 活動中,Bosch 設定了 3 個主要的展示題目,分別是:Automated Mobility、Powertrain Systems and Electrified Mobility 以及 Connected Mobiltity,亦即是自動駕駛、動力系統以及車聯網等 3 項汽車產業最熱門的議題。
當代顯學:自動駕駛
第 1 個動態展示區中,Bosch 所展示出的自然是最熱門的自動駕駛技術。Bosch 展示了超音波雷達與攝影機偵測的各式自動煞停系統,分別適用於視線不良以及不同的使用環境。不同於已經普及在多種新車的前方緊急煞車系統。還有包含左轉警示、自動停車等利用雷達與攝影機進行的駕駛輔助系統,已經出現在各式市售新車之上。
有意思的是,Bosch 亦推出後方的緊急煞停系統,讓駕駛人可以避免撞到在視野不佳車身後方活動的小孩或小動物。這些與前述的多種技術,屬於 SAE 分類第 1 級及第 2 級的駕駛輔助系統。
SAE 自動駕駛等級下駕駛人與自動駕駛系統分工表 |
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SAE 定義 |
轉向/加速/減速 |
環境監控 |
備援系統 |
系統能力 |
5 |
自動駕駛系統 |
自動駕駛系統 |
自動駕駛系統 |
所有行駛狀況 |
4 |
自動駕駛系統 |
自動駕駛系統 |
自動駕駛系統 |
特定行駛狀況 |
3 |
自動駕駛系統 |
自動駕駛系統 |
駕駛人 |
特定行駛狀況 |
2 |
自動駕駛系統 |
駕駛人 |
駕駛人 |
特定行駛狀況 |
1 |
駕駛人與自動駕駛系統 |
駕駛人 |
駕駛人 |
特定行駛狀況 |
0 |
駕駛人 |
駕駛人 |
駕駛人 |
無 |
高階自動駕駛研發集中於高精密地圖與人工智慧
而為了迎接逐漸襲來的自動駕駛風潮,Bosch 亦開發了自家的自動駕駛程式,並在現場向全球媒體展示。不知道是否有意,Bosch 採用了自動駕駛話題最盛的 Model S,做為自動駕駛展示的載體。
小亮在蘇州以及德國都向現場 Bosch 的工程師提出同樣的問題:現在全球自動駕駛的光環都集中在 Tesla 頭上,Tesla 的技術是否真的那麼好?
Bosch 的工程師都笑笑的回答:「Tesla 雖然自動駕駛系是該公司自行發展,但車身上所使用均是 Bosch 的感測器元件,是 Bosch 的客戶。Bosch 不評論客戶。」這個問題,也就沒能從專家身上找到答案。
不過,身為汽車產業的核心份子,Bosch 自有自己的自動駕駛計劃。在駕駛輔助系統完備之下,Bosch 在高階自動駕駛系統的規劃之中,以高精密地圖以及 AI 人工智慧的開發,做為現階段的核心項目。
高精度地圖是安全自動駕駛不可或缺的一環
現階段的自動駕駛,在導航功能上都是以 GPS 衛星定位系統為基礎。然而 GPS 先天上有 1 到 10 公尺的定位誤差,對於自動駕駛而言便成為極大的障礙。試想,現今被導航系統誤導而迷路甚至發生意外的事件已經層出不窮,當車輛全自動駕駛時,其風險之高不言可諭。所以高精度地圖已經成為自動駕駛中重要的課題。
Bosch 與此領域的大廠 TomTom 合作,在 GPS 衛星定位系統的基礎上,加上了以雷達及攝影機進行道路旁相關景物資料的蒐集與識別,自動建立高精度地圖。在地圖建立完整之後,將可以同樣利用雷達與攝影機的協助,精確掌握車輛的位置,讓自動駕駛車輛能夠正確而精準地導航至目的地。
AI 人工智慧能力決定自動駕駛系統的高下
此外,Bosch 亦積極進行人工智慧系統的開發。人工智慧對於全自動駕駛科技而言是極為重要的環節。當進入第 4 級、甚至第 5 級的無人全自動駕駛後,車輛不再只要能避免撞上前車即可,還必須要了解路況、判斷路況,並能自動學習環境的變化。
