易三方的技術(shù)解讀之后輪轉(zhuǎn)向

主動后輪轉(zhuǎn)向技術(shù)，通過精確控制前后輪轉(zhuǎn)角，優(yōu)化車輛低速靈敏性與高速穩(wěn)定性，展現(xiàn)“控制算法+機(jī)構(gòu)設(shè)計”的協(xié)同系統(tǒng)魅力，揭示整車工程體系的重要性，是技術(shù)實現(xiàn)與公司管理的雙重挑戰(zhàn)。

易三方的事情，繼續(xù)講講，因為確實發(fā)現(xiàn)論文了---當(dāng)然也不算完全體，這篇論文，只講了后輪轉(zhuǎn)向的事情，不過易三方是個體系技術(shù)，一次說明一個問題也很夠了。這篇論文的核心看似是簡單的運動學(xué)建模，主要是論證了前輪轉(zhuǎn)向和后輪轉(zhuǎn)向狀態(tài)下的差異，但看完以后其實就能對“主動后輪轉(zhuǎn)向”的底層控制邏輯，產(chǎn)生一定認(rèn)識了，那么我們就來吧。
主動后輪轉(zhuǎn)向，到底解決了什么問題？
后輪轉(zhuǎn)向，看上去像是炫技，但本質(zhì)上，它挑戰(zhàn)的是車輛控制的底層邊界條件。
我們一般開的車是“單前輪轉(zhuǎn)向”，方向盤拽動的是前輪，車輛靠前輪產(chǎn)生側(cè)向力引導(dǎo)質(zhì)心旋轉(zhuǎn)。但只靠前輪帶動整車橫擺，存在兩個問題：
1.時延問題。
前輪轉(zhuǎn)角建立之后，后輪還在“摸魚”，要等車輛開始橫擺、質(zhì)心產(chǎn)生側(cè)偏角，再等到后輪在側(cè)偏剛度作用下產(chǎn)生側(cè)向力，才能建立起完整的轉(zhuǎn)彎力矩。這個過程里，車輛響應(yīng)慢，操控遲鈍，駕駛員的視線方向和車輛的實際運行方向偏差大，體驗感非常差。
2穩(wěn)定性問題。車輛繞質(zhì)心旋轉(zhuǎn)時，如果后輪不受控，橫擺角速度不受約束，高速時很容易出現(xiàn)過度響應(yīng)或者車尾“甩出”（質(zhì)心角度大），風(fēng)險倍增。
后輪轉(zhuǎn)向要解決的，就是這兩點：提升低速靈敏性，增強(qiáng)高速穩(wěn)定性。
論文中用的是典型的二自由度車輛模型，控制目標(biāo)是讓車輛的質(zhì)心側(cè)偏角β盡可能小，也就是讓車輛“走哪看哪”，提升感知一致性和車身可控性。所以建模，就先定義了兩個基本目標(biāo)運動狀態(tài)：
a.車輛質(zhì)心側(cè)偏角（車頭與實際運動方向之間的夾角）
b.車輛橫擺角速度（繞z軸的旋轉(zhuǎn)角速度）
通過牛頓第二定律對質(zhì)心受力分析、繞z軸的力矩平衡，推導(dǎo)了整車動力學(xué)方程，得到了最后的線性方程組，細(xì)節(jié)就不說了。
總之，最后核心控制參數(shù)是前輪轉(zhuǎn)角和后輪轉(zhuǎn)角，只要控制好對應(yīng)的策略，就能主動調(diào)整車輛質(zhì)心側(cè)偏角和車輛橫擺角速度，實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化。這個模型揭示了一個關(guān)鍵點：后輪是“控制變量”，不是“擾動變量”，前后輪一起配合，可以實現(xiàn)車輛操縱和穩(wěn)定性的統(tǒng)一。
接下來說控制策略。論文里提到了“模型控制 + 邏輯門限”控制結(jié)合的思路，這點特別關(guān)鍵。模型控制解決“應(yīng)該怎么轉(zhuǎn)”，邏輯門限控制解決“能不可轉(zhuǎn)”。
比如：
1. 低速蛇形工況（10km/h），目標(biāo)是提升靈敏性。此時后輪與前輪反向轉(zhuǎn)動，形成更大的轉(zhuǎn)向角，有效縮小轉(zhuǎn)彎半徑，橫擺角速度增大，車輛快速入彎，駕駛體驗變“跟手”。
