本田E-Clutch系统,改变驾驶技术背后的十年艰辛开发之路

摩托世界在中国 2024-02-28 14:47:32

从去年米兰车展公布的Honda E-Clutch是世界首创的技术,让骑士可以随时选择使用或不使用离合器。令人惊讶的是这项技术历经了10年的开发时间终于市售,此技术成为小型轻量化的关键竟然是来自于「ASIMO」的技术!以下是从访谈中揭露的艰苦开发历程故事。

从起步到停车无需离合器,但也可以立即切换到手动操作!

即使装有离合器,使用与否都无妨,这就是Honda E-Clutch世界首创的技术。从起步到半离合、停止都无需握住离合器,但当需要使用时,可以立即切换到手动操作,这是一个舒适且不失驾驶乐趣的系统。

2024年的CB650R/CBR650R装有该技术,而且目前所设计引擎也可搭载,未来有望进一步扩大应用范围。在东京举行的记者发布会上访谈了Honda E-Clutch的开发团队。他们实现了成本、重量、空间都减半的目标,并最终成功把这技术实现市场化。

从左至右分别是,大型二轮车类别的总经理坂本顺一先生、E-Clutch开发负责人小野惇也先生、E-Clutch控制项目领导者竜崎达也先生、E-Clutch传动系统研究项目领导者伊东飞鸟先生。

一切起源于SR400上,能够把最传统的摩托车变得更方便吗?

开发负责人小野先生说:「Yamaha的SR400是非常传统的摩托车,基本上需要自己操作所有功能,这或许与我们这次的E-Clutch有一些关联。」他的爱车是2005年的SR400,他在大学时购买了这款车,至今仍用于通勤。SR的离合器很重,且只有踩发启动,对这种拥有浓厚机械感的摩托车的热爱似乎是E-Clutch的基础。

小野先生于2009年加入HONDA,希望开发新型摩托车的传动系统,如DN-01上的HFT。他最初被分配到摩托车传动系统的先行研究部门,后来成为了开发负责人。

E-Clutch的开发始于2014年左右。当时2011年推出的DCT(双离合器传动系统)刚开始普及。然而DCT只安装在大型车型上,而后来有了不需要离合器操作的传动系统的开发需求,最终导致了E-Clutch的开发。

「DCT需要通过引擎机油泵来产生油压控制离合器,因此无可避免地会增加更多的重量和损耗。我们考虑了如何解决这方面的问题,使其更适用于手动变速箱。」小野先生说。尽管DCT的主要功能是自动变速,但E-Clutch仍能通过控制离合器实现更多不同操作。

E-Clutch是利用向引擎右侧的两个马达供电,可以最优化并精确控制离合器。根据车速、油门开度等多样的信息来进行离合器的连接和断开。

结合电子控制和手动控制使操作更简单。将引擎侧的离合器杆(释放部位)分为三部分设计,其中马达控制时是由其中的茶色部分启动,而当进行手动操作时,则是由蓝色部分来执行离合器的断开动作。

「成本、重量、尺寸要减少一半」这个艰难的任务!

目前,在DCT和手动变速箱同时销售的车型中,选择DCT版本的用户已达到60%。但是在E-Clutch开发开始的2014年,其普及程度还不高,销售比例仅维持在20%到25%。

负责大型摩托车业务规划的坂本先生表示:「当时,购买大型摩托车的主要消费群体是现在已超过60岁的客户,他们寻求的是一种用全身心享受的运动与乐趣。」

DCT技术在推广上也遭遇了不少困难,当提出「无需操作离合器就能享受驾驶乐趣」的建议时,公司内部很难理解。

最初的原型产品在早期阶段非常大和重,甚至需要放在后座上。不过公司内部试驾过的人评价普遍良好。坂本先生自己也说:「当我第一次试驾这款原型车时,我觉得这是可行的。」

但是由于无法判断是否有销售前景,即使进入了2020年代,开发仍然没有得到正式批准,直至早些时候终于从Honda高层得到了开发批准。

坂本先生笑说:「不过目标是成本、重量、空间都要减半,回想起来那可能意味着要我们放弃。」

决定开始朝市场化迈进的背景是,近年来购买摩托车的主要族群已经逐渐转变为1980年代至2000年代初出生的Y世代。也就是说能够希望更简单操作摩托车的骑士群体增加,此外经过长时间的开发和公司内部的试乘活动,支持和鼓励的成员也逐渐增多。

小野先生表示:「如果错过这个时机,可能就不会有下一次机会了。但是从现在到量产的时间非常有限,因此我们在非常短的时间内推进了市售版的开发,能够赶上这个时间点真的很困难。」

