傳統(tǒng)汽車(chē)操控模式的利弊分析

傳統(tǒng)的汽車(chē)操控是手控制方向和檔位，右腳在剎車(chē)和油門(mén)踏板間切換。 在手動(dòng)擋的機(jī)械時(shí)代，采取這樣的設(shè)計(jì)而不是兩肢體分別控制油門(mén)和剎車(chē)是因?yàn)檫€需要控制離合器，但離合不能和剎車(chē)用一只腳控制，否則一剎車(chē)就會(huì)把發(fā)動(dòng)機(jī)憋熄火，而用同一個(gè)腳控制油門(mén)和剎車(chē)則沒(méi)有大的沖突，二選一看似合理；可正因?yàn)橐恢荒_要控制兩個(gè)踏板，正常行駛中突遇緊急情況需急剎車(chē)時(shí)，得先把腳掌從油門(mén)抬起并左移再踩下剎車(chē)，這無(wú)疑比直接向下踩要耽誤時(shí)間；而且為便于迅速切換，只能將兩踏板相鄰，也就杜絕不了踩錯(cuò)的可能。 有不少事故是駕駛者誤把油門(mén)當(dāng)剎車(chē)踩造成的，特別是在突發(fā)正向撞車(chē)時(shí)整個(gè)人體在巨大的慣性下向前急沖，此時(shí)如果腳在油門(mén)上，人就根本沒(méi)有足夠的力量和時(shí)間把腳掌抬起并左移，只會(huì)不由自主踩下去，更加重碰撞造成的傷害。 這可以說(shuō)是傳統(tǒng)汽車(chē)的操控模式本身就存在著的一個(gè)危險(xiǎn)的bug。 因此就要求駕駛者在不給油的時(shí)候右腳一定要放在剎車(chē)踏板上隨時(shí)做好剎車(chē)的準(zhǔn)備，已經(jīng)形成了這樣的正確駕駛習(xí)慣的老司機(jī)駕駛傳統(tǒng)燃油車(chē)就不容易犯錯(cuò)，而新手如果沒(méi)有養(yǎng)成正確的駕駛習(xí)慣在緊急情況下容易犯這樣的錯(cuò)。

隨著科技的進(jìn)步，汽車(chē)在不斷進(jìn)化，越來(lái)越自動(dòng)化、電氣化和智能化。自動(dòng)擋汽車(chē)已不再需要離合，原來(lái)控制離合的左腳閑下來(lái)，而右腳控制油門(mén)和剎車(chē)的設(shè)計(jì)依然沿襲了下來(lái)，也就把該設(shè)計(jì)的剎車(chē)反應(yīng)慢和可能造成誤踩油門(mén)的Bug繼續(xù)留了下來(lái)。

新能源汽車(chē)單踏板模式的利弊分析

燃油車(chē)在松開(kāi)油門(mén)后只是受發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞摩擦的影響有輕微減速，而以特斯拉為代表的純電動(dòng)車(chē)采用的單踏板模式的動(dòng)能回收則有明顯更強(qiáng)的減速作用，但僅靠抬起油門(mén)踏板并不能起到緊急剎停的作用。 單踏板模式下，駕駛者為了多回收能量，右腳不給油的時(shí)候也要放在油門(mén)上，以抬起的幅度控制回收的強(qiáng)弱也就是減速度的大小，這樣就容易給駕駛者一個(gè)錯(cuò)覺(jué)，以為油門(mén)就是剎車(chē)，以至于在性命攸關(guān)的危急瞬間可能會(huì)錯(cuò)誤的踩下油門(mén)，而且就算是駕駛者此刻想把腳移到剎車(chē)踏板，往往也來(lái)不及。正常人的反應(yīng)一般需要0.2秒左右，在高速駕駛時(shí)耽誤0.2秒可能就是生與死的分別，如以時(shí)速90公里行駛0.2秒就是5米，超過(guò)了一輛普通轎車(chē)的長(zhǎng)度。 單踏板模式的好處是大部分時(shí)間不用左右挪動(dòng)腳就可以控制加減速，不用再像駕駛普通車(chē)一樣頻繁的在兩個(gè)踏板之間切換，雖然表面感覺(jué)操作輕松方便了，但卻實(shí)實(shí)在在的大大增加了風(fēng)險(xiǎn)。 單踏板模式給駕駛?cè)说暮锰幨羌磿r(shí)的，直觀的能量回收顯示甚至給人以一定的成就感，所以贏得了不少人的青睞；而很多人都存在僥幸心理，即使明知一件事有風(fēng)險(xiǎn)，在屢次嘗試沒(méi)有遇險(xiǎn)而嘗到甜頭以后，就傾向于選擇性的對(duì)風(fēng)險(xiǎn)視而不見(jiàn)，直到有一次災(zāi)禍降臨也悔之晚矣。 生命無(wú)價(jià)，為了簡(jiǎn)化操作采取這樣暗藏風(fēng)險(xiǎn)的方案根本得不償失。