在活動中,Bosch 展現出其人工智慧系統的初步成果。目前透過 Bosch 的 AI 系統,車輛已經可以對於攝影機所拍攝的影像,即時對物品進行分類。在示範的系統之中,包含植物、動物、房屋、道路、行人、自行車等十數種物件,在示範的路途中,都能正確地以顏色進行區分。而據 Bosch 的工程師表示,這套系統已可分辨超過 30 個種類的影像,並透過持續的練習,不斷學習成長之中。而這些人工智慧的能力,都將成為未來自動駕駛系統進行行駛決策時提供正確的資訊。
人工智慧的發展,也與所能掌握到資訊量有直接的關係。Bosch 在 Reutlingen 的研發中心在 AI 人工智慧的投資,已超過 3 億歐元,其中大數據的研究,亦是與其相輔相成的一個部份。Bosch 的工程師表示,Bosch 已經從維修廠、加入車聯網的車輛、汽車廠的現場資料、物聯網的網點、監視攝影機及安全系統感測網路蒐集了超過 10 萬 TB 的資料,並把相關的資料持續送入 AI 人工智慧系統之中,讓其能快速學習與成長,以為自動駕駛帶來品質更佳的決策能力。
碰撞預警系統再升級,以 0.25 毫秒的精密計較,提升安全防護
在被動安全系統方面,Bosch 推出全新的 Integrated Safety System。這套系統與 Mercedes-Benz 的 Pre-Safe、Audi 的 Pre-Sense 以及 Lexus 的 Pre-Crash 系統類似,會在車輛發生失控之前,進行安全帶收縮與座椅調整,以讓安全帶與氣囊能在正確的位置作動。然而,較原本系統更為精進的,這套系統會依據乘客的身材進行氣囊作動時間的調整。
當乘客屬於較為壯碩的身材,同樣的收縮條件之下,有可能因為較大的慣量而向前俯衝更多的距離,讓氣囊無法準確承接上半身的能量。加入新的系統之後,系統最多可以提前 25 秒引爆氣囊,讓壯碩的乘客可以以更接近理想的位置,由氣囊所承接,提供更好的防護;同樣的,較為瘦小的乘客,系統亦會延後氣囊引爆的時機,以避免乘客因為較高的坐姿,反而因為氣囊的引爆而造成下巴額外的傷害。
Mercedes-Benz 研發原型車同步到場,展現車界大腕實力
在動態展示區的角落,停了 1 輛造型前衛的概念車款,正是 2015 年曾經來臺展示的 Mercedes-Benz 研發原型車 F 015 Luxury in Motion。當年這款車輛在信義區進行行駛展示時,臺灣賓士還派出近 20 位工作人員身著黑色西裝、亦步亦趨緊隨左右。在臺北車展展出亦是重重包圍,即便媒體想要採訪,亦需要預約排隊。然而在此,車門洞開,讓現場媒體恣意進出試坐體驗,亦足見 Bosch 與 Mercedes-Benz 合作的密切,以及在汽車產業的大腕級地位。
從供應商角度進行的電動車發展策略
在第 2 個展示區 Powertrain 與 Electrified System 部份,Bosch 展示出從現有車輛轉移至電動車系統的科技。
現今全球媒體只要談論到電動車,所有的光環幾乎都集中在 Tesla 身上。但事實上,身為汽車產業核心零組件供應商的龍頭,Bosch 並不需要與 Tesla 去爭奪終端市場的光環。相對的,Bosch 必須從供應商的角度出發,預先為全球車廠開發出所需的各種關鍵零組件,才是符合其在產業中角色的任務。
Bosch 在此展示了全套的電動車解決方案,從高容量電池、電動馬達、電源控制管理系統等,供汽車產業選擇。在現場 Bosch 更展出一輛與德國郵政合作的電動小貨車。這款專為德國郵政所開發的電動小貨車,依德國郵政的需求量身訂作,成效卓越,受到許多企業的關注,讓德國郵政與 Bosch 更另行合資成立新的公司,專職生產及開發此款產品。
此外,Bosch 亦有生產電動機車的驅動系統,成為日漸普及電動機車產品的供應商。
48 伏特低成本油電混合系統,成為最佳的過渡方案
對於傳統汽車大廠而言,立刻轉型成為電動車廠,是十分不切實際的作法,一套好的過渡方案,讓其能逐步套用在現有內燃機車種之上,並逐步加強對於電控系統的掌握能力,會是較為務實的選擇。為此,Bosch 在現場展出了全新的 48 伏特系統及專用鋰電池。
