方向盤傳動方式的變革 電控轉(zhuǎn)向技術(shù)解析

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】近幾年來，在車型參配上你會發(fā)現(xiàn)某一款車會特別說明采用的是什么轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。不管是機(jī)械助力或者是電子助力式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)始終還是有傳統(tǒng)的機(jī)械式連接。如果告訴你，現(xiàn)在有一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)省略了傳統(tǒng)機(jī)械式連接，改用電信號來控制汽車的行駛方向，你是否感興趣呢?下面，我就要為大家介紹這種新的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與大家一起來看看電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有什么玄機(jī)?

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● 什么是電控轉(zhuǎn)向?

　　電控轉(zhuǎn)向是線控技術(shù)在汽車產(chǎn)品上的一種應(yīng)用，是以電子信號為載體利用電線將指令傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而避免結(jié)構(gòu)繁雜的機(jī)械傳動、減重、提升效率以及實現(xiàn)更多智能控制功能等多重目的。

　　其實線控技術(shù)近幾年在商用車上已經(jīng)有所應(yīng)用，比如商用車上的電子剎車總泵、電控氣壓換擋系統(tǒng)等。然而運(yùn)用在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之上這還是第一次。

　　所謂電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，就是在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和方向盤之間取消傳統(tǒng)機(jī)械連接，車輪的轉(zhuǎn)向角度和速度均依靠電腦根據(jù)行駛路況和駕駛者轉(zhuǎn)動方向盤的意圖綜合計算，并由電腦控制轉(zhuǎn)向機(jī)實現(xiàn)控制目的。這就好比駕駛員手里的方向盤是一個遙控器，或者賽車游戲中的模擬方向盤，而真正執(zhí)行轉(zhuǎn)向命令的是車上的電腦。

● 電控轉(zhuǎn)向最早出現(xiàn)在哪?

　　其實，奔馳從1990年投入對線控技術(shù)的研究。在汽車領(lǐng)域，第一款實現(xiàn)應(yīng)用線控技術(shù)的汽車是奔馳在1996年發(fā)布的F200概念車。

　　F200概念車在當(dāng)時采取的控制策略是：駕駛員通過操作安裝在車門內(nèi)側(cè)和中央控制臺處的側(cè)面操縱桿來控制車身的所有運(yùn)動。左右移動操縱桿使汽車轉(zhuǎn)向，而將操縱桿向后拉將產(chǎn)生制動，向前推將使汽車加速。這種操作方式與工程挖掘機(jī)的操作方式非常相似，只不過F200概念車不能橫著走而已。

　　由于奔馳F200概念車上采用了線控技術(shù)，那么方向盤、轉(zhuǎn)向柱、踏板、制動油管等設(shè)備就被取消了。這已經(jīng)不是原來翻蓋手機(jī)→滑蓋手機(jī)→直板手機(jī)的變革。像奔馳F200概念車上操作方式的重大改變需要有相關(guān)立法支持、還要對駕駛員有從零開始的駕駛技能培訓(xùn)，推廣難度還非常大，只能在概念車上玩玩。

● 日產(chǎn)電控轉(zhuǎn)向DAS結(jié)構(gòu)原理解析

　　然而，英菲尼迪Q50并沒有像奔馳F200概念車那樣采取摒棄方向盤、油門、制動踏板的操作方式，而是在傳統(tǒng)操作的基礎(chǔ)上，保留方向盤并將線控技術(shù)完美融合。

　　英菲尼迪Q50上的電控轉(zhuǎn)向技術(shù)(Direct Adaptive Steering，簡稱DAS)，其系統(tǒng)的構(gòu)成要比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(由方向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向機(jī)組成)基礎(chǔ)之上，增加了3組ECU電子控制單元、方向盤后的轉(zhuǎn)向動作回饋器、以及斷開與接通轉(zhuǎn)向柱的離合器。

　　Q50上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雖然保留了傳統(tǒng)的方向盤與轉(zhuǎn)向柱，但在正常情況下二者是完全沒有機(jī)械力傳遞的，通過離合器分離了。而傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的路面施加給車輪的回饋力則是由轉(zhuǎn)向柱上的反作用力的馬達(dá)生成。

　　傳統(tǒng)的電控技術(shù)基本結(jié)構(gòu)與控制原理都比較簡單，只有傳感器、ECU以及執(zhí)行器便能完成動作。但是考慮到電控轉(zhuǎn)向的可靠性，英菲尼迪的研發(fā)人員采取多重保險安全保證策略。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中設(shè)有三個ECU、兩個執(zhí)行轉(zhuǎn)向動作的電機(jī)以及一個離合器。

　　系統(tǒng)中三個ECU內(nèi)部是完全相同且彼此互通的。如果有一個ECU出現(xiàn)錯誤，會采取“少數(shù)服從多數(shù)原則”根據(jù)其它兩個正常ECU的處理結(jié)果進(jìn)行控制。執(zhí)行轉(zhuǎn)向動作的電動機(jī)也是如此，即便其中一組發(fā)生故障，僅憑另一組仍可繼續(xù)控制車輛的轉(zhuǎn)向動作。

　　說到這里你也許會問，當(dāng)ECU、馬達(dá)、線束等發(fā)生故障時，要怎么辦?其實這種故障的出現(xiàn)幾率很低，即使是出現(xiàn)這種故障，轉(zhuǎn)向柱中的離合器會立刻連接，這時就能像開普通汽車一樣，利用機(jī)械式連接繼續(xù)操作方向盤。

　　編輯點評：雖然電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有液壓助力泵通過皮帶與發(fā)動機(jī)連接，能在一定程度上降低發(fā)動機(jī)油耗。但是電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制邏輯還是比較復(fù)雜，可以說是采用了多套轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，成本直線增加。由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有了機(jī)械性連接，在路感傳遞方面有所減弱。

　　另外，電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子化程度比較高，可以調(diào)整ECU參數(shù)將該系統(tǒng)匹配到不同類型車上，一來車輛間部件的通用性大大提高，二來在同一款車上還有多重駕駛體驗。日前，一項名為“AdaptIVe”的自動駕駛研究項目已經(jīng)在歐洲啟動，電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的到來或許還能為自動駕駛時代的到來奠定堅實的基礎(chǔ)。今后，汽車的駕控方式會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越既有常識。

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