傳統(tǒng)汽車(chē)駕駛習(xí)慣遇到單踏板模式發(fā)生了什么？

學(xué)習(xí)駕駛是一個(gè)通過(guò)反復(fù)練習(xí)培養(yǎng)和訓(xùn)練神經(jīng)系統(tǒng)條件反射和肌肉記憶的過(guò)程。駕駛習(xí)慣非一朝一夕養(yǎng)成，要改變也非易事，重建新的條件反射的過(guò)程甚至要比從零開(kāi)始培養(yǎng)一個(gè)條件反射需花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間。

以特斯拉為代表的單踏板模式是對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)駕駛習(xí)慣的顛覆性的改變，原來(lái)的習(xí)慣是有很大一部分時(shí)間腳放在剎車(chē)踏板上，新的模式下卻是絕大部分時(shí)間要放在油門(mén)踏板上，對(duì)原已習(xí)慣了開(kāi)燃油車(chē)的人來(lái)說(shuō)單踏板模式更容易造成致命的反應(yīng)混亂，以至于老司機(jī)也容易犯錯(cuò)踩油門(mén)這個(gè)表面看起來(lái)很低級(jí)的錯(cuò)誤。

單踏板模式對(duì)于不固定開(kāi)一臺(tái)車(chē)的人來(lái)說(shuō)尤為危險(xiǎn)，每次在普通車(chē)和單踏板模式車(chē)之間切換都容易造成大腦和神經(jīng)反應(yīng)混亂，踩錯(cuò)釀成事故的風(fēng)險(xiǎn)劇增。

由此可見(jiàn)，單踏板模式一旦遭遇傳統(tǒng)駕駛習(xí)慣，危險(xiǎn)陡然暴增，成了一個(gè)致命的大Bug。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家交通管理安全局的調(diào)查顯示，在美國(guó)發(fā)生的246起失控事件中，特斯拉在加速踏板總成、電機(jī)控制系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)等的硬件層面都沒(méi)有問(wèn)題，事故發(fā)生都是由于駕駛員誤踩踏板導(dǎo)致。 但從另一個(gè)角度看，這么多踩錯(cuò)踏板的案例，不能完全歸咎于駕駛者失誤，而應(yīng)更多的考慮設(shè)計(jì)問(wèn)題，顯然單踏板模式與踩錯(cuò)踏板的幾率大增有直接關(guān)系。

如何解決問(wèn)題？

傳統(tǒng)的油門(mén)和剎車(chē)的操控設(shè)計(jì)在電動(dòng)汽車(chē)上已經(jīng)明顯不合時(shí)宜，而單踏板模式引起了很大爭(zhēng)議，也有人提出了一些改進(jìn)方案，但目前還沒(méi)有看到有廠商推出能根本解決問(wèn)題的理想方案。

電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)三輪車(chē)的使用者比純電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)該更多得多，為什么卻鮮見(jiàn)把油門(mén)當(dāng)剎車(chē)的事故呢?

拿電動(dòng)自行車(chē)來(lái)講，雖然動(dòng)力和制動(dòng)都是由手來(lái)控制，但是其動(dòng)力輸出的控制一般是旋擰轉(zhuǎn)把或下壓手柄，而剎車(chē)是捏手柄，兩個(gè)動(dòng)作相差甚遠(yuǎn)，一般都不會(huì)搞混。而很多三輪車(chē)更是把油門(mén)和剎車(chē)分別用手和腳來(lái)控制，更不會(huì)有出錯(cuò)的可能。

那在電動(dòng)汽車(chē)上為何不徹底摒棄右腳控油門(mén)和剎車(chē)這一傳統(tǒng)的操作方式而借鑒三輪車(chē)的手腳分別控制動(dòng)力和制動(dòng)的方式？這樣不就可以從根本上防止把油門(mén)當(dāng)剎車(chē)踩嗎？

更具體的說(shuō)，如果取消右腳處的油門(mén)踏板，把油門(mén)交給手來(lái)控制，讓右腳只專門(mén)負(fù)責(zé)踩剎車(chē)，而且將剎車(chē)踏板加寬到原來(lái)兩踏板的總寬度，這樣即使駕駛者在采取制動(dòng)時(shí)仍然習(xí)慣性的把右腳掌抬起向左轉(zhuǎn)然后向下踩，也絕不會(huì)出錯(cuò)，而且這樣駕駛電動(dòng)汽車(chē)將變得像駕駛電動(dòng)兩輪車(chē)和三輪車(chē)一樣易學(xué)易用。