2. 高速避障工況（60km/h以上），目標(biāo)是提高穩(wěn)定性。此時后輪與前輪同向轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于“對沖掉”部分橫擺響應(yīng)，減小overshoot，提升跟車和變道時的可控性?？刂撇呗缘暮诵脑谟冢簩囁賣進(jìn)行分段，并設(shè)置對應(yīng)的前后車輪轉(zhuǎn)角比例。控制系統(tǒng)還設(shè)了多重邏輯門限：
a.啟動閾值：比如車速低于多少不響應(yīng)，避免原地蠕動誤觸發(fā)；
b.最大轉(zhuǎn)角限制：后輪轉(zhuǎn)角不可高于多少，保證車尾不“越界”；
c.回中策略：比如所制動到車速多少以下自動回正，避免靜止?fàn)顟B(tài)異常磨胎；
d.死區(qū)限制：低速段設(shè)死區(qū)避免頻繁微調(diào)，提升舒適性。
可以說，主動后輪轉(zhuǎn)向是典型的“控制算法+機(jī)構(gòu)設(shè)計”協(xié)同系統(tǒng)，涉及整車、底盤、動力、電機(jī)控制四個領(lǐng)域，把“電機(jī)控制轉(zhuǎn)向”當(dāng)成動態(tài)系統(tǒng)來做工程了。
說到這里你會發(fā)現(xiàn)一件事：不論是中央執(zhí)行器的聯(lián)動方式，還是左右輪獨立控制的自由度擴(kuò)展，或者是如何設(shè)計出帶冗余的高安全架構(gòu)，這背后需要的是一整套工程邏輯。論文最后給出了實車驗證，三個典型工況下測試結(jié)果說明：
a.起步轉(zhuǎn)向：后輪精準(zhǔn)響應(yīng)車速閾值變化，轉(zhuǎn)角隨車速線性增長，控制邏輯正常。
b.低速蛇行：后輪參與轉(zhuǎn)向后，整車橫擺角速度提升17.6%以上，轉(zhuǎn)向更靈活。
c.高速避障：開啟后輪轉(zhuǎn)向后，最大橫擺角速度下降30%，超調(diào)抑制明顯，避障更穩(wěn)定。
也談不上是為了優(yōu)化“某個指標(biāo)”，這個技術(shù)基本上改變了整車的動態(tài)響應(yīng)曲線。
那么問題來了：為什么明明能顯著提升操控表現(xiàn)，卻只有少數(shù)品牌搭載？我講過這件事。首先你得要有想象力，其次要有執(zhí)行力，前者是慣性思維的問題，而后者，在執(zhí)行這個環(huán)節(jié)，研發(fā)內(nèi)部會有很大阻力。因為這不是“能不可做”的問題，是“有沒有體系”的問題。
后輪轉(zhuǎn)向是典型的高協(xié)同性系統(tǒng)，一環(huán)扣一環(huán)：
a.設(shè)計層面，要能把這套機(jī)構(gòu)設(shè)計出來，并制造出來。
b..機(jī)構(gòu)層面要有精準(zhǔn)執(zhí)行器（左右聯(lián)動/獨立控制），冗余架構(gòu)保證故障安全；
c.策略層面要能結(jié)合用戶駕駛習(xí)慣，調(diào)死區(qū)、限角、回正策略，把技術(shù)變成“感受”。
d..軟件層面要有整車模型建模能力，能把質(zhì)心、橫擺、側(cè)偏等動態(tài)指標(biāo)實時映射；
e.標(biāo)定層面要有實車測試能力，能把理論策略落在起步、轉(zhuǎn)向、避障等具體工況；
更重要的是，這套架構(gòu)在易三方里涉及多了多個部門的聯(lián)動，后雙電機(jī)是吧？那是動總的。后輪轉(zhuǎn)向是吧？那是底盤的。操穩(wěn)控制是吧？某些主機(jī)廠，這里可能是試驗部門的。然后說到核心的智駕聯(lián)動，就更復(fù)雜了。
別的不說，你就想想，三個和尚沒水喝的故事。難不難？
普通人會以為是個后輪電機(jī)的事，其實是整車控制 know-how ，和公司內(nèi)部管理的故事。普通人會以為是個豪華配置，其實是整車工程體系成熟與否的分水嶺。
不是做不到，是沒這個體系。
我們常說自主品牌缺底層 know-how，后輪轉(zhuǎn)向就是個典型。這篇論文，算是窺一斑見全豹吧，核心不在控制策略本身，而是能從“整車動態(tài)需求”出發(fā)，搭起了一套從建模、算法、執(zhí)行到測試驗證的完整鏈條。