E-Clutch系统非常紧凑,即使与手动版本相比,其突出部分很小。

当脚放在脚踏上面时,几乎不会有任何卡住的问题。即使在着地时接触到,也不用担心,因为上部是由柔软的橡胶制成。

ASIMO的马达控制技术,对于E-Clutch的轻量化和简化有着重大贡献

「将成本、重量、空间减半」并非易事。在重量和大小方面,一个重要的转折点是Honda Robotics所提供的技术。Honda在人形机器人技术上积累的经验,对于系统的组态和执行器的控制大有帮助。

E-Clutch首先由一个马达组成,然后是减速齿轮,最后是转动引擎侧的离合器杆,这与油压控制离合器的DCT系统完全不同,E-Clutch是通过马达直接控制,因此其控制方式大不相同。

「用马达控制机器的技术,在基本上与机器人技术是一样的。精确的位置控制或者在与人接触时恰当地控制力量,这些都是机器人技术的基本。」(小野先生)

「E-Clutch系统中从马达到离合器之间存在各种摩擦,但通过应用机器人技术,我们可以进行预测和学习,从而实现有效的控制。」(小野先生)

这样就实现了系统的小型化、轻量化和简化。

Honda一直在研究机器人技术,并于2000年发表了ASIMO的最终版。ASIMO出现在各种展示中,成为了人气角色,但在2022年结束了演示。

ASIMO不仅能够保持平衡进行两足行走,还能跑步、拧开水瓶盖、让路给人等复杂动作。

分解E-Clutch系统,马达通过减速齿轮驱动离合器释放装置,机器人技术使得摩擦的预测和学习变得更加容易。

通过在泰国生产来降低成本

即使在技术方面已经过关,成本方面的挑战仍然很大,E-Clutch控制设计项目领导者竜崎先生主要负责控制马达单元(MCU)。

为了削减成本,他们开始与过去较少合作的供应商进行合作。控制单元中使用了大量的先进软体,但由于与新供应商合作,无法使用现有的资源。同时,还必须对控制单元的电子板进行重新设计。

「由于在极短的开发周期内进行,因此承受了很大压力」竜崎先生说。此外,他们还面临着将这项技术适用于现有车辆的困难。

MCU是分体式的,安装在油箱下的树脂托盘上,与引擎控制单元(ECU)一起。尺寸略大于名片,最厚处约3厘米。

驱动研究项目领导者伊东先生也表示「时间安排非常紧迫」。除了上述新供应商外,产品在泰国工厂生产也是一个因素。在谈判和时间安排上遇到困难,「好像每个人都在相互掩护,以免出现遗漏。每周都在说已经无法实现了」伊东先生说。

此外,HONDA过去对于新技术总是从日本开始投产,因此对于在泰国生产也有内部反对声音。然而如果不在泰国生产,将很难降低成本。CBR650R/CB650R是从泰国运送部件到日本熊本工厂进行组装的方式生产。E-Clutch也是在泰国HONDA认证后,再次在日本进行最终车辆确认。

新款CB650R E-Clutch日本版已准备上市,外观涂装是日本专属的。据传日本市场将在春季推出手动离合器版本,数月后推出E-Clutch版本。

全罩式的CBR650R也有E-Clutch版本(图为欧洲规格)。日本规格尚未公布,但预计将在日本上市。

进一步的小型化或与其他电控系统整合或将提升性能?

随着2023年11月在欧洲的展会上E-Clutch正式发布,但直到最近该技术才接近最终形态。

坂本先生说:「我们在公司内部举行了许多试驾活动,最终甚至将它带到欧洲,逐渐增加了支持者,并最后成功将其推向市场等到了发布的机会。对开发团队来说这是一段充满挑战的时期,但他们没有放弃在过去的10年里一直坚持,最终让这项技术得以实现。」

在尺寸、重量、成本等多方面的挑战之后,E-Clutch终于实现了。因此,期待今后进一步扩大搭载车型。对于未来的展望,小野先生表示:「我希望创造出能更适合引擎的系统。目前的E-Clutch是安装在现有引擎上,但如果整个引擎从一开始就设计为使用E-Clutch技术,我认为会有更好的表现。」

专门设计可以使系统进一步小型化,此外搭载大量电控系统的1000cc仿赛中,通过与惯性传感器(IMU)等电子设备协调,可以进一步提高性能。

由于油压离合器的结构不同,因此需要更改整套系统。关于耐用度,E-Clutch与手动离合器相当。甚至已有用户使用的车辆也许能够后期加装,这为未来提供了更多可能性。

这次访谈让我们听到了工程师们为实现世界首创技术的坚定决心。开发团队已多次试驾,他们自信地表示:「E-Clutch 并没有损害手动离合器的乐趣。」这使得我们更加期待实际体验E-Clutch的日子。

2024年的CBR1000RR-R(欧洲规格)配备218匹马力和丰富的电控系统。如果E-Clutch能与仿赛的快排系统与滑动式离合器完美结合,那将是非常了不起的。当然,我们也期待它能被应用到250cc等小排量车型上。

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