Bosch 表示,傳統的 12 伏特電池系統,在停車自動熄火系統與動能回收系統普及之下,並無法讓產生最好的綜效。而在裝上 48 伏特鋰電池之後,電壓與電流均可加大,再搭配適當的馬達系統之中,便足以組成低成本的油電混合系統,將可以有效提升節能表現,成為現有內燃機引擎提升油耗表現最快速合宜的解決方案,也成為內燃機汽車與電動車之間良好的過渡方案。Bosch 表示,這套全新的系統,已獲得眾多汽車公司的注意,並已簽下合約,預計在 2020 年便可以有 630 萬輛新車採用,2025 年更將有 1,520 萬輛新車採用。
Bosch 說:柴油引擎在油耗與排放還能再提升 10%
在此展示區中另一個受到小亮關注的,是 Bosch 核心產品─柴油共軌直噴系統。近年來由於 Volkswagen 引擎電腦程式問題,讓柴油引擎是否已經不足以符合現代環保及油耗法規的要求?Bosch Mobility Solution 的總裁否認了這個說法。他表示,根據 Bosch 的研究,柴油引擎在油耗與排放的表現上,至少還有 10%改善的空間,絕對可以滿足現代環保法規的需求。
自從 1997 年發表共軌直噴柴油系統之後,Bosch 已經累計賣出 1.3 億套的柴油共軌直噴系統,是汽車零組件的重量級產品,其對於柴油系統的關注,理所當然。在展示區中,Bosch 展示出最新的柴油供油系統。在 Bosch 的持續研究下,共軌直噴系統的供油壓力已經可以達到 2,700 Bar,而供油亦可細分至 10 階段噴射、每階段間隔縮短至 100 微秒,讓供油更為精準,搭配完整的排氣處理系統,將能讓 21 世紀的柴油引擎,有更為環保節能的表現。
針對歐洲即將展開實車道路排污測試,Bosch 亦開發出全新的實車道路排污檢測系統,方便各車廠進行實車道路排污測試之用。
Bosch 表示,目前許多市售車輛在推動實車道路測試之後所得的結果,與原本實驗室的排放結果有相當的差距。為了要讓新車符合未來實車道路測試的標準,有多種方面的改善方式,包含引擎內部供油系統、廢氣循環系統的最佳化,排放氣體後處理的升級,甚至是導入油電混合動力系統等,都是汽車公司可以選擇。而 Bosch 亦已均準備妥當,可配合汽車公司的需求,提供相對的解決方案。
車聯網的未來展示
在第 3 個展示區中,Bosch 則展示了各式人車介面、停車場管理、大貨車自動連結系統、工廠擴增實境維修系統等利用車聯網的前瞻研究計劃。然而大多涉及基礎建設,多保留在理論與實驗階段。而在這個區域中,Bosch 為了大都會交通所設想的 Coup 電動共享機車,亦在此展出,也讓臺灣 Gogoro 的電動機車,在全球媒體面前露了臉。
eBike:Bosch 自 2009 年開始大量投入的產品
面對未來的交通,電動助力自行車亦成為 Bosch 的重點研發領域,自 2009 年開始,持續投入研發,並陸續發表多種不同的車型與需求,能滿足公路交通、休閒生活甚至是越野騎乘等不同族群的需求。
與蘇州的首次相遇相隔不到 1 年,Bosch 的 eBike 系統又再次的進階,除了動力輔助模式從 3 段成長到 4 段,讓動力放大從 50%至 300%之間自由切換之外,Bosch 更把專利的 ABS 防鎖死煞車系統擴展至 eBike 上,讓自行車騎士即便在沙地力全力煞停,都不會打滑摔倒,大大提升自行車乘騎的安全。
恃吾有以待之
從自動駕駛、電動車,到柴油門事件,近年來的發展總讓小亮有種傳統汽車時代即將結束的感覺。然而時代的變化,在專注於汽車產業的 Bosch 眼中顯然是充滿了機會,不論是時代是否走向自動駕駛、電動車,或是繼續由內燃機主導,這位汽車業的巨人均已做好了布局,而長遠的車聯網市場,Bosch 亦已投入大量人力物力進行準備。這種「恃吾有以待之」的發展策略,讓 Bosch 在過去百餘年成為汽車界大腕、全球有數的私人企業;而相信這樣的策略,也將在後汽車時代讓 Bosch 延續其百年風華。