汽車線控轉向技術發(fā)展趨勢

芝能汽車目前和汽車館主聯(lián)合一起在做行業(yè)技術報告，摘選部分比較基礎的信息供參考。

01、線控轉向技術路線

線控轉向技術是一種創(chuàng)新的電子轉向系統(tǒng)，通過采用傳感器、電機和控制器等電子部件取代傳統(tǒng)的轉向柱、軸和齒輪等機械部件，實現(xiàn)了方向盤和車輪之間無需物理連接的駕駛方式。

這項技術的引入為駕駛員帶來了全新的體驗和便利。通過算法、電子設備和執(zhí)行器的運作，線控轉向系統(tǒng)可以模擬真實道路感覺，并為駕駛員提供精準的轉向反饋。不僅如此，它還能適應不同類型的車輛，從運動車型到豪華轎車，都能實現(xiàn)出色的性能和舒適性。而可變傳動比的設計更進一步增強了車輛的操控性和舒適性。

相比傳統(tǒng)的轉向系統(tǒng)，線控轉向技術具有諸多優(yōu)點：

●?可變傳動比：對應相同輪胎轉動角度，普通的傳統(tǒng)方向盤可以轉動180度，而線控轉向可能只需要轉動40度或不轉動。

●?更精確靈敏：可提供更精確、更靈敏的轉向，以及可定制的轉向風格，調整轉向路感電機的反饋阻尼可以給駕駛者不同的阻尼感受

●?平臺化：對于左右駕車型，可以共用轉向執(zhí)行機構，提高平臺共用性，縮短海外國內平臺車型研發(fā)時間

●?可用于輔助駕駛功能：無人工轉向操作時，可以通過自動駕駛控制器發(fā)送轉向命令，實現(xiàn)直接控制驅動電機執(zhí)行轉向命令

目前，國內外許多汽車制造商和技術提供商都在積極研發(fā)和推廣線控轉向技術。例如，豐田已在其bZ4x車型中應用了OMG（One Motion Grip）技術，實現(xiàn)了方向盤與轉向執(zhí)行系統(tǒng)的機械分離，為駕駛員提供更輕松的操作體驗。此外，特斯拉也計劃在新款Model S和Model X車型中采用線控轉向技術，以進一步提升其駕駛性能和便利性。

在線控轉向系統(tǒng)中，控制器通過方向盤(Steering Wheel)上的扭矩和轉向角傳感器檢測駕駛員的意圖，結合車速、輪速等信息進行分析和判斷，輸出控制轉向的指令給前輪轉向電機(Steering Motor)和后輪轉向電機(Rear Road Wheel Motor)，進而驅動轉向機構進行轉向；同時可以檢測道路阻力，將阻力反饋到轉矩反饋電動機(Driver Feedback Motor)上，用于模擬道路阻力給駕駛員。該系統(tǒng)還可以包括備用傳感器和冗余措施，以確保轉向系統(tǒng)在發(fā)生故障時仍能正常工作。

02、特斯拉的線控轉向系統(tǒng)實施計劃

預計在2024年Q2季度Tesla會宣布將在新款ModelS和Model X車型中匹配Yoke方向盤使用線控轉向技術。

特斯拉計劃于2024年第二季度在新款Model S和Model X車型中引入線控轉向系統(tǒng)，并匹配Yoke方向盤。

特斯拉之所以加入線控轉向技術，原因是為了不斷尋求減少汽車零部件以加快生產時間。傳統(tǒng)的電動轉向系統(tǒng)在安裝齒條和小齒輪系統(tǒng)之前需要連接轉向柱到萬向節(jié)上，而采用線控轉向系統(tǒng)可以節(jié)省制造時間。

線控轉向技術的一大優(yōu)勢是方向盤不再與路面直接連接，從而提供更平穩(wěn)的駕駛體驗。這意味著在不平坦的路面上，車輪不會出現(xiàn)振動或拉動，使得駕駛更加安全，尤其對于殘疾人或老年駕駛員來說尤為重要。

該先進的控制系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測多個輸入變量，以產生精確的轉向比。這意味著駕駛員在低速急轉彎時不需要頻繁轉動方向盤，例如在停車場中，理論上甚至可以完全消除手動轉向的需求。

03、豐田等其他廠商的技術

除了特斯拉，豐田在2022年的bZ4x車型中采用了豐田OMG（One Motion Grip）技術，這一先進技術集成了線控轉向技術和賽車手方向盤，實現(xiàn)了方向盤與轉向執(zhí)行系統(tǒng)的機械分離。

豐田OMG技術通過電信號和高速總線取代了傳統(tǒng)的機械結構，將方向盤轉動角度設定為正負150°，基本無需換手打輪即可完成轉向操作，極大地減輕了駕駛員在轉彎、掉頭、入庫等操作時的負擔，更加適合豐田未來推動的軛式方向盤的實際使用情景。

根據豐田的線控轉向技術專利，其線控轉向系統(tǒng)由方向盤位置的轉向扭矩執(zhí)行器和轉向軸位置的轉向控制執(zhí)行器組成。方向盤扭矩和方向盤角度信號作為轉向控制的核心輸入量，與可變轉向速比功能結合計算出目標前輪角度控制變量，送入轉向控制執(zhí)行器中的角度反饋控制器，用于精確控制前輪角度和電機電流。同時，前輪角度和電機電流作為路面信息返回方向盤執(zhí)行器，產生轉向反饋力。

國外的Tier1供應商如JETKT、日立、摩比斯、ZF和耐世特已經具備成熟的線控轉向技術。豐田等國外廠商已經陸續(xù)推出量產車型搭載線控轉向系統(tǒng)，而特斯拉也正在研發(fā)線控轉向系統(tǒng)，預計未來中高端車型將普遍采用該技術。在國內，百度已經與ZF展開戰(zhàn)略合作，共同開發(fā)線控技術，而蔚來也已經組建了自己的轉向電控開發(fā)團隊，從ZF的離職人員來看，他們已經形成了一個整合的團隊?？梢灶A見，線控轉向技術將成為未來汽車技術創(chuàng)新的風口之一，與輪邊電機和主動液壓懸掛等技術一起重新定義了技術創(chuàng)新的壁壘。