在行車(chē)安全上，遇到險(xiǎn)情第一時(shí)間剎車(chē)至關(guān)重要，剎停距離也是反映汽車(chē)安全性能的極為重要的指標(biāo)，從正常行駛切換到剎車(chē)的時(shí)間長(zhǎng)短直接關(guān)系到生命安全，一只腳專門(mén)控制剎車(chē)無(wú)疑可以保證準(zhǔn)確無(wú)誤和最快響應(yīng)；而反過(guò)來(lái)從制動(dòng)狀態(tài)切換到正常行駛的時(shí)間如果慢零點(diǎn)幾秒一般只是單純影響駕乘人員在路上消耗的一點(diǎn)時(shí)間，不至于影響安全。

那么消減了腳的工作量，增加到手上，是否有問(wèn)題呢？

電動(dòng)自行車(chē)和電摩的方向和油門(mén)都是手來(lái)控制，甚至剎車(chē)也由手來(lái)控制，汽車(chē)上用手控制方向和油門(mén)應(yīng)該不成問(wèn)題。 而且空出一只腳可以起到固定身體的作用。

汽車(chē)從燃油車(chē)進(jìn)化到電動(dòng)車(chē)是歷史的必然趨勢(shì)，在這個(gè)切換過(guò)程中，原有的燃油車(chē)的操控方案已凸顯其非常不適合電動(dòng)汽車(chē)的特性，現(xiàn)在是該修正這個(gè)bug的時(shí)候了，電動(dòng)汽車(chē)完全可以并且應(yīng)該采用更簡(jiǎn)便且更安全的操控方式。

具體到如何控制油門(mén)，咱們?cè)僮鲞M(jìn)一步的思考：

不妨借鑒參考一些三輪車(chē)和代步車(chē)的設(shè)計(jì)。

電動(dòng)自行車(chē)和摩托車(chē)采用的轉(zhuǎn)把控制動(dòng)力的方式也有一個(gè)隱藏風(fēng)險(xiǎn) -- 在人未坐穩(wěn)的時(shí)候如果不小心擰轉(zhuǎn)把，車(chē)會(huì)突然沖出去，這時(shí)人的第一反應(yīng)是捏剎車(chē)和試圖向后拉拽把車(chē)停下來(lái)，可此時(shí)右手抓握轉(zhuǎn)把的角度無(wú)法回位，以致車(chē)?yán)^續(xù)加速前沖，直至把人拽倒或撞到障礙才能停下，因此用轉(zhuǎn)把控制油門(mén)并不可取。

正確的駕駛姿勢(shì)是雙手握方向盤(pán)，因此專門(mén)騰出一整只手來(lái)控制動(dòng)力輸出強(qiáng)弱不太安全。

但握方向盤(pán)有手掌再加上部分手指就夠了，可以騰出一個(gè)大拇指或食指控制動(dòng)力輸出，其操作方向應(yīng)該是向外推，而不是向內(nèi)拉，因?yàn)榫o張時(shí)人的本能反應(yīng)是握緊拳頭，采取伸展手指向外推的方式控制動(dòng)力輸出就不會(huì)在遇到突發(fā)險(xiǎn)情時(shí)誤操作。

在高等級(jí)自動(dòng)駕駛完全實(shí)現(xiàn)之前手不能遠(yuǎn)離方向盤(pán)是保證安全所必須的。這樣設(shè)計(jì)剛好契合，駕駛?cè)巳绻铀俚臅r(shí)候就必須把手放在方向盤(pán)上，手一離開(kāi)就失去動(dòng)力而慢慢減速。

在轉(zhuǎn)大彎時(shí)需要雙手交替打方向，控制加速的手短時(shí)離開(kāi)，車(chē)也會(huì)自然的減速，而入彎前減速也是保證安全所必須的操作。

所以方向和加速都用手來(lái)控制基本不存在沖突。

至于油門(mén)和剎車(chē)同時(shí)壓下的可能性，現(xiàn)有的剎車(chē)和油門(mén)踏板相鄰布局的情況下也同樣存在。剎車(chē)優(yōu)先的機(jī)制在大多燃油車(chē)上已普及，在高度電氣化的電動(dòng)車(chē)上更不是問(wèn)題，即使同時(shí)壓下剎車(chē)和油門(mén)也沒(méi)關(guān)系，系統(tǒng)只執(zhí)行剎車(chē)指令。就怕把油門(mén)當(dāng)剎車(chē)踩，該踩剎車(chē)的時(shí)候沒(méi)踩到剎車(chē)卻踩到了油門(mén)，結(jié)果就是災(zāi)難。

