線控轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在自動(dòng)駕駛車上的角色？

線控底盤(pán)技術(shù)，尤其是線控轉(zhuǎn)向與線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，作為自動(dòng)駕駛的核心驅(qū)動(dòng)力，正通過(guò)雙電機(jī)冗余設(shè)計(jì)、CAN接口控制及偽油門(mén)信號(hào)驅(qū)動(dòng)等創(chuàng)新方案，不斷提升系統(tǒng)安全性和可靠性，為自動(dòng)駕駛的全面落地奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，引領(lǐng)汽車工業(yè)邁向智能化時(shí)代。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：自動(dòng)駕駛的核心驅(qū)動(dòng)力

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Steer-by-Wire）在自動(dòng)駕駛中扮演著至關(guān)重要的角色。其核心功能是通過(guò)控制器接收上位機(jī)的目標(biāo)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角請(qǐng)求，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)角的精準(zhǔn)跟隨，同時(shí)確保車輛的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。

為了在主動(dòng)轉(zhuǎn)向和高安全性之間取得平衡，業(yè)界提出了雙電機(jī)安全冗余轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案：在現(xiàn)有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的基礎(chǔ)上，加裝主動(dòng)轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)角控制。主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)與EPS助力電機(jī)互為冗余備份，極大提升了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)：冗余與協(xié)同

在自動(dòng)駕駛模式下，主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)負(fù)責(zé)目標(biāo)轉(zhuǎn)向角的精準(zhǔn)跟隨，而EPS助力電機(jī)則提供轉(zhuǎn)向助力。在人工駕駛模式下，EPS助力電機(jī)單獨(dú)工作，主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)不參與控制。這種設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了功能分離，還確保了系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

更重要的是，如果主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)或EPS助力電機(jī)中的任意一個(gè)發(fā)生故障，另一個(gè)電機(jī)可以獨(dú)立完成轉(zhuǎn)向控制，這就是所謂的“安全冗余”。

為了進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)性能，主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)被安裝在EPS方向盤(pán)力矩傳感器的上端，以確保EPS電機(jī)在主動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)提供助力，從而下降主動(dòng)電機(jī)的負(fù)載。根據(jù)助力電機(jī)的位置，EPS系統(tǒng)可分為齒條式（R-EPS）和管柱式（C-EPS）。

以R-EPS為例，主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)通過(guò)蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)加裝在轉(zhuǎn)向管柱處，而原有的齒輪齒條EPS機(jī)構(gòu)保持不變。對(duì)于C-EPS車型，主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)則直接加裝在管柱助力電機(jī)的上方，技術(shù)原理與R-EPS一致。

線控驅(qū)動(dòng)：從傳統(tǒng)到智能

線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)車速控制和自動(dòng)加速度的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)燃油車中，電子節(jié)氣門(mén)將油門(mén)踏板行程轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器以調(diào)節(jié)進(jìn)氣量和供油量；而在電動(dòng)車中，則直接控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

在自動(dòng)駕駛中，線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心功能是通過(guò)控制器接收上位機(jī)的目標(biāo)加速度請(qǐng)求，驅(qū)動(dòng)相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)加速度的精準(zhǔn)跟隨。根據(jù)車型配置，線控驅(qū)動(dòng)可分為基于CAN接口的控制和基于偽油門(mén)信號(hào)的控制。

CAN接口的線控驅(qū)動(dòng)

中高端車型通常配備自適應(yīng)巡航（ACC）或車輛縱向控制（VLC）功能，通過(guò)CAN信號(hào)接口實(shí)現(xiàn)雷達(dá)、攝像頭模組、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)（EMS）和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）之間的通信，從而控制車輛加速度。

以ACC為例，系統(tǒng)通過(guò)CAN總線向EMS發(fā)送升扭請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)加速度控制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需額外執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但缺點(diǎn)是加速度響應(yīng)范圍有限（通常小于4m/s2），且存在一定的響應(yīng)滯后。

偽油門(mén)信號(hào)的線控驅(qū)動(dòng)

對(duì)于沒(méi)有ACC或VLC接口的車型，可以采用基于偽油門(mén)信號(hào)的線控驅(qū)動(dòng)方案。其原理是將電子油門(mén)踏板位置傳感器的輸入電壓替換為控制器輸出的電壓信號(hào)，從而直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)升扭，實(shí)現(xiàn)加速度調(diào)節(jié)。

這種方法的優(yōu)勢(shì)在于加速度響應(yīng)范圍大（與駕駛員輸入范圍一致），且響應(yīng)迅速；但缺點(diǎn)是需要額外控制器和DA模塊，并對(duì)原車電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的改造。

總結(jié)一波：線控底盤(pán)技術(shù)的未來(lái)

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的快速發(fā)展，線控底盤(pán)中的線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)和線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正逐步走向成熟。雙電機(jī)冗余設(shè)計(jì)、CAN接口控制、偽油門(mén)信號(hào)驅(qū)動(dòng)等創(chuàng)新方案，不僅提升了系統(tǒng)的安全性和可靠性，也為自動(dòng)駕駛的全面落地奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步突破，線控底盤(pán)將成為智能出行的核心支柱，推動(dòng)汽車工業(yè)邁向全新的智能化時(shí)代。