自動駕駛的核心？淺談線控轉向技術

此前我們已經說過了很多關於自動駕駛相關的一些技術和概念，但多數都是圍繞著智能駕駛方面所展開討論的，一直有一個概念並未提及——線控轉向技術。

如果發動機和變速箱是傳統能源汽車的核心技術，那線控轉向技術或許會成為未來智能汽車急需掌握的一項核心技術。

何為線控轉向系統？

如果用一句話來概括什麽是線控轉向：就是把依靠轉向管柱連接轉向機構來實現轉向的傳統方式，轉換成為通過傳感器檢測方向盤角度信號，並通過電腦控制伺服電機來實現驅動轉向的轉向系統。

上圖為SBW（steering by wire）系統的基本布局，駕駛員對方向盤的操作僅僅只是在驅動一個轉角傳感器，並由方向盤電機提供轉動阻尼和回饋，方向盤與前軸轉向機構之間沒有任何剛性連接。

何為線控轉向系統的關鍵？

說到這裡有人肯定為提出疑問：作為轉向系統，它就像刹車系統一樣，是關係到行車安全的重要裝置，如果取消了轉向管柱，那麽一旦傳感器或者伺服機構發生故障應當如何應對？

事實上，SBW線控轉向系統有兩種“冗余”設計方式，用於應對部件失靈造成的特殊狀況：

第一種，仍然通過傳統的轉向管柱將方向盤與轉向執行機構連接在一起，基本形態與普通燃油車無異，但在轉向管柱與轉向執行機構之間有電控多片離合器相連。

正常情況下，多片離合器為斷開狀態，就是說，雖然轉向管柱仍然存在，但並不起作用。只有當伺服機構發生故障的緊急情況下，離合器才會接通。

接通後，通過方向盤與轉向機構（齒輪齒條機構）的剛性連接仍然能夠實現轉向操作，只是手感會變重一些。

我們熟悉的率先在量產車上採用線控轉向的英菲尼迪Q50採用的就是這樣的冗余方式。

第二種，在執行機構處（轉向機構）採用多個電機控制來實現冗余度，在方向盤處通過多個傳感器布置來實現輸入信號的冗余度。

這種冗余方式更先進，但成本非常高，這相當於需要製造兩套重複的轉向機構。但是這種設計可以完全取消掉轉向管柱，從可靠性上來說甚至可以取消掉方向盤，實現L4以上的自動駕駛級別，也是自動駕駛必須要的轉向系統配備。

這種SBW線控轉向系統完全取消了轉向管柱設計，但還沒有應用在任何一台量產車上。所以，在這種純SBW量產之前，所有宣傳的自動駕駛都無法達到L4以上（含L4）的級別。

寫在後面

幾乎國內所有造車新勢力在宣傳的過程中都逃不開智能汽車這個主題。但是要想實現自動駕駛，SBW是各個車企絕對繞不開的核心技術。這項技術就像燃油時代的變速箱技術一樣重要。所以全球各大供應商早在數年前就投入巨資進行研發，布局了SBW相關的產品。

如果說，要想實現自動駕駛，Ai智能算法以及機器學習是軟體方面的核心要素的話。那麽高精度傳感器和SBW操縱機構則是繞不過去的硬體門檻。

無論是傳統EPS轉向機構還是更高級的SBW都需要投入巨資研發，所以可以預見，未來這種關乎到汽車智能化和安全性的技術只會集中在少數幾家供應商巨頭手中，就像變速箱一樣。

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