再討論下動(dòng)能回收控制的優(yōu)化，見(jiàn)到和想到的有以下幾種：

1. 手指控制動(dòng)能回收，別克微藍(lán)系列電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)這樣做了，原先在一些燃油車(chē)上方向盤(pán)后設(shè)有換擋撥片，其中左側(cè)是減檔撥片，在別克微藍(lán)上此處撥片改為了動(dòng)能回收開(kāi)關(guān)，用手指勾拉撥片就開(kāi)啟動(dòng)能回收，松開(kāi)就關(guān)閉，這是一個(gè)非常好的設(shè)計(jì)，不過(guò)它只能控制動(dòng)能回收的開(kāi)關(guān)，還不能控制回收強(qiáng)度；如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級(jí)，把這個(gè)撥片改為雙向的線性控制，并優(yōu)化手柄末端的形狀以適應(yīng)指尖雙向撥動(dòng)的需要，手指內(nèi)勾是動(dòng)能回收，手指外推是給油，一個(gè)指頭控制車(chē)輛加減速，那就更完美了。

   圖：別克微藍(lán)系列電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)能回收撥片

   

   2. 單踏板加減速不可取，但把動(dòng)能回收和剎車(chē)集成到一個(gè)踏板未嘗不可，輕踩為動(dòng)能回收，超過(guò)一定幅度為剎車(chē)，這是很多人希望的理想模式，本田和豐田的一些混動(dòng)車(chē)就是這樣的設(shè)計(jì)。 但動(dòng)能回收受溫度和SOC狀態(tài)影響而會(huì)有大幅度變化，影響制動(dòng)效果和駕駛者的操控，所以最好是通過(guò)智能補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)對(duì)減速度的精準(zhǔn)線性控制，根據(jù)踩下踏板的幅度準(zhǔn)確的控制減速度大小，即使在因低溫或滿電而動(dòng)能回收失效的情況下，剎車(chē)系統(tǒng)也能夠增大力度補(bǔ)上，使得制動(dòng)效果和駕駛感受不變，做到完美兼顧，就是在技術(shù)上會(huì)難一些。

   3. 左腳踏板負(fù)責(zé)動(dòng)能回收強(qiáng)度，右腳控制剎車(chē)。

   這就有點(diǎn)像兩輪車(chē)的左右剎把分別控制前后輪的剎車(chē)一樣，但在較高檔次的電摩上一般是采用前后剎車(chē)聯(lián)動(dòng)。 兩個(gè)腳分別控制實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本較低，就是操控稍有點(diǎn)復(fù)雜，而且這樣的調(diào)整就像開(kāi)手動(dòng)檔轉(zhuǎn)到開(kāi)自動(dòng)擋車(chē)需要一定的適應(yīng)過(guò)程，不是最優(yōu)方案。

   最后還有一點(diǎn)思考，電動(dòng)汽車(chē)如何能更好的緊急剎停？

   在突然發(fā)現(xiàn)有前撞風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)刻，人一般會(huì)全身肌肉緊張，雙腳本能的向前踩死；而且在不幸撞車(chē)時(shí)，四肢用力向前伸直抵死前面可支撐物是最較好的防護(hù)姿勢(shì)。 因此，汽車(chē)的操控設(shè)計(jì)應(yīng)該做相應(yīng)的考慮。

   為加強(qiáng)緊急制動(dòng)的效果，是否可以加入這樣一個(gè)動(dòng)作邏輯？-- 如剎車(chē)踏板被大力踩下，則觸發(fā)系統(tǒng)指示電機(jī)控制器不僅完全切斷對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的輸出，而且將電機(jī)線圈短路，以形成最大的電磁阻力，在最短時(shí)間消除電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，并將此響應(yīng)設(shè)置為最高級(jí)，消除失控加速的可能。 因?yàn)?a class="link2" href="http://ewshbmdt.cn/tag/純電動(dòng)汽車(chē)" target="_blank">純電動(dòng)汽車(chē)大部分沒(méi)有離合器，電機(jī)轉(zhuǎn)子始終和車(chē)輪是耦合的，尤其在低溫或電池滿電時(shí)不能動(dòng)能回收，不僅損失不少制動(dòng)力，而且高速轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)實(shí)際也要靠剎車(chē)片摩擦阻力降下來(lái)，也即是給剎車(chē)系統(tǒng)增大了負(fù)載。

   本文謹(jǐn)提供一些思路，供大家